ટર્બોચાર્જર

"Turbo" redirects here. For other uses, see Turbo (disambiguation).

ટર્બોચાર્જર અથવા ટર્બો એક ગેસ કોમ્પ્રેસર છે જેનો ઉપયોગ આંતરિક કમ્બશન એન્જિનમાં ફોર્સ્ડ-ઇન્ડક્શન માટે થાય છે. સુપરચાર્જરનું એક સ્વરૂપ ટર્બોચાર્જર એન્જિનમાં પ્રવેશતી હવાની ઘનતામાં વધારો કરી વધુ ઉર્જા પેદા કરે છે. ટર્બોચાર્જરમાં ટર્બાઇનથી ઉર્જા મેળવતું એક કોમ્પ્રેસર હોય છે જે બાકીના સુપરચાર્જરની જેમ મેકેનિકલ ડ્રાઇવથી ચાલવાના બદલે એન્જિનના પોતાના એકઝોસ્ટ ગેસથી ચાલે છે.

એર ફોઇલ બેરિંગ સપોર્ટેડ ટર્બોચાર્જરનો આડછેદ

પરિભાષા

શરૂઆતમાં ટર્બોચાર્જર્સના ઉત્પાદકો તેને “ટર્બોસુપરચાર્જર્સ” તરીકે ઓળખાવતા હતા. સુપરચાર્જર એક એર કોમ્પ્રેસર છે જેનો ઉપયોગ એન્જિનમાં ફોર્સ્ડ ઇન્ડક્શન માટે થાય છે. તાર્કીક રીતે જોતા સુપરચાર્જરને ચલાવવા માટે ટર્બાઇન જોડવાથી “ટર્બોસુપરચાર્જર” બની જાય. જોકે આ શબ્દને ટૂંક સમયમાં ટૂંકાવીને “ટર્બોચાર્જર” કરવામાં આવ્યું હતું. આ નવા પ્રકારની ગુંચવણનું કારણ છે કારણ કે “ટર્બોસુપરચાર્જ્ડ” શબ્દનો ઉપયોગ ઘણી વખત એવા એન્જિન માટે કરવામાં આવે છે જેમાં ક્રેન્કશાફ્ટથી ચાલતા સુપરચાર્જર અને એક્સોઝસ્ટ આધારિત ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ થાય છે જે ઘણી વાર ટ્વિનચાર્જિંગ તરીકે ઓળખાય છે. ટેલિડાઇન કોન્ટિનેન્ટલ મોટર્સ જેવી કેટલીક કંપનીઓ હજુ પણ ટર્બોસુપરચાર્જર શબ્દનો ઉપયોગ તેના અસલ અર્થમાં કરે છે.

સંચાલકીય સિદ્ધાંત

ટર્બોચાર્જર એક નાનકડું રેડિયલ પંખાનો પંપ હોય છે જે એન્જિનના એક્ઝોસ્ટ ગેસની ઉર્જાથી ચાલે છે. ટર્બોચાર્જરમાં એક ટર્બાઇન અને એક કોમ્પ્રેસર હોય છે જે સમાન શાફ્ટ પર આવેલા હોય છે. ટર્બાઇનથી એક્ઝોસ્ટની ગરમી અને પ્રેશરને રોટેશનલ બળમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે જેનો ઉપયોગ કોમ્પ્રેસરને ચલાવવા માટે થાય છે. કોમ્પ્રેસર જરૂરી હવા મેળવે છે અને ઊંચા દબાણ સાથે ઇન્ટેક મેનીફોલ્ડમાં પંપ કરે છે જેનાથી દરેક ઇન્ટેક સ્ટ્રોકમાં સિલિન્ડરમાં હવાનો વધુ જથ્થો પ્રવેશે છે.

ટર્બોચાર્જરનો હેતુ સુપરચાર્જર જેવો જ છે જે પાયાની એક મર્યાદા ઉકેલીને એન્જિનની વોલ્યુમેટ્રીક કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. કુદરતી એસ્પીરેટેડ ઓટોમોબાઇલ એન્જિન પિસ્ટનના માત્ર નીચે જતા સ્ટ્રોકનો ઉપયોગ કરીને નીચા દબાણનું ક્ષેત્ર રચે છે જેનાથી ઇન્ટેક વાલ્વ દ્વારા સિલિન્ડરમાં હવા ખેંચવામાં આવે છે. વાતાવરણમાં હવાનું દબાણ 1 એટીએમ (આશરે 14.7 પીએસઆઇ)થી વધારે હોતું નથી તેથી ઇન્ટેક વાલ્વમાં દબાણના તફાવતની મર્યાદા હશે તેથી કોમ્બુશન ચેમ્બરમાં પ્રવેશતા હવાના પ્રમાણમાં તફાવત સર્જાશે. ટર્બોચાર્જરથી સિલિન્ડરમાં હવા પ્રવેશે તે પોઇન્ટ પર દબાણ વધે છે તેથી વધારે હવાનો જથ્થો (ઓક્સિજન) અંદર પ્રવેશશે કારણ કે આંતરિક દબાણમાં અનેક ગણો વધારો થશે. વધારાના હવાના પ્રવાહના કારણે કોમ્બ્યુસ્ટન ચેમ્બર પ્રેશર અને ઊંચી એન્જિન રિવોલ્યુશન ઝડપે પણ ઇંધણ/હવાનો લોડ જાળવી રાખવાનું શક્ય બને છે જેથી એન્જિનના પાવર અને ટોર્ક આઉટપુટમાં વધારો થાય છે.

ડિટોનેશન ન થાય તે માટે અને શારિરીક નુકસાન ટાળવા માટે સિલિન્ડરમાં દબાણ વધારે પડતુ ઊંચું ન હોવું જોઇએ, તેથી વધારાના વાયુને બહાર કાઢીને ઇન્ટેક પ્રેશર નિયંત્રણમાં લેવું પડે છે. નિયંત્રણની કામગીરી એક વેસ્ટગેટ દ્વારા થાય છે જે ટર્બાઇનમાંથી કેટલોક એક્ઝોસ્ટ ફ્લો બહાર કાઢે છે. તેથી ઇન્ટેકમાં હવાનું દબાણ નિયંત્રણમાં રહે છે.

ઇતિહાસ

ટર્બોચાર્જરની શોધ સ્વિસ એન્જિનિયર આલ્ફ્રેડ બુચી દ્વારા કરવામાં આવી હતી. ટર્બોચાર્જર માટે તેમની પેટન્ટ 1905માં ઉપયોગ માટે દાખલ કરાઇ હતી. 1920ના દાયકામાં ડીઝલથી ચાલતા જહાજો અને લોકોમોટિવ્સમાં ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ થવા લાગ્યો હતો.

ઉડ્ડયન

પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધ વખતે ફ્રેન્ચ એન્જિનિયર ઓગસ્ટી રેટીયુએ કેટલાક ફ્રેન્ચ ફાઇટર્સમાં રેનોના એન્જિનમાં ટર્બોચાર્જર્સ બેસાડ્યા હતા જેમાં અમુક સફળતા મળી હતી.

1918માં જનરલ ઇલેક્ટ્રિકના એન્જિનિયર સેનફોર્ડ મોસે ટર્બોને એક V12 લિબર્ટી એરક્રાફ્ટ એન્જિન સાથે જોડ્યું હતું. આ એન્જિનનું ટેસ્ટીંગ કોલોરાડોમાં પાઇક્સ પીક ખાતે કરવામાં આવ્યું હતું14,000 feet (4,300 m) જેમાં એ દર્શાવાયું હતું કે ઘણી ઊંચાઇ પર હવાના ઓછા દબાણ અને ઘનતાના કારણે ઇન્ટરનલ કોમ્બ્યુસ્ટન એન્જિનમાં સામાન્ય રીતે ઉર્જામાં જે ઘટાડો થાય છે તે આનાથી દૂર થઇ શકે છે.

ટર્બોચાર્જરનો સૌ પ્રથમ ઉપયોગ બીજા વિશ્વયુદ્ધ અગાઉ 1930ના દાયકામાં એરક્રાફ્ટ એન્જિનના ઉત્પાદનમાં કરવામાં આવ્યો હતો. મોટા ભાગના એરક્રાફ્ટ આધારિત એપ્લિકેશન્સ પાછળનો મુખ્ય હેતુ વિમાનને વધુ ઊંચાઇ સુધી ઉડાવવાની ક્ષમતા મેળવવાનો હતો તેમાં વધુ ઊંચાઇ પર ઘટેલા વાતાવરણના દબાણને સરભર કરવામાં આવતું હતું. વધુ ઊંચાઇએ એન્જિનની શક્તિ વધારવા માટે Fw 190D, ટેમ્પેસ્ટ, B-17 ફ્લાઇંગ ફોટ્રેસ અને પી-47 થંડરબોલ્ટ જેવા વિમાનોમાં ટર્બોચાર્જર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.

ઓટોમોબાઇલ્સ ઉત્પાદન

પ્રથમ ટર્બોચાર્જ્ડ ડીઝલ ટ્રકનું ઉત્પાદન “સ્વેઇઝર મશીનેન ફેબ્રિક સોરેર” (સ્વિસ મશીન વર્ક્સ સોરેર) દ્વારા 1938માં કરવામાં આવ્યું હતું.

શેવરોલે કોર્વેરનું ટર્બોચાર્જ્ડ એન્જિન. ટોચમાં જમણી બાજુએ આવેલું ટર્બો સમગ્ર એન્જિનમાં ફેલાયેલી ક્રોમ ટી પાઇપ મારફતે એન્જિનમાં દબાણવાળી હવા ભરે છે

પ્રથમ પ્રોડક્ટશન ટર્બોચાર્જ્ડ ઓટોમોબાઇલ એન્જિન 1962માં જનરલ મોટર્સ દ્વારા બનાવાયા હતા. વાય-બોડી ઓલ્ડ્સમોબાઇલ કટલેસ જેટફાયરમાં ગેરેટ એઇરિસર્ચ ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ કરાયો હતો અને શેવરોલે કોનવેઇર મોન્ઝા સ્પાઇડરમાં ટીઆરડબલ્યુ ટર્બોચાર્જર ફીટ કરાયા હતા. 1974માં ઇંધણની કટોકટી ચરમસીમાએ હતી ત્યારે પેરિસ એર શોમાં પોર્શ દ્વારા 911 ટર્બો રજૂ કરાઇ હતી જે વિશ્વની પ્રથમ પ્રોડક્શન સ્પોર્ટ્સ કાર હતી જેમાં એક્ઝોસ્ટ ટર્બોચાર્જર અને પ્રેશર રેગ્યુલેટરનો ઉપયોગ કરાયો હતો. વધારાનું દબાણ દૂર કરવા માટે વેસ્ટગેટનો ઉપયોગ કરીને આ શક્ય બનાવાયું હતું.

વિશ્વની પ્રથમ પ્રોડક્શન ટર્બો ડીઝલ ઓટોમોબાઇલ્સ ગેરેટ ટર્બોચાર્જ્ડ મર્સિડીઝ 300એસડી અને પ્યુજો 604 હતી જે બંને 1978માં રજૂ કરાઇ હતી. આજે મોટા ભાગના ઓટોમોટિવ ડીઝલ ટર્બોચાર્જ્ડ હોય છે.

સ્પર્ધા માટેની કાર

એરક્રાફ્ટ એન્જિનિયર ફ્રેન્ક હેલ્ફોર્ડએ પોતાની સુધારાવધારા સાથેની એસ્ટોન માર્ટિન રેસિંગ કાર ધ હેલ્ફોર્ડ સ્પેશિયલ માં ટર્બોચાર્જિંગ પર પ્રયોગ કર્યા હતા પરંતુ તેમના પ્રયાસ સફળ થયા હતા કે નહીં તે નિશ્ચિત નથી. ઓટોમોટિવ રેસિંગમાં ટર્બોચાર્જિંગનો પ્રથમ સફળ ઉપયોગ 1952માં થયો હોવાનું માનવામાં આવે છે જ્યારે ડીઝલથી ચાલતી ક્યુમિન્સ સ્પેશિયલમાં ફ્રેડ અગાબાશિયાન ઇન્ડિયાનાપોલીસ 500 ખાતે પોલ પોજિશન માટે ક્વોલિફાઇ થયા હતા175 miles (282 km) અને ત્યાર બાદ ટાયરના ફેંકાયેલા ટૂકડાએ એલિયોટ ટર્બોચાર્જરના કોમ્પ્રેસર સેક્સનને નુકસાન પહોંચાડ્યું હતું. ઓફેનહોઝરના ટર્બોચાર્જ્ડ એન્જિન 1966માં ઇન્ડિયાનાપોલિસ પહોંચ્યા હતા જ્યાં તેમને 1968માં ગેરેટ એઆઇરિસર્ચ ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ કરીને સફળતા મળી હતી. ઓફેનહોઝર ટર્બો 1972માં તેની ચરમસીમાએ હતો1,000 hp (750 kW) જ્યારે પોર્શએ 917/30 સાથે કેન-એએમ સિરિઝમાં પ્રભુત્વ નોંધાવ્યું હતું.1,100 hp (820 kW) ટર્બોચાર્જ્ડ કારોએ 1976 અને 1988 વચ્ચે અને પછી 2000-2007 દરમિયાન લે મેન્સમાં 24 કલાક દરમિયાન પ્રભુત્વ જમાવ્યું હતું.

ફોર્મ્યુલા વનમાં કથિત “ટર્બો એરા”માં 1977થી સુધી1989 1500 સીસીની ક્ષમતા સાથેના એન્જિન 1000થી 1500 એચપી (746થી 1119 કેડબલ્યુ) મેળવી શકતા હતા (રેનો, હોન્ડા, બીએમડબલ્યુ, ફેરારી) રેનો એફ1 ફિલ્ડમાં 1977માં ટર્બો ટેકનોલોજી લાગુ પાડનારી પ્રથમ ઉત્પાદક હતી. પ્રોજેક્ટનો ખર્ચ ઊંચો હતો જે તેની કામગીરી દ્વારા સરભર થયો હતો અને અન્ય એન્જિન ઉત્પાદકો પણ તેને અનુસરવા લાગ્યા હતા. ટર્બોચાર્જ્ડ એન્જિન એફ1 ફિલ્ડ પર છવાઇ ગયા અને 1980ના દાયકામાં ફોર્ડ કોસવર્થ ડીએફવી યુગનો અંત આવ્યો. જોકે એફઆઇએએ નિર્ણય લીધો હતો કે ટર્બોચાર્જર્સના કારણે રમત વધારે પડતી જોખમી અને ખર્ચાળ બની ગઇ હતી. એફ1એ મહત્તમ બુસ્ટ પર મર્યાદા મૂકવાનો નિર્ણય લીધો હતો,1987 ત્યાર બાદ ટેકનોલોજી પર સંપૂર્ણ પ્રતિબંધ મૂકી દેવાયો હતો.1989

ડ્રેગ રેસિંગમાં1,800 hp (1,340 kW) ગેલ બેન્ક્સ ઓફ સધર્ન કેલિફોર્નિયા દ્વારા વિકસાવાયેલા ટ્વીન-ટર્બોચાર્જ્ડ પોન્ટિયેક જીટીએ એ નું “વિશ્વની સૌથી ઝડપી પેસેન્જર કાર”નો જમીન પરની ઝડપનો વિક્રમ સ્થાપ્યો હતો.277 mph (446 km/h) આ સ્પર્ધાને 1987માં ઓટોવિક મેગેઝિનની કવર સ્ટોરી તરીકે સ્થાન અપાયું હતું. ગેલ બેન્ક્સ એન્જિનિયરિંગએ કેટલાક ડીઝલથી ચાલતા ડ્રેગ રેસિંગના મશીન પણ બનાવ્યા હતા અને દોડમાં ઉતાર્યા હતા જેમાં “વિશ્વના સૌથી ઝડપી ડીઝલ ટ્રક” જેવા સ્ટ્રીટ-લીગલ ડોજ ડાકોટા પિક-અપ સામેલ છે735 hp (548 kW) જે તેના પોતાના ટેલરને બોનવિલે સોલ્ટ ફ્લેટ્સ પર લઇ ગયા અને ત્યાર બાદ નો સત્તાવાર એફ.આઇ.એ ટુ-વે સ્પીક રેકોર્ડ સર્જ્યો હતો217 mph (349 km/h) જેમાં વન વે ટોપ સ્પીડ હતી.222 mph (357 km/h) આ વાહને હોટ રોડ પાવર ટુરમાં 21.2-એમપીજીની એવરેજ આપીને ટર્બોચાર્જ્ડ ડીઝલ એન્જિનની ઇંધણ કાર્યક્ષમતાનું પણ ઉદાહરણ આપ્યું હતું.

રેલિંગમાં 2000 સીસી સુધીના ટર્બોચાર્જ્ડ એન્જિનોને ગ્રૂપ એ/એન વર્લ્ડ રેલી કાર (ટોપ લેવલ) સ્પર્ધા માટે મોટિવ પાવર તરીકે પસંદ કરવામાં આવે છે જે તેમની અસાધારણા પાવર-ટુ-વેઇટ ગુણોત્તરને આભારી છે. તેમાં પરિવહન અને હેન્ડલિંગ માટે વાહનના પ્રમાણમાં નાના બોડીશેલ્સનો ઉપયોગ સામેલ છે. ટર્બો આઉટપુટ એફ1 કેટેગરીના સમાન સ્તરે પહોંચ્યા બાદ ટેકનોલોજી પર પ્રતિબંધ મૂકવાના બદલે એફઆઇએએ ટર્બો ઇનલેટ ડાયામિટર પર અંકુશ મૂક્યો હતો (હાલમાં 34 એમએમ)

ડિઝાઇન અને ઇન્સ્ટોલેશન

કમ્પોનન્ટ્સ

ડાબુ બાજુ, બ્રાસ ઓઇલ ડ્રેઇન કનેક્શનજમણી બાજુએ, બ્રેઇડેડ ઓઇલ સપ્લાય લાઇન અને જળશિતક લાઇન કનેક્શન

ઢાંકણુ દૂર કરતા કમ્પ્રેસર ઇમ્પેલર સાઇડ

ટર્બાઇન બાજુનું ઢાંકળું દૂર કરતા ચિત્ર

ટર્બોચાર્જરની બાજુમાં સ્થાપિત કરાયેલું વેસ્ટગેટ

ટર્બોચાર્જરમાં મુખ્યત્વે ચાર કમ્પોનન્ટ છે. ટર્બાઇન (લગભગ કાયમ રેડિયલ ટર્બાઇન) અને ઇમ્પેલર/કોમ્પ્રેસર વ્હીલ્સ તેમના ફોલ્ડ કરાયેલા કોનિકલ હાઉસિંગમાં હોય છે જે ત્રીજા કમ્પોનન્ટની સામેની બાજુએ, સેન્ટર હાઉસિંગ/હબ રોટેટિંગ એસેમ્બલી (સીએચઆરએ) પર હોય છે.

પૈડા ફરે ત્યારે કોમ્પ્રેસર ઇમ્પેલરની આસપાસ ફીટ કરાયેલું અને ટર્બાઇન તે વાયુ એકત્ર કરીને પૈડામાંથી પસાર થવા મોકલે છે. કદ અને આકારના કારણે એકંદરે ટર્બોચાર્જરની કામગીરી પર અમુક અસર જોવા મળે છે. ઉત્પાદક પાસેથી ઘણી વખત સમાન બેઝિક ટર્બોચાર્જર એસેમ્બલી મળે છે જેમાં ટર્બાઇન માટે મલ્ટીપલ હાઉસિંગ પસંદગી હોય છે અને કેટલીક વખત કોમ્પ્રેસર કવર પણ હોય છે. તેના કારણે ડિઝાઇનર અને એન્જિન સિસ્ટમ કામગીરી અને પ્રતિભાવ વચ્ચે તથા કાર્યક્ષમતા અથવા પ્રાથમિકતા વચ્ચે જોડાણ સાધી શકાય છે. ટ્વીન-સ્ક્રોલ ડિઝાઇનમાં બે વાલ્વ-સંચાલિત એક્ઝોસ્ટ ગેસ ઇનલેટ હોય છે જેમાં એક નાનકડું અને તીવ્ર કોણ ધરાવતું હોય છે જે ઝડપી પ્રત્યાઘાત માટે હોય છે અને પીક પરફોર્મન્સ માટે એક નાના કોણ સાથે હોય છે.

સિસ્ટમમાંથી કેટલી હવા અથવા એક્ઝોસ્ટ પસાર થશે અને તે કેટલી કાર્યક્ષમતા સાથે કામ કરશે તેનો આધાર ટર્બાઇન અને ઇમ્પેલર વ્હીલના કદ પર રહેલો છે. સામાન્ય રીતે ટર્બાઇન વ્હીલ અને કોમ્પ્રેસર વ્હીલ જેટલા મોટા હોય તેટલી તેની ક્ષમતા પણ વધી જાય છે. માપ અને આકાર અલગ અલગ હોઇ શકે છે તેવી જ રીતે કર્વેચર અને વ્હીલ પર બ્લેડની સંખ્યા પણ અલગ હોઇ શકે છે. આ વિચાર પર આધારિત વેરિયેબલ જ્યોમેટ્રી ટર્બોચાર્જર્સ પણ વિકસાવવામાં આવ્યા છે.

સેન્ટર હબ રોટેટિંગ એસેમ્બલી (સીએચઆરએ) પર શાફ્ટ હોય છે જે કોમ્પ્રેસર ઇમ્પેલર અને ટર્બાઇનને જોડે છે. તેમાં શાફ્ટને સસ્પેન્ડ કરવા માટે એક બેરિંગ સિસ્ટમ પણ હોય છે જે તેને બહુ ઓછા અવરોધ પર અત્યંત ઊંચી ઝડપે ચક્રીય ગતિ કરવા દે છે. ઉદાહરણ તરીકે ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશન્સમાં સીએચઆરએ સામાન્ય રીતે સતત દબાણ હેઠળ એન્જિન ઓઇલના પૂરવઠા દ્વારા લ્યુબ્રિકેટ થતા થ્રસ્ટ બેરિંગ અથવા બોલ બેરિંગનો ઉપયોગ કરે છે. સીએચઆરએને વોટર કુલ્ડ પણ ગણી શકાય છે જેમાં એક એન્જિન કુલન્ટના આવનજાવન માટે અંદર પ્રવેશવાની અને બહાર નીકળવાની જગ્યા હોય છે. વોટર કુલ્ડ મોડલથી એન્જિન કુલન્ટનો ઉપયોગ લ્યુબ્રિકેટિંગ ઓઇલને ઠંડુ રાખવા અને ટર્બાઇન આસપાસની અત્યંત ગરમીના કારણે સંભવિત ઓઇલ કોકિંગ પ્રક્રિયાને ટાળી શકાય છે. એર-ફોઇલ બેરિંગ્સના કારણે આ જોખમ ટળી ગયું છે.

દબાણમાં વધારો

ઓટોમોટિવ વિશ્વમાં બુસ્ટ એટલે દબાણમાં વધારો જે ઇન્ટેક મેનીફોલ્ડમાં ટર્બોચાર્જર દ્વારા પેદા થાય છે જે સામાન્ય વાતાવરણના દબાણથી વધારે હોય છે. વાતાવરણનું દબાણ આશરે 14.7 પીએસઆઇ અથવા 1.0 બાર હોય છે અને તેનાથી ઉપરનું કોઇ પણ દબાણ બુસ્ટ કહેવાય છે. બુસ્ટનું સ્તર પ્રેશર ગેજ પર જોઇ શકાય છે જે સામાન્ય રીતે બાર, પીએસઆઇ અથવા કેપીએમાં હોય છે. તે વધારાના હવાના દબાણનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જે દબાણપૂર્વકના ઇન્ડક્શન વગર મેળવી શકાતા દબાણથી ઉપર હોય છે. મેનીફોલ્ડ દબાણને ટર્બો પસાર કરી શકે તે હવાનો જથ્થો ગણવો ન જોઇએ.

તેની સરખામણીમાં એરક્રાફ્ટ એન્જિન પરના સાધનો શુદ્ધ દબાણને મર્ક્યુરીના મિલિમીટર અથવા ઇંચમાં માપે છે. શુદ્ધ દબાણ એ કુલ વેક્યુમ ઉપર દબાણનું પ્રમાણ છે. આઇસીએઓ સ્ટાન્ડર્ડ હવાનું દબાણ સમુદ્રની સપાટીએ પારાના 29.92 ઇંચ (101.325 કેપીએ) જેટલું હોય છે. મોટા ભાગના આધુનિક ટર્બોચાર્જર્સ આ સ્તરથી ઉપર મેનીફોલ્ડ દબાણને લઇ જવા માટે બનેલા હોતા નથી કારણ કે એરક્રાફ્ટ એન્જિન સામાન્ય રીતે એર-કુલ્ડ હોય છે અને વધારાના દબાણથી ઓવરહિટીંગ, પ્રિ-ઇગ્નિશન અને ડિટોનેશનનો ખતરો સર્જાય છે. તેના બદલે ઊંચાઇ વધે અને હવાનું દબાણ ઘટે ત્યારે ઇન્ટેક મેનીફોલ્ડને સમુદ્રના સ્તરના દબાણના સ્તરે રાખવા માટે ટર્બોની ડિઝાઇન કરવામાં આવી હોય છે. તેને ટર્બો-નોર્મલાઇઝેશન કહેવાય છે.

બુસ્ટ પ્રેશર ટર્બો સહિત સમગ્ર એન્જિન સિસ્ટમને તેના થર્મલ અને મેકેનિકલ ડિઝાઇન ઓપરેટિંગ રેન્જમાં મર્યાદિત રાખવા માટે હોય છે. તેથી ઝડપ અને ટર્બોનું આઉટપુટ પ્રેશર વેસ્ટગેટ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે જે એક બાયપાસ છે અને ટર્બાઇન આસપાસના સિલિન્ડરના ગેસને સીધા એક્ઝોસ્ટ પાઇપમાં મોકલે છે. મહત્તમ સંભવિત બુસ્ટનો આધાર ઇંધણના ઓક્ટેન રેટિંગ અને કોઇ પણ એન્જિનના ડિટોનેશન તરફના જુકાવ પર રહેલો છે. પ્રીમિયમ ગેસોલિન અથવા રેસિંગ ગેસોલિનનો ઉપયોગ વાજબી મર્યાદા સુધી ડિટોનેશનને ઘટાડવા માટે થઇ શકે છે. ઇથેનોલ, મિથેનોલ, લિક્વીફાઇડ પેટ્રોલિયમ ગેસ (એલપીજી), કોમ્પ્રેસ્ડ નેચરલ ગેસ (સીએનજી) અને ડીઝલ ઇંધણનો ઉપયોગ ગેસોલિનથી વધુ બુસ્ટ મેળવવા માટે થાય છે કારણ કે આ ઇંધણ દહનક્રિયાની લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. ઊંચા બુસ્ટ સ્તરમાંથી વધુ પાવર મેળવવા અને વિશ્વસનીયતા જાળવવા માટે ઘણા એન્જિન કમ્પોનન્ટ્સમાં ફેરફાર થયા છે અથવા તેને અપગ્રેડ કરવામાં આવ્યા છે જેમાં ફ્યુઅલ પંપ, ફ્યુઅલ ઇન્જેક્શન, પિસ્ટન્સ, વાલ્વ, હેડ-ગાસ્કેટ અને હેડ બોલ્ટ્સ સામેલ છે.

વેસ્ટગેટ

પ્રમાણમાં વધુ ગતિએ ગતિ કરીને કોમ્પ્રેસર વધારે જથ્થામાં હવા ખેંચે છે અને તેને એન્જિનમાં ધકેલે છે. ટર્બોચાર્જરનો આઉટપુટ ફ્લો વોલ્યુમ એન્જિનના વોલ્યુમેટ્રિક ફ્લો કરતા વધી જાય ત્યારે ઇનટેક સિસ્ટમમાં હવાના દબાણમાં વધારો થાય છે. એસેમ્બલી જે ઝડપે ચક્રીય ગતિ કરે છે તેનો આધાર કોમ્પ્રેસ્ડ હવાના દબાણ અને બહાર આવતા એર ફ્લોના કુલ જથ્થા પર રહેલો છે. ટર્બો જરૂરિયાત કરતા અથવા સુરક્ષાના સ્તર કરતા અનેક ગણા આરપીએમ પર ચક્રીય ગતિ કરી શકે છે તેથી તેની ગતિને નિયંત્રણમાં લેવી જરૂરી છે. વેસ્ટગેટ એ સૌથી સામાન્ય મેકેનિકલ સ્પીડ નિયંત્રણ સિસ્ટમ છે અને તેની ક્ષમતા વધારવા માટે ઘણી વાર ઇલેક્ટ્રોનિક અથવા મેન્યુઅલ બુસ્ટ કન્ટ્રોલર જોડવામાં આવે છે. વેસ્ટગેટનું મુખ્ય કામ સેટ ઇન્ટેક પ્રેશર પ્રાપ્ત થાય ત્યારે કેટલાક એક્ઝોસ્ટને ટર્બાઇનને બાયપાસ કરવા દેવાનું છે. મોટા ભાગની આધુનિક પેસેન્જર કાર એન્જિનમાં ટર્બોચાર્જર સાથે આંતરિક રીતે જોડાયેલા વેસ્ટગેટ હોય છે. જો કે શરૂઆતના કેટલાક એન્જિન (જેમ કે યુઆરએસફોર અને એસ6માં ઓડી ઇનલાઇન-5) બાહ્ય વેસ્ટગેટ્સ ધરાવતા હતા. બાહ્ય વેસ્ટગેટ્સ વધુ સક્ષમ હોય છે અને આંતરિક વેસ્ટગેટ્સ કરતા વધુ ઊંચા બુસ્ટ સ્તરને સંભાળી શકે છે (પરંતુ તેનો અમલ કરવો વધુ ખર્ચાળ છે) અને સામાન્ય રીતે તે રેસિંગ કારમાં જોવા મળે છે.

એન્ટી-સર્જ/ડમ્પ/બ્લો ઓફ વાલ્વઝ

ટર્બોચાર્જ્ડ એન્જિન ખુલ્લા થ્રોટલ પર અને ઊંચા આરપીએમ પર કામ કરતા હોય ત્યારે ટર્બો અને એન્જિનના ઇનલેટ વચ્ચે મોટા જથ્થામાં હવા પસાર થાય તે જરૂરી છે. થ્રોટલ બંધ થાય ત્યારે કોમ્પ્રેસ્ડ હવા બહાર નીકળવાના માર્ગ વગરના થ્રોટલ વાલ્વમાંથી પસાર થશે (એટલે કે હવા પાસે બહાર નીકળવાનો કોઇ માર્ગ નથી)

તેનાથી હવાનું દબાણ એટલા પ્રમાણમાં વધે છે કે ટર્બોને તેનાથી નુકસાન થાય છે. દબાણ જો પૂરતા પ્રમાણમાં વધે તો કોમ્પ્રેસર સ્ટોલ પેદા થશે જ્યાં સ્ટોર કરાયેલી દબાણ હેઠળની હવા ઇમ્પેલર પર ડિકોમ્પ્રેસ થાય છે અને ઇનલેટમાંથી બહાર નીકળે છે. ટર્બોચાર્જર પર રિવર્સ ફ્લોના કારણે ટર્બાઇન શાફ્ટ સામાન્ય કરતા વધુ ઝડપથી ઘટે છે તેનાથી સંભવતઃ ટર્બોચાર્જરને નુકસાન થાય છે. આમ થતું અટકાવવા માટે ટર્બો અને ઇનલેટ વચ્ચે એક વાલ્વ ફીટ કરવામાં આવે છે જે વધારાના હવાના દબાણને બહાર નીકળવા દે છે. તે એન્ટી-સર્જ, ડાઇવર્ટર, બાયપાસ, બ્લો-ઓફ વાલ્વ (બીઓવી) અથવા ડમ્પ વાલ્વ તરીકે ઓળખાય છે. તે વાસ્તવમાં પ્રેશર રિલિફ વાલ્વ છે અને સામાન્ય રીતે ઇનટેક મેનીફોલ્ડમાં વેક્યુમ દ્વારા સંચાલન થાય છે.

આ વાલ્વનો પ્રાથમિક ઉપયોગ ટર્બોને ઉચ્ચ ઝડપે ઘુમાવવાનો છે. હવા સામાન્ય રીતે રિસાઇકલ થઇને ટર્બો ઇનલેટમાં (ડાઇવર્ટર અથવા બાયપાસ વાલ્વ) જાય છે પરંતુ વાતાવરણમાં પણ પરત મોકલી શકાય છે (બ્લો ઓફ વાલ્વ). ટર્બોચાર્જર ઇનલેટમાં હવાનો રિસાઇકલ કરવાની જરૂર એવા એન્જિનમાં પડે છે જે માસ-એરફ્લો ફ્યુઅલ ઇન્જેક્શન સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે વધારાની હવાને માસ એરફલો સેન્સરના ઓવરબોર્ડ ડાઉનસ્ટ્રીમમાં મોકલવાથી વધારે પડતું સમૃદ્ધ ઇંધણ મિક્સર બને છે (આવું એટલા માટે કારણ કે માસ-એરફ્લો સેન્સરને પહેલેથી વધારાની હવા માટે ગણતરીમાં લઇ લેવાયું છે જેનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો નથી.) હવાને રિસાઇકલ કરતા વાલ્વ અચાનક એન્જિન ડિસેલિરેશન પછી રિ-સ્પૂલ થવા માટેનો સમય ઓછો કરે છે, કારણ કે વાલ્વ સક્રિય હોય ત્યારે ટર્બો પરનો લોડ એર ચાર્જ વાતાવરણમાં મોકલવામાં આવે ત્યારના ચાર્જ કરતા ઓછો હોય છે.

પોર્ટેડ શ્રુડ/મેપ વિડ્થ એન્હેન્સમેન્ટ

ટર્બોચાર્જર કોમ્પ્રેસરની ફ્લો રેન્જ હવાને કાણાની રિંગમાંથી અથવા કોમ્પ્રેસર આસપાસ ગોળાકાર માર્ગમાંથી બહાર નીકળવા દઇ વધારી શકાય છે જે કોમ્પ્રેસર ઇનલેટથી સહેજ ડાઉનસ્ટ્રીમ હોય છે (પરંતુ આઉટલેટ કરતા ઇનલેટથી ઘણી નજીક હોય છે). બહાર નીકળતો હવાનો પ્રવાહ ફરીથી કોમ્પ્રેસર ઇનલેટ પાઇપમાં પરત જાય છે. ઇલેક્ટ્રોનિકલી નિયંત્રિત થતા બ્લો ઓફ વાલ્વની સરખામણીમાં આ પેસિવ સ્ટ્રક્ચર છે જે સતત ખુલે છે (તે વાતાવરણમાં ખુલ્લું રહેતું નથી તેનું તે એક કારણ છે) અમુક હવાને આ સ્તરે બહાર નીકળવા દેવાથી સર્જમાં વધારો થાય છે અને કોમ્પ્રેસર મેપ પહોળું બને છે. બ્લો ઓફ વાલ્વથી વિપરીત કોમ્પ્રેસરની હાઇ માસ ફ્લો સમાવવાની ક્ષમતા પણ સહેજ વધે છે (કારણ કે ચોક સ્થિતિ નજીક કોમ્પ્રેસર બ્લીડ પાથ મારફત હવા ખેંચે છે) આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ હનીવેલ ટર્બો ટેકનોલોજિસ અને ક્યુમિન્સ ટર્બો ટેકનોલોજિસ જેવા ટર્બોચાર્જર ઉત્પાદકો દ્વારા મોટા પ્રમાણમાં થાય છે. તેનો યોગ્ય અમલ કરવામાં આવે ત્યારે કોમ્પ્રેસર મેપની પહોળાઇ પર તેની નોંધપાત્ર અસર થાય છે જ્યારે કોમ્પ્રેસરની કાર્યક્ષમતા પર નકારાત્મક અસર થાય છે. તેની સરખામણીમાં બ્લો ઓફ વાલ્વથી મેપની પહોળાઇ પર વધારે નાટ્યાત્મક અસર થશે પરંતુ તેનો ઉપયોગ થાય ત્યારે ઉર્જાનો બગાડ થાય છે.

ચાર્જ કુલિંગ

ટર્બોચાર્જરમાં રહેલી હવાને કોમ્પ્રેસ કરવાથી તેનું તાપમાન વધે છે જેનાથી ઘણી સમસ્યા થઇ શકે છે. વધારાના ચાર્જ એર તાપમાનથી ડિટોનેશન થઇ શકે છે જે એન્જિન માટે ઘણું વિધ્વંશક સાબિત થશે. એન્જિનમાં જ્યારે ટર્બોચાર્જર બેસાડવામાં આવે ત્યારે એન્જિનમાં એક ઇન્ટરકુલર પણ ફીટ કરાય છે જે એક પ્રકારનો હીટ એક્સ્ચેન્જર છે જે ચાર્જની હીટ ઉર્જાને આસપાસની હવાના તાપમાને લાવી દે છે. ઇન્ટરકુલર જ્યારે ઇચ્છનીય ઉપાય ન હોય ત્યારે માત્ર કુલિંગના હેતુથી ચાર્જમાં વધારાનું ઇંધણ લાવવું એ સામાન્ય પ્રથા છે. વધારાનું ઇંધણ બળતું નથી. તેના બદલે ગરમી જ્યારે પ્રવાહીમાંથી બાષ્પમાં રૂપાંતરિત થાય ત્યારે તે ગરમીને શોષીને દૂર લઇ જાય છે. બાષ્પ બની ગયેલું ઇંધણ આ ગરમી ધરાવે છે અને તે એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રીમમાં છોડવામાં આવે ત્યાં સુધી રહે છે. આ થર્મોડાયનેમિક પ્રોપર્ટીના કારણે ઉત્પાદકો ઇકોનોમી અને એમિશનના ભોગે વધારે ઇંધણનો ઉપયોગ કરીને વધુ શક્તિ મેળવે છે. સમય જતા ચાર્જ એર કુલર (સીએસી) લીક થાય છે તેથી બુસ્ટ પ્રેશર અને ઇંધણની કાર્યક્ષમતા ઘટે છે. રૂટિન સર્વિસ દરમિયાન સીએસીનો ટેસ્ટ સામાન્ય પ્રથા છે. ખાસ કરીને ટ્રકિંગમાં તે સામાન્ય છે જ્યારે લીક થતા સીએસીના કારણે ઇંધણી બચતમાં 20 ટકા સુધી ઘટાડો થાય છે.

મલ્ટીપલ ટર્બોચાર્જર્સ

મુખ્ય લેખ: Twin-turbo

સમાંતર

વી-ટાઇપના એન્જિન પ્રકારના કેટલાક એન્જિનમાં બે સમાન કદના પરંતુ નાના ટર્બોનો ઉપયોગ થાય છે જેમાં એન્જિનની બે એલગ એક્ઝોસ્ટ સ્ટ્રીમ હોય છે. બે નાના ટર્બો મોટા સિંગલ ટર્બો જેટલું જ (અથવા વધુ) બુસ્ટ પેદા કરે છે પરંતુ તે કદમાં નાના હોવાથી તેના મહત્તમ આરપીએમ પર, અને આ રીતે મહત્તમ બુસ્ટ ડિલિવરી પર ઝડપથી પહોંચે છે. ટર્બોની આવી વ્યવસ્થા સામાન્ય રીતે સમાંતર ટ્વીન-ટર્બો સિસ્ટમ તરીકે ઓળખાય છે. સમાંતર ટ્વીન ટર્બોચાર્જર્સ સાથે પ્રથમ પ્રોડક્શન ઓટોમોબાઇલ 1980ના પ્રારંભમાં માસેરાતી બાઇટર્બો હતી. ત્યાર બાદ આવા ઇન્સ્ટોલેશનમાં નિસાન જીટી-આર, મિત્શુબિશી 3000 જીટી વીઆર-4, નિસાન 300 ઝેડએક્સ, ઓડી બી5 એસ4 અને બીએમડબલ્યુ ટ્વીન ટર્બો 3.0 લિટર ઇનલાઇન 6 સિલિન્ડર કારનો સમાવેશ થતો હતો. (E90, E81, E60).

સિક્વન્શિયલ

કેટલાક કાર ઉત્પાદકો બે નાના ટર્બોનો ઉપયોગ કરીને લેગનો સામનો કરે છે. આ માટેની સામાન્ય વ્યવસ્થામાં એન્જિનની સમગ્ર રેવ રેન્જ પર ટર્બો ગોઠવવામાં આવે છે અને એક ઉંચા આરપીએમ પર ગોઠવાય છે. આ આરપીએમથી નીચે સેકન્ડરી ટર્બોના એક્ઝોસ્ટ અને એર ઇનલેટ બંધ થઇ જાય છે. વ્યક્તિગત રીતે નાના હોવાના કારણે તેઓ વધારે લેગનો ભોગ બનતા નથી અને બીજો ટર્બો ઊંચા આરપીએમ પર સક્રિય હોવાથી તેઓ જરૂરિયાત પહેલા પૂર્ણ પરિભ્રમણ ગતિ મેળવે છે. આવા જોડાણને સિક્વન્શિયલ ટ્વીન ટર્બો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પોર્શે પ્રથમ વખત આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ 1985માં પોર્શ 959માં કર્યો હતો. સિક્વન્શિયલ ટ્વીન ટર્બો સિંગલ કે સમાંતર ટ્વીન-ટર્બો સિસ્ટમ્સ કરતા ઘણી જટિલ હોય છે કારણ કે તેમાં બે ટર્બોચાર્જર્સ માટે ત્રણ ઇનટેક અને વેસ્ટગેટ પાઇપની જરૂર પડે છે તથા એક્ઝોસ્ટ ગેસની દિશાને નિયંત્રિત કરવા વાલ્વની જરૂર પડે છે. ઘણા નવા ડીઝલ એન્જિનમાં આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ માત્ર લેગ ઘટાડવા માટે નહીં, પરંતુ ઇંધણની ખપત ઘટાડવા અને ઉત્સર્ગ ઓછું કરવા માટે થાય છે.

રિમોટ ઇન્સ્ટોલેશન્સ

ટર્બોચાર્જર્સ ઘણી વખત એન્જિનથી ઘણી દૂર એક્ઝોસ્ટ સિસ્ટમની ટેઇલપાઇપમાં લગાવવામાં આવે છે. આવા રિમોટ ટર્બોચાર્જર્સમાંથી ધીમું, નીચા જથ્થામાં ગીચ એક્ઝોસ્ટ ગેસ પસાર થતો હોવાથી તેના માટે નાના એસ્પેક્ટ રેશિયોની જરૂર પડે છે. નીચા બુસ્ટના એપ્લિકેશન્સ માટે ઇન્ટરકૂલરની જરૂર પડતી નથી. મોટા ભાગે એર ચાર્જ એન્જિન સુધી પહોંચે તે દરમિયાન આસપાસના તાપમાન જેટલી ઠંડી થઇ જાય છે. નજીક ગોઠવાયેલા ટર્બો ચાર્જર કરતા રિમોટ ટર્બો 300થી 600 ડિગ્રી ઠંડુ હોઇ શકે છે. તેથી બેરિંગમાં તેલ ગરમ થઇ જવાની ચિંતા ઘટી જાય છે. રિમોટ ટર્બો સિસ્ટમ્સ સિરિઝમાં અથવા સમાંતર અનેક ટર્બોચાર્જર્સ ધરાવતા હોઇ શકે છે.

ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશન્સ

અપર-ડેક એર પ્રેશરનું નિયમન કરવા માટે ટર્બોચાર્જર્સનો એક્ઝોસ્ટ ગેસ ફ્લો એક વેસ્ટગેટ દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે જે ટર્બોચાર્જરમાં પ્રવેશતા વધારાના એક્ઝોસ્ટ ગેસને બાયપાસ કરે છે. તેનાથી ટર્બાઇનની પરિભ્રમણ ગતિ અંકુશમાં આવે છે અને કોમ્પ્રેસરનું આઉટપુટ પણ નિયંત્રણમાં રહે છે. વેસ્ટગેટ ટર્બોની કોમ્પ્રેસ્ડ એર દ્વારા ખુલે છે અને બંધ થાય છે (અપર-ડેક પ્રેશર) અને સોલેનોઇડનો ઉપયોગ કરીને વેસ્ટગેટ મેમ્બ્રેનમાં પ્રવેશતા દબાણને નિયંત્રણમાં લે છે. આ સોલેનોઇડને ઓટોમેટિક પર્ફોમન્સ કન્ટ્રોલ દ્વારા નિયંત્રણમાં લઇ શકાય છે જે એન્જિનનું ઇલેક્ટ્રોનિક કન્ટ્રોલ યુનિટ છે અથવા આફ્ટર માર્કેટ બુસ્ટ કન્ટ્રોલ કમ્પ્યુટર દ્વારા તે નિયંત્રણમાં આવે છે. બુસ્ટ પ્રેશર વધારવાની અન્ય એક મેથડ ચેક અને બ્લીડ વાલ્વની છે જેનાથી સિસ્ટમના દબાણ કરતા મેમ્બ્રેનનું દબાણ ઓછું કરી શકાય છે.

ઓટોમોબાઇલ્સ, ટ્રક્સ, લોકોમોટિવ્સ, નૌકા અને જહાજોના ડીઝલ એન્જિન અને હેવી મશિનરીમાં ટર્બોચાર્જિંગ બહુ સામાન્ય છે. વર્તમાન ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશન્સ માટે નોન-ટર્બોચાર્જ્ડ ડીઝલ એન્જિન વધુને વધુ ઘટી રહ્યા છે. ડીઝલ કેટલાક કારણોસર ટર્બોચાર્જિંગ માટે વધુ યોગ્ય છેઃ

• ટર્બોચાર્જિંગ એન્જિનના સ્પેસિફિક પાવર અને પાવર-ટુ-વેઇટ રેશિયો જેવી પ્રદર્શનની લાક્ષણિકતામાં નાટ્યાત્મક સુધારો કરે છે અને નોન-ટર્બોચાર્જ્ડ ડીઝલ એન્જિનમાં સામાન્ય રીતે બહુ નબળું હોય છે.
• ટ્રક અને ઔદ્યોગિક ડીઝલ એન્જિન સામાન્ય રીતે મહત્તમ પાવર પર દોડતા હોય છે અચાનક ઝડપમાં વધારા કે ઘટાડાના કારણે સર્જાતા ટર્બો લેગથી પેદા થતી સમસ્યા ઓછી કરે છે.
• થ્રોટલ વાલ્વ ન હોવાના કારણે કોમ્પ્રેસર સ્ટોલ લગભગ અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી.
• ડીઝલ એન્જિનમાં કોઇ ડિટોનેશન હોતું નથી કારણ કે ડીઝલ ઇંધણ કોમ્પ્રેશન સ્ટ્રોકના અંતે ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે જે કોમ્પ્રેશનની ગરમીના કારણે પેદા થાય છે. તેના કારણે ડીઝલ એન્જિનનો ઉપયોગ સ્પાર્ક ઇગ્નિશન એન્જિનની સરખામણીમાં ઘણા ઊંચા બુસ્ટ પ્રેશર માટે થાય છે. અને વધારની ગરમી અને દબાણ સહન કરવાની એન્જિનની ક્ષમતાના કારણે જ તે મર્યાદિત થાય છે.

ટર્બોચાર્જરનું નાનું કદ અને નીચું દબાણ વાહન ઉત્પાદકોને નિર્માણ અને માર્કેટિંગમાં ફાયદો અપાવે છે. કુદરતી એસ્પિરેટેડ અને ટર્બોચાર્જ્ડ વર્ઝન આપીને ઉત્પાદકો બહુ મામુલી ઉત્પાદન ખર્ચે વિવિધ પાવર આઉટપુટ ઓફર કરી શકે છે જેમાં અલગ એન્જિન ડિઝાઇન કરવાનો અને ઇન્સ્ટોલ કરવાનો ખર્ચ ઘણો નીચો હોય છે. સામાન્ય રીતે વધારેલું પિસ્ટન કુલિંગ પિસ્ટનના તળિયે વધુ લ્યુબ્રિકેશન તેલ છાંટીને મેળવવામાં આવે છે. ટર્બોચાર્જર કોમ્પેક્ટ પ્રકૃતિ ધરાવે છે તેથી વધુ શક્તિશાળી એન્જિન માટે બોડીવર્ક અને એન્જિન કમ્પાર્ટમેન્ટ લેઆઉટમાં ફેરફાર કરવાની જરૂર પડતી નથી. એક જ એન્જિનના બંને વર્ઝનમાં સામાન્ય હોય તેવા ભાગોના કારણે ઉત્પાદન અને સર્વિસિંગ ખર્ચમાં વધારો થાય છે.

આજે ટર્બોચાર્જર્સનો મોટા ભાગે ઉપયોગ હાઇ પર્ફોર્મન્સ ઓટોમોબાઇલ્સના ગેસોલિન એન્જિનમાં અને પરિવહન અને અન્ય ઔદ્યોગિક ઉપકરણોમાં વપરાતા ડીઝલ એન્જિનમાં થાય છે. નાની કારને ખાસ કરીને આ ટેકનોલોજીથી ફાયદો થાય છે કારણ કે મોટા એન્જિન બેસાડવા માટે તેમાં ઓછી જગ્યા હોય છે. વોલ્વો, સાબ, ઓડી, ફોક્સવાગન અને સુબારુએ ઘણા વર્ષોથી ટર્બોચાર્જ્ડ કારનું ઉત્પાદન કર્યું છે. ટર્બો પોર્શ 944નું એક્સિલરેશન પર્ફોર્મન્સ મોટું એન્જિન ધરાવતી નોન-ટર્બો પોર્શ જેવું હતું અને ઘણા સમય સુધી મોટા એન્જિન ધરાવતી નોન-ટર્બો પોર્શ 928 જેવું જ હતું અને ક્રાઇસલર કોર્પોરેશને 1980થી 1990ના દાયકા દરમિયાન અનેક ટર્બોચાર્જ્ડ કારનું નિર્માણ કર્યું હતું. બ્યુઇકે 1970ના દાયકાના અંતમાં ઇંધણ કટોકટી વખતે ટર્બોચાર્જ્ડ વી-6નું ઉત્પાદન કર્યું હતું જે ઇંધણ કાર્યક્ષમ વિકલ્પ હતો. જેનો ઉપયોગ અત્યંત મોટા આઠ સિલિન્ડરના એન્જિનમાં થતો હતો જે લોકપ્રિય મોટી કારને શક્તિ આપતા હતા અને આગામી દાયકામાં પણ મોટા ભાગના સમયમાં પર્ફોર્મન્સ વિકલ્પ તરીકે ઉત્પાદિત કરાયા હતા.

મોટરસાઇકલ એપ્લિકેશન્સ

વજનમાં ખાસ વધારો કર્યા વગર પ્રદર્શનમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરવા માટે ટર્બોચાર્જસનો ઉપયોગ 1980ના દાયકામાં જાપાનીઝ ફેક્ટરીઓ માટે બહુ અપીલકર્તા હતો. 1978માં કાવાસાકીની Z1R TC ટર્બોચાર્જ્ડ બાઇકનું પ્રથમ ઉદાહરણ છે. તેમાં રેજે એટીપી ટર્બો કિટનો ઉપયોગ કરીને 2.3 કિલો (5 પાઉન્ડ)નો બુસ્ટ પેદા કરવામાં આવ્યો હતો જેનાથી તેનો પાવર સીથી સી90 hp (67 kW) થયો હતો. [35]-2890105 hp (78 kW) જોકે સ્ટાન્ડર્ડ મોડલ કરતા તે થોડું જ વધારે ઝડપી હતું. એક અમેરિકન કાવાસાકી આયાતકારે ઝેડ1-આરને ટર્બોચાર્જિંગ કિટ દ્વારા મોડીફાઇ કરવાનો વિચાર અમલમાં મૂક્યો હતો કારણ કે ઝેડ1-આર ઓછી વેચાતી હતી. કાવાસાકી જીપીઝેડ૭૫૦ ટર્બોનું ઉત્પાદન112 hp (84 kW) 1983થી 1985 દરમિયાન કરવામાં આવ્યું હતું. સામાન્ય કાવાસાકી જીપીઝેડ750 કરતા આ બાઇકમાં બહુ ઓછી સામ્યતા હતી. વધારાના પાવરને નિયંત્રણમાં રાખવા માટે જીપીઝેડ 750 ટર્બોના લગભગ દરેક કમ્પોનન્ટમાં સુધારા કરવામાં આવ્યા હતા.20 hp (15 kW) 1982માં હોન્ડાએ સીએક્સ500ટી રીલિઝ કરી હતી જેમાં કાળજીપૂર્વક બનાવાયેલું ટર્બો (ઝેડ1-આરના બોલ્ટ-ઓન એપ્રોચથી ભિન્ન) હતું. તેની પરિભ્રમણની ઝડપ 200,000 આરપીએમની હતી. સીએક્સ500ટીના વિકાસમાં અનેક સમસ્યાઓ હતી. વી-ટવીન એન્જિનના કારણે એન્જિન રોટેશનમાં ઇન્ટેક ગાળો લંબાઇ જતો હતો જેથી ઊંચા ઇન્ટેકનો અને બિલકુલ ઇન્ટેક ન હોય તેવો સમય વધી જતો હતો. આ સમસ્યા ઉકેલવા માટે ડિઝાઇન કરવાના કારણે બાઇકની કિંમતમાં વધારો થયો હતો, અને સસ્તી સીબી 900 (16 વાલ્વ ઇન લાઇન ફોર) જેટલી કામગીરી સુધરી ન હતી. આ વર્ષો દરમિયાન સુઝુકીએ 650 સીસીની ઇન-લાઇન ફોર એક્સએન85 અને યામાહાએ સેકા ટર્બોનું નિર્માણ કર્યું હતું.85 bhp (63 kW) એક્સએન 85 ફ્યુઅલ ઇન્જેક્ટેડ હતી જ્યારે યામાહા સેકા ટર્બો પ્રેશરાઇઝ્ડ કાર્બ્યુરેટર્સ પર નિર્ભર હતી.

1980ના દાયકાના મધ્યથી કોઇ ઉત્પાદકે ટર્બોચાર્જ્ડ મોટરસાઇકલ્સનું ઉત્પાદન કર્યું નથી તેથી આ બાઇક્સ એક રીતે શિક્ષણનો અનુભવ બની ગઇ છે. 2007 સુધીમાં કોઇ ફેક્ટરી ટર્બોચાર્જ્ડ મોટરસાઇકલ્સનું ઉત્પાદન કરતી ન હતી (જોકે સુઝુકી બી-કિંગ પ્રોટોટાઇપમાં સુપરચાર્જ્ડ હાયાબુઝા એન્જિનનો ઉપયોગ થાય છે.)

એરક્રાફ્ટ એપ્લિકેશન્સ

ટર્બોચાર્જરનો દેખીતો ઉપયોગ એરક્રાફ્ટ એન્જિન્સમાં થાય છે. વિમાન વધુ ઊંચાઇએ પહોંચે ત્યારે આસપાસની હવાનું દબાણ અચાનક ઘટી જાય છે. 5486 એમ(18,000 ફુટ)ની ઊંચાઇએ હવાનું દબાણ સમુદ્રની સપાટીએ હવાના દબાણ કરતા અડધું હોય છે અને એરફ્રેમ અડધા એરોડાઇનેમિક ડ્રેગનો જ અનુભવ કરે છે. જોકે સિલિન્ડરમાં રહેલો ચાર્જ આ હવાના દબાણના કારણે આગળ વધે છે તેથી વિમાન આ ઊંચાઇએ ફુલ થ્રોટલ પર માત્ર અડધી શક્તિ પેદા કરશે. પાઇલોટ ઝડપથી જવા માટે વધુ ઊંચાઇએ અડધા ડ્રેગનો ફાયદો લઇ શકે, પરંતુ એસ્પિરેટેડ એન્જિન આટલી ઊંચાઇએ એટલા પ્રમાણમાં શક્તિ પેદા નહીં કરે.

ઊંચાઇની અસર

ટર્બોચાર્જર હવાને ફરી સમુદ્રની સપાટીના દબાણના સ્તરે કોમ્પ્રેસ કરીને અથવા તેનાથી પણ વધુ કોમ્પ્રેસ કરી સમસ્યાનો ઉકેલ મેળવે છે જેથી વધુ ઊંચાઇ પર રેટેટ શક્તિ પેદા થાય છે. વધુ ઊંચાઇ પર ચોક્કસ દબાણ પેદા કરવા માટે ટર્બોચાર્જરના કદની પસંદગી કરવામાં આવે છે તેથી નીચી ઊંચાઇ પર ટર્બોચાર્જર ઓવર-સાઇઝ્ડ હોય છે. ટર્બોચાર્જરની સ્પીડનું નિયંત્રણ વેસ્ટગેટ મારફત થાય છે. અગાઉની સિસ્ટમમાં ફિક્સ્ડ વેસ્ટગેટનો ઉપયોગ થતો હતો જેનાથી એવો ટર્બોચાર્જર રચાતો હતો જે સુપરચાર્જર તરીકે કામ કરતો હતો. ત્યાર પછીની સિસ્ટમ્સમાં એડજસ્ટેબલ વેસ્ટગેટનો ઉપયોગ થતો હતો જે પાઇલોટ દ્વારા મેન્યુઅલી અથવા ઓટોમેટિક હાઇડ્રોલિક અથવા ઇલેક્ટ્રિક સિસ્ટમથી સંચાલિત થતી હતી. એરક્રાફ્ટ જ્યારે નીચી ઊંચાઇએ હોય ત્યારે વેસ્ટગેટ સામાન્ય રીતે પૂર્ણ ખુલે છે જેનાથી તમામ એક્ઝોસ્ટ ગેસ ઓવરબોર્ડ જતો રહેતો હતો. વિમાન ઉંચાઇ પર જાય અને હવાની ઘનતામાં ઘટાડો થાય ત્યારે વેસ્ટગેટે સંપૂર્ણ પાવર માટે ધીમે ધીમે બંધ થાય છે. વેસ્ટગેટ સંપૂર્ણપણે બંધ થાય એન્જિન પૂર્ણ સ્તરે પાવર પેદા કરતું હોય તે ઉંચાઇ ક્રિટિકલ ઓલ્ટીટ્યુડ તરીકે ઓળખાય છે. વિમાન જ્યારે ક્રિટિકલ ઊંચાઇથી ઉપર જાય ત્યારે એન્જિન પાવર આઉટપુટ ઘટવા લાગશે કારણ કે કુદરતી એસ્પિરેટેડ વિમાનની જેમ ઊંચાઇ વધતી જાય છે.

તાપમાનની ગણતરી

ટર્બોચાર્જિંગનો એક ગેરફાયદો એ છે કે તે હવાને કોમ્પ્રેસ કરવાના કારણે તેનું તાપમાન વધે છે જે ફોર્સ્ડ ઇન્ડક્શનની કોઇ પણ પદ્ધતિ માટે સાચું છે. તેનાથી અનેક સમસ્યા પેદા થાય છે. વધારે તાપમાનના કારણે ડિટોનેશન અને વધારાની સિલિન્ડર હેડ તાપમાન સર્જાય છે. આ ઉપરાંત ગરમ હવાની ઘનતા ઓછી હોય છે તેથી હવાના ઓછા મોલેક્યુલ દરેક ઇનટેક સ્ટ્રોક સાથે સિલિન્ડરમાં પ્રવેશે છે જેથી વોલ્યુમેટ્રિક કાર્યક્ષમતા ઘટે છે અને ટર્બોચાર્જરના વોલ્યુમેટ્રિક કાર્યક્ષમતા વધારવાના પ્રયાસોની વિપરીત જાય છે.

એરક્રાફ્ટના એન્જિન સામાન્ય રીતે કેટલાક ઉપાયોથી આ સમસ્યા ઉકેલે છે. સૌથી સામાન્ય ઉપાય એર સ્ટ્રીમમાં ટર્બોચાર્જરના કોમ્પ્રેસર આઉટલેટ અને એન્જિન ઇનટેક મેનીફોલ્ડ વચ્ચે ક્યાંક ઇન્ટરકુલર અથવા આફ્ટરકુલર ઉમેરવાનો છે. ઇન્ટરકુલર અને આફ્ટરકુલર હીટ એક્સ્ચેન્જરના પ્રકાર છે જેના કારણે કોમ્પ્રેસ્ડ હવા તેની કેટલીક હીટ ઉર્જા વાતાવરણની હવાને આપી દે છે. ભૂતકાળમાં કેટલાક વિમાનમાં ફ્લાઇટના ટેક-ઓફ અને ચઢાણના તબક્કા માટે એન્ટી-ડિટોનન્ટ ઇન્જેક્શનનો ઉપયોગ થતો હતો જે ઇંધણ/એર ચાર્જ સિલિન્ડરમાં પ્રવેશે તે પહેલા તેને ઠંડું કરવાનું કામ કરે છે.

તેનાથી વિપરીત આધુનિક ટર્બોચાર્જર્ડ એરક્રાફ્ટમાં સામાન્ય રીતે તાપમાનના વળતરની પ્રક્રિયા ટાળવામાં આવે છે કારણ કે ટર્બોચાર્જર્સ સામાન્ય રીતે નાના હોય છે અને ટર્બોચાર્જર દ્વારા રચાયેલું મેનીફોલ્ડ દબાણ બહુ ઊંચું હોતું નથી. તેથી ચાર્જ કુલિંગ સિસ્ટમનું વજન, ખર્ચ અને જટિલતા બિનજરૂરી બોજ ગણવામાં આવે છે. આવા કિસ્સામાં ટર્બોચાર્જર કોમ્પ્રેસર આઉટલેટ પર તાપમાન દ્વારા મર્યાદિત બને છે. ટર્બોચાર્જર અને તેના કન્ટ્રોલને એવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે જેનાથી તાપમાન એટલું બધું વધી ન જાય કે ડિટોનેશન થાય. આમ પણ ઘણા કિસ્સામાં એન્જિનને ચાલુ રહેવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે જેથી બાષ્પ બની રહેલા ઇંધણનો ઉપયોગ ચાર્જ કુલિંગ માટે થઇ શકે.

સુપરચાર્જિંગ સાથે સરખામણી

સુપરચાર્જરમાં એન્જિનમાંથી કેટલીક ઉર્જા બહાર નીકળીને સુપરચાર્જરને ચલાવે તે અનિવાર્ય છે. સિંગલ-સ્ટેજ સિંગલ-સ્પીડ સુપરચાર્જ્ડ રોલ્સ રોયસ મર્લિન એન્જિનમાં ઉદાહરણ તરીકે સુપરચાર્જર લગભગ 150 હોર્સપાવર (110 કેડબલ્યુ)નો ઉપયોગ થાય છે. આમ છતાં ખર્ચ કરતા ફાયદા વધુ છે કારણ કે 150 એચપી (110 કેડબલ્યુ) પર એન્જિન વધારાનો 400 હોર્સપાવર પેદા કરે છે અને 1000 એચપી (750 કેડબલ્યુ) આપે છે જ્યારે સામાન્ય રીતે તે 750 એચપી (560 કેડબલ્યુ) આપે છે જે 250 hp (190 kW)નો ફાયદો દર્શાવે છે. સુપરચાર્જરનો મુખ્ય ગેરફાયદો આવી સ્થિતિમાં સ્પષ્ટ બને છે. એન્જિને સુપરચાર્જર ચાલુ કરવા માટે શક્તિ આપવા વધારે ઇંધણ બાળવું પડે છે. વધારે ચાર્જ ઘનતાના કારણે એન્જિનનો સ્પેસિફિક પાવર અને પાવર સામે વજનનો ગુણોત્તર વધી જાય છે. તેની સાથે એન્જિનનું સ્પેસિફિક ઇંધણ વપરાશ પણ વધી જાય છે. તેનાથી વિમાનને ચલાવવાનો ખર્ચ વધી જાય છે અને એંકદરે રેન્જ ઘટે છે. બીજી તરફ ટર્બોચાર્જર એક્ઝોસ્ટ ગેસનો ઉપયોગ કરીને ચાલે છે. સામાન્ય રીતે વેડફાઇ જતી ગરમી એક્ઝોસ્ટ વાયુમાંથી કાઢવામાં આવે છે અને ઇનટેક હવાને કોમ્પ્રેસ કરવા માટે ઉપયોગી પાવરમાં ફેરવવામાં આવે છે. ટર્બોચાર્જરનું ટર્બાઇન સેક્સન વાસ્તવમાં એક હીટ એન્જિન છે. તે એક્ઝોસ્ટની ગરમીને પાવરમાં ફેરવે છે જે કમ્પ્રેસરને ચલાવે છે તેથી સુપરચાર્જર દ્વારા થતા ઇનટેક એર કરતા વધુ અસરકારક કોમ્પ્રેસન મળે છે જે પોતાના એર કોમ્પ્રેસરને ચલાવવા માટે ચોખ્ખા એન્જિન પાવરનો ઉપયોગ કરે છે.

સુપરચાર્જ્ડ એન્જિનનો બીજો ગેરફાયદો એ છે કે તે સંપૂર્ણપણે પાઇલટ દ્વારા સંચાલિત હોય છે તેથી માનવ ભૂલ થવાની શક્યતા રહે છે જે એન્જિનને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે અને વિમાનને જોખમમાં મૂકે છે. સુપરચાર્જ્ડ એરક્રાફ્ટ એન્જિનના કારણે પાઇલટે સતત થ્રોટલને એડજસ્ટ કરવું પડે છે જેથી ઉંચે ચઢતી વખતે કે ઉતરતી વખતે આવશ્યક મેનીફોલ્ડ પ્રેશર જળવાઇ રહે છે. પાઇલટે એન્જિનનું ઓવરબુસ્ટીંગ અને નુકસાન ટાળવા માટે ખાસ કાળજી લેવી જોઇએ. ખાસ કરીને ગો-અરાઉન્ડ જેવી ઇમરજન્સી વખતે તે જરૂરી છે. તેની સરખામણીમાં આધુનિક ટર્બોચાર્જર સિસ્ટમમાં ઓટોમેટિક વેસ્ટગેટનો ઉપયોગ થાય છે જે ઉત્પાદક દ્વારા નક્કી કરવામાં આવેલા માપદંડમાં મેનીફોલ્ડ પ્રેશરને નિયંત્રિત કરે છે. આ સિસ્ટમ માટે નિયંત્રણ સિસ્ટમ યોગ્ય રીતે ચાલતી હોય અને પાઇલટના કન્ટ્રોલ કમાન્ડ ક્ષતિરહીત અને આયોજનપૂર્વકના હોય ત્યાં સુધી ટર્બોચાર્જર એન્જિનને બુસ્ટ કરીને તેને નુકસાન નહીં પહોંચાડે.

આમ છતાં બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન મોટી સંખ્યામાં એન્જિનોમાં સુપરચાર્જરનો ઉપયોગ થયો હતો કારણ કે ટર્બોચાર્જર્સ સામે તેઓ ત્રણ મુખ્ય ઉત્પાદનના લાભ ધરાવતા હતા. ટર્બોચાર્જર્સ મોટા હતા, વધારાના પાઇપિંગની જરૂર પડતી હતી અને એક્ઝોસ્ટ સિસ્ટમના ટર્બાઇન અને પ્રિ-ટર્બાઇન સેક્સનમાં વિશિષ્ટ ઉચ્ચ-તાપમાનની સામગ્રીની જરૂર પડતી હતી. પાઇપિંગનું કદ એક મહત્વનો મુદ્દો હતો. અમેરિકન ફાઇટર્સ વોટ એફ4યુ અને રિપબ્લિક પી-47માં તે એન્જિનનો જ ઉપયોગ થયો હતો, પરંતુ રિપબ્લિક પી-47ના વિશાળ બેરલ જેવા ફ્યુઝલેજમાં પ્લેનની પાછળ ટર્બોચાર્જરમાં અંદર અને બહાર પાઇપિંગનો ઉપયોગ કરવો પડતો હતો. ટર્બોચાર્જ્ડ પિસ્ટન એન્જિન ગેસ ટર્બાઇન એન્જિન્સની જેમ ઘણા સમાન સંચાલકીય નિયંત્રણોને આધિન રહી શકે છે. પાઇલટે તેમના ટાર્ગેટ મેનીફોલ્ડ પ્રેશરનું ઓવરશૂટિંગ ટાળવા માટે સમાન, સ્લો થ્રોટલ એડજસ્ટમેન્ટ કરવું જોઇએ. ટર્બાઇન હાઇ પાવર સેટિંગ પર ચાલતું હોય ત્યારે ઓવરહિટિંગ ટાળવા માટે ફ્યુઅલ મિક્સર પીક એક્ઝોસ્ટ ગેસ તાપમાનની ટોચની બાજુએ એડજસ્ટ કરવું જોઇએ. હાથેથી સંચાલિત વેસ્ટગેટનો ઉપયોગ કરતી સિસ્ટમમાં પાઇલટે ટર્બોચાર્જરના મહત્તમ આરપીએમથી આગળ નીકળી ન જવાય તેની કાળજી રાખવી જોઇએ. ટર્બોચાર્જ્ડ એન્જિનમાં લેન્ડિંગ બાદ ઠંડા થવાનો સમય જરૂરી છે જેથી થર્મલ આંચકાના કારણે ટર્બો અથવા એક્ઝોસ્ટ સિસ્ટમમાં તિરાડો ન પડી જાય. ટર્બોચાર્જ્ડ એન્જિનમાં ટર્બોચાર્જર અને એક્ઝોસ્ટ સિસ્ટમની વારંવાર ચકાસણી કરાવવી પડે છે જેને ગરમીના કારણે નુકસાન થવાનો ખતરો વધારે છે તેથી સારસંભાળનો ખર્ચ વધી જાય છે.

આજે મોટા ભાગના સામાન્ય ઉડ્ડયન વિમાનો કુદરતી એસ્પિરેટેડ છે. નાની સંખ્યામાં આધુનિક એવિયેશન પિસ્ટન એન્જિન, જે વધુ ઊંચાઇએ ઉડવા માટે બન્યા છે તેમાં સુપરચાર્જરના બદલે ટર્બોચાર્જર અથવા ટર્બો-નોર્મલાઇઝરનો ઉપયોગ થાય છે. આ વિચારધારામાં પરિવર્તન માટે મોટા ભાગે આર્થિક કારણો જવાબદાર છે. એવિયેશન ગેસોલિન એક સમયે પુષ્કળ પ્રમાણમાં મળતું હતું અને સસ્તું હતું તેથી સરળ પરંતુ વધુ ઇંધણની ખપત ધરાવતા સુપરચાર્જરની હિમાયત થતી હતી. ઇંધણો ખર્ચ વધવાની સાથે સુપરચાર્જરની તરફેણ થવાનું ઘટી ગયું છે.

ટર્બોચાર્જ્ડ એરક્રાફ્ટ ઘણી વખત સામાન્ય એસ્પિરેટેડે પિસ્ટન સંચાલિત એરક્રાફ્ટ અને ટર્બાઇન પાવર્ડ એરક્રાફ્ટની કામગીરી વચ્ચે સ્થાન મેળવે છે. ટર્બોચાર્જ્ડ એન્જિનના ઊંચા સારસંભાળ ખર્ચને આ હેતુ માટે યોગ્ય ગણવામાં આવે છે કારણકે ટર્બોચાર્જ્ડ પિસ્ટન એન્જિન કોઇ પણ ટર્બાઇન એન્જિન કરતા ઘણા સસ્તા પડે છે.

ગેસ ટર્બાઇન એન્જિન સાથે સંબંધ

બીજા વિશ્વ યુદ્ધ અગાઉ સર ફ્રાન્ક વ્હીટલએ શરૂઆતના ટર્બોજેટ એન્જિનો પર પોતાના પ્રયોગો શરૂ કર્યા હતા. જરૂરી સામગ્રી તેમજ ભંડોળની અછતના કારણે શરૂઆતમાં પ્રગતી ધીમી હતી. જોકે બીજા વિશ્વયુદ્ધ વખતે લશ્કરી વિમાનોમાં મોટા પ્રમાણમાં ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ થયો હતો જેનાથી તેઓ વધુ ઊંચાઇએ અત્યંત ગતિથી ઉડી શકતા હતા. યુદ્ધની માંગના કારણે ટર્બોચાર્ડર ટેકનોલોજીમાં સતત સુધારો થતો ગયો ખાસ કરીને સામગ્રીમાં સુધારો થયો. અભ્યાસના ક્ષેત્રમાં આખરે શરૂઆતના ગેસ ટર્બાઇન એન્જિનનો સમાવેશ થયો. શરૂઆતના ટર્બાઇન એન્જિનો બહુ મોટા ટર્બોચાર્જર જેવા હતા જેમાં કેટલાક કોમ્બુશન ચેમ્બર્સ દ્વારા કોમ્પ્રેસર અને ટર્બાઇન જોડવામાં આવ્યા હતા. ટીવી શો સ્ક્રેપહીપ ચેલેન્જના એક એપિસોડમાં આ બે વચ્ચેનું જોડાણ દર્શાવાયું છે જેમાં સ્પર્ધકોએ જૂના –ઓટોમોટિવ ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ કરીને એક ચાલુ જેટ એન્જિન બનાવવાનું હતું.

જનરલ ઇલેક્ટ્રિકએ લશ્કરી વિમાનો માટે ટર્બોચાર્જર્સનું ઉત્પાદન કર્યું હતું અને બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન તેના ઇલેક્ટ્રીક ટર્બો કન્ટ્રોલ માટે કેટલીક પેટન્ટ મેળવી હતી. ત્યાર બાદ તે કુશળતાનો ઉપયોગ કરીને ગેસ ટર્બાઇન માર્કેટમાં બહુ મોટો હિસ્સો મેળવ્યો હતો જે સ્થાન તેમણે આજે પણ ટકાવી રાખ્યું છે.

પ્રોપર્ટીઝ અને એપ્લિકેશન્સ

વિશ્વસનીયતા

ગંદા અથવા બિનઅસરકારક ઓઇલના કારણે ટર્બોચાર્જર્સને નુકસાન થઇ શકે છે અને મોટા ભાગના ઉત્પાદકો ટર્બોચાર્જર્ડ એન્જિનો માટે વારંવાર ઓઇલ બદલતા રહેવાની ભલામણ કરે છે. મોટા ભાગના માલિકો અને કેટલીક કંપનીઓ સિન્થેટિક ઓઇલનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરે છે જે ઠંડી અવસ્થામાં વધુ સરળતાથી પ્રસરે છે અને પરંપરાગત ઓઇલની જેમ તુટી જતું નથી. ટર્બોચાર્જર ચાલતું હશે ત્યારે ગરમી પેદા થાય છે તેથી બંધ કરતા અગાઉ થોડા જ સમય પહેલા ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હોય તો એન્જિનને શટ ઓફ કરતા પહેલા ત્રણ મિનિટ સુધી તેને નિષ્ક્રિય રહેવા દેવાની ઘણા ભલામણ કરે છે. (મોટા ભાગના ઉત્પાદકો સ્વિચ ઓફ કરતા પહેલા 10 સેકન્ડના આઇડલિંગ ગાળાની ભલામણ કરે છે જેથી ટર્બોચાર્જર તેની નિષ્ક્રીય ગતિએ ચાલતું હોય અને ઓઇલ સપ્લાય કાપવામાં આવે ત્યારે બેરિંગને નુકસાન ન થાય.) તેનાથી ટર્બો પરિભ્રમણ એસેમ્બલી નીચા એક્ઝોસ્ટ ગેસ તાપમાનના કારણે ઠંડી પડે છે અને ટર્બાઇન હાઉસિંગ અને એક્ઝોસ્ટ મેનીફોલ્ડ ઘણા ગરમ હોય ત્યારે પણ ટર્બોચાર્જરને ઓઇલનો પૂરવઠો મળતો રહે છે. નહીંતર ગરમી જ્યારે બેરિંગમાં જાય ત્યારે યુનિટમાં એકત્ર થયેલું લ્યુબ્રિકેન્ટ ઓઇલ કોકિંગ થાય છે જેનાથી બેરિંગ ઝડપથી ઘસાય છે અને કાર ફરી શરૂ કરવામાં આવે ત્યારે ફેઇલર થાય છે. બળી ગયેલા ઓઇલના નાના કણો પણ એકઠા થશે અને ઓઇલ પૂરવઠો અટકાવી દઇ તેને નિષ્ફળ બનાવશે. ડીઝલ એન્જિનમાં આ સમસ્યા ઓછી છે કારણ કે તેમાં એક્ઝોસ્ટ તાપમાન નીચું હોય છે અને એન્જિનની ઝડપ સામાન્ય રીતે ઓછી હોય છે.

ટર્બો ટાઇમરની મદદથી એન્જિન પૂર્વનિર્ધારિત સમયગાળા સુધી ચલાવી શકાય છે જેમાં સ્વયંચાલિત રીતે ઠંડા થવાનો સમય મળેછે. ફોઇલ બેરિંગના કારણે ઓઇલ કોકિંગ નાબુદ થાય છે. ઓઇલ કોકિંગ સામે વધુ જટિલ અને સમસ્યા પેદા કરતું રક્ષણાત્મક બેરિયર વોટરકુલ્ડ બેરિંગ કાર્ટિજનો ઉપયોગ છે. એન્જિન બંધ કરવામાં આવે ત્યારે કાર્ટિજમાં પાણી ઉકળે છે અને એક કુદરતી પુનઃપરિભ્રમણ રચાય છે જે ગરમી દૂર કરે છે. આમ છતાં ટર્બો અને મેનીફોલ્ડ ચાલુ હોય ત્યારે એન્જિન બંધ કરવો એ યોગ્ય વિચાર નથી.

કાસ્ટ આયર્ન મેનીફોલ્ડની જગ્યાએ ટ્યુબ્યુલર હેડર્સનો ઉપયોગ કરતા કસ્ટમ એપ્લિકેશન્સમાં ઠંડા થવાના સમયગાળાની જરૂર રહેતી નથી કારણ કે હળવા હેડર્સમાં હેવી કાસ્ટ આયર્ન મેનીફોલ્ડ કરતા ઘણી ઓછી ઉર્જાનો સંચય થાય છે. ટર્બોચાર્જર્સ બેરિંગના નુકસાન અને અધુરા સમયે નિષ્ફળ જવાનો ખતરો રહે છે જેના માટે થ્રોટલની ક્ષતિ જવાબદાર હોઇ શકે છે. એન્જિન બંધ થાય પછી અને ઓઇલનું દબાણ ઘટી ગયા પછી પણ તેના કારણે ટર્બો ફરતું રહે છે.

ટર્બો લેગ

ડ્રેગસ્ટરમાં ઇનલાઇન 6 એન્જિન (MkIV ટોયોટા સુપ્રાના 2JZ-GTE એન્જિન)માં લગાડવામાં આવેલી ટર્બોચાર્જરની જોડી.

ટર્બો અસરકારક કામ કરી શકે તે ઝડપે લઇ જવા માટે લાગતો સમય ટર્બો લેગ તરીકે ઓળખાય છે. ટર્બો બિનઉપયોગી પડ્યું હોય ત્યારે થ્રોટલ પ્રતિભાવમાં થતા અચકાટ તરીકે તેની નોંધ લેવાય છે. ટર્બાઇન ઉચ્ચ દબાણે કામ કરે અને ટર્બાઇન રોટર તેની રોટેશનલ ઇનેર્ટિયાનો સામનો કરી સપ્લાય બુસ્ટ પ્રેશર માટે જરૂરી ઝડપ મેળવે તે માટે એક્ઝોસ્ટ સિસ્ટમ દ્વારા લેવાતા સમયની તે લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. સુપરચાર્જરમાં સીધું સંચાલિત કોમ્પ્રેસર આ સમસ્યાનો ભોગ બનતું નથી. (સેન્ટ્રીફ્યુજલ સુપરચાર્જર્સ નીચા આરપીએમ પર બુસ્ટનું સર્જન કરતા નથી જ્યારે પોઝિટીવ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ સુપરચાર્જર કરે છે) તેનાથી વિપરીત નીચા લોડ પર કે નીચા આરપીએમ પર સુપરચાર્જર નીચું બુસ્ટ આપે છે અને એન્જિન કુદરતી એસ્પિરેટેડ એન્જિન તરીકે કામ કરે છે.

ટર્બાઇનની રોટેશનલ નિષ્ક્રિયતાને ઘટાડીને લેગમાં ઘટાડો કરી શકાય છે ઉદાહરણ તરીકે સ્પૂલ-અપ વધુ ઝડપથી ખુલે તે માટે તેમાં હળવા ભાગોનો ઉપયોગ થાય છે. સિરામિક ટર્બાઇન્સ આ અંગે ફાયદાકારક છે. કમનસીબે તેઓ પ્રમાણમાં નાજુક હોય છે તેથી તેમના દ્વારા અપાતું મહત્તમ બુસ્ટ મર્યાદિત થઇ જાય છે. લેગ ઘટાડવાનો અન્ય એક માર્ગ વ્યાસ ઘટાડીને અને ગેસ ફ્લો પાથ લેન્થ વધારીને ટર્બાઇનનો એસ્પેક્ટ રેશિયો બદલવાનો છે. અપર-ડેક એર પ્રેશર વધારીને અને વેસ્ટગેટ પ્રતિભાવ સુધારીને ફાયદો થાય છે, પરંતુ તેનાથી ખર્ચ વધે છે અને વિશ્વસનીયતા જોખમાય છે જેનાથી કાર ઉત્પાદકો ખુશ નથી. પરંપરાગત ઓઇલ બેરિંગની જગ્યાએ ફોઇલ બેરિંગનો ઉપયોગ કરીને પણ લેગમાં ઘટાડો કરવામાં આવે છે તેનાથી પ્રતિરોધ ઘટે છે ટર્બોની પરિભ્રમણ એસેમ્બલી ઝડપથી વધે છે. વેરિયેબલ-નોઝલ ટર્બોચાર્જર્સ (ઉપર ચર્ચા પ્રમાણે) મોટા પ્રમાણમાં લેગ ઘટાડે છે.

વેરિયેબલ-જ્યોમેટ્રી અથવા વેરિયેબલ-નોઝલ ટર્બો તરીકે ઓળખાતા કેટલાક ટર્બોચાર્જર્સમાં એક્ઝોસ્ટમાં વેન્સના સેટનો ઉપયોગ થાય છે જેનાથી ટર્બાઇનમાં નિરંતર વાયુની ગતિ જળવાઇ રહે છે. આ પ્રકારના જ નિયંત્રણનો ઉપયોગ વીજ મથકના ટર્બાઇનમાં થાય છે. આવા ટર્બોચાર્જરમાં નાના પરંપરાગત ટર્બોચાર્જરની જેમ લઘુત્તમ લેગ હોય છે અને 1500 એન્જિન આરપીએમ જેટલું નીચું સંપૂર્ણ બુસ્ટ મેળવી શકે છે અને છતાં ઉંચી એન્જિન ઝડપ પર મોટા પરંપરાગત ટર્બોચાર્જર જેટલા જ કાર્યક્ષમ રહે છે. ઘણા સેટઅપમાં ટર્બોમાં વેસ્ટગેટનો ઉપયોગ થતો નથી. વેન્સનું નિયંત્રણ મેમ્બ્રેન દ્વારા થાય છે જે વેસ્ટગેટ પરના મેમ્બ્રેન જેવું હોય છે પરંતુ મિકેનિઝમ વેરિયેબલ વેન સિસ્ટમને સંચાલિત કરે છે. આ વેરિયેબલ ટર્બોચાર્જર્સ સામાન્ય રીતે ડીઝલ એન્જિનમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.

લેગને બુસ્ટ થ્રેસોલ્ડ માની લેવું ન જોઇએ. ટર્બો સિસ્ટમનો બુસ્ટ થ્રેસોલ્ડ આ જગ્યાના નીચા બાઉન્ડને દર્શાવે છે જેની અંદર કોમ્પ્રેસર કામ કરે છે. આપેલા પ્રેશર મલ્ટીપ્લાયર પર ચોક્કસ ફ્લો રેટથી નીચે આપેલું કોમ્પ્રેસર નોંધપાત્ર બુસ્ટ પેદા નહીં કરે. તેનાથી ગમે તેટલા વાયુના દબાણે ચોક્કસ આરપીએમ પર બુસ્ટને મર્યાદિત કરી શકાય છે. નવા ટર્બોચાર્જર અને એન્જિન વિકાસના કારણે બુસ્ટ થ્રેસોલ્ડમાં નિરંતર ઘટાડો થયો છે.

ઇલેક્ટ્રીકલ બુસ્ટીંગ (“ઇ-બુસ્ટીંગ”) એ વિકાસ હેઠળની નવી ટેકનોલોજી છે. એટલે કે તેમાં સ્પોટ-લાઇટમાંથી એક્ઝોસ્ટ ગેસ ઉપલબ્ધ બને તે પહેલા ટર્બોચાર્જરની ગતિ વધારવા માટે હાઇ સ્પીડ ઇલેક્ટ્રીકલ મોટરનો ઉપયોગ થાય છે. વૈકલ્પિક ઇ-બુસ્ટીંગ દ્વારા ટર્બાઇન અને કોમ્પ્રેસરને અલગ પાડીને હાઇબ્રિડ ટર્બોચાર્જરની જેમ ટર્બાઇન-જનરેટર અને ઇલેક્ટ્રીકલ-કોમ્પ્રેસર રચાય છે. તેનાથી કોમ્પ્રેસરની ઝડપ ટર્બાઇનથી સ્વતંત્ર બને છે. એમવી કેનેડિયન પાયોનિયર (ડોક્સફોર્ડ 76J4CR એન્જિન)માં ટર્બોચાર્જરની ગતિ વધારવા માટે હાઇડ્રોલિક ડ્રાઇવ સિસ્ટમ અને ઓવરસ્પીડ ક્લચ વ્યવસ્થા 1981માં ફીટ કરવામાં આવી હતી.

રેસ કારમાં ઘણી વખત ઘટેલી ટર્બોચાર્જર લાઇફના ભોગે લેગ સદંતર નાબુદ કરવા માટે એન્ટી-લેગ સિસ્ટમનો ઘણી વખત ઉપયોગ કરાય છે.

બુસ્ટ થ્રેસોલ્ડ

ટર્બોચાર્જર્સ ચોક્કસ એક્ઝોસ્ટ માસ ફ્લો રેટથી (ટર્બોના કદ પર આધાર) ઉપર જ બુસ્ટ પેદા કરવાની શરૂઆત કરે છે જે એન્જિનના ડિસ્પ્લેસમેન્ટ, આરપીએમ અને થ્રોટલ ઓપનિંગ દ્વારા નક્કી થાય છે. યોગ્ય એક્ઝોસ્ટ ગેસ ફ્લો વગર તેઓ વાયુને એન્જિનમાં પ્રવેશ કરાવી શકતા નથી. ફુલ થ્રોટલના સ્તરે જ્યારે એક્ઝોસ્ટમાં માસ ફ્લો એન્જિનમાં વાયુને બળથી પ્રવેશ કરાવવા માટે સક્ષમ હોય છે તે બુસ્ટ થ્રેસોલ્ડ આરપીએમ તરીકે ઓળખાય છે. કેટલાક કિસ્સામાં એન્જિનિયર્સ બુસ્ટ થ્રેસોલ્ડ આરપીએમમાં ઘટાડો આદર્શ ઝડપે લાવી શકે છે જેનાથી તાત્કાલિક પ્રતિભાવ આપી શકાય છે. કોમ્પ્રેસરના નકશા અને ગાણિતિક સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને લેગ અને થ્રેસોલ્ડ માપદંડ હાંસલ કરી શકાય છે.

ટર્બોચાર્જરના ઉત્પાદકો

• એબીબી ટર્બો સિસ્ટમ્સ
• બોર્ગવોર્નર ટર્બો સિસ્ટમ્સ
• બોશ મોલ ટર્બો સિસ્ટમ્સ (બોશ અને મોલ વચ્ચેનું સંયુક્ત સાહસ)
• કેટરપિલર
• ક્યુમિન્સ ટર્બો ટેકનોલોજીસ (હોલસેટ)
• હિટાચી વોર્નર ટર્બો સિસ્ટમ્સ (હિટાચી અને બોર્ગવોર્નર વચ્ચેનું સંયુક્ત સાહસ)
• હનીવેલ ટર્બો ટેકનોલોજીસ (Garrett)
• આઇએચઆઇ
• કોમત્સુ
• કમ્પ્રેસરેન્બુ બેનિવિટ્ઝ (કેબીબી)
• એમએએન ડીઝલ
• મિત્સુબિશી હેવી ઇન્ડસ્ટ્રીઝ
• નેપીયર(NAPIER) ટર્બોચાર્જર
• પીયરબર્ગ
• વોઇથ ટર્બો

બાહ્ય લિન્ક્સ

• Don Sherman (2006). "Happy 100th Birthday to the Turbocharger". Automobile Magazine. મૂળ માંથી 2012-02-22 પર સંગ્રહિત. મેળવેલ 2010-07-15.
• Andrew Noakes (18 March 2005). "Audi Quattro". Pistonheads.
• નાસા ઓઇલ ફ્રી ટર્બોચાર્જર સંગ્રહિત ૨૦૦૯-૦૫-૦૫ ના રોજ વેબેક મશિન