เทอร์โบ

โดยปกติเครื่องยนต์จะดูดอากาศเอง โดยใช้การเลื่อนลงของลูกสูบเพียงอย่างเดียว ในปัจจุบันมีการใส่ เทอร์โบ เพื่อใช้เพิ่มอากาศให้เข้าเครื่องยนต์มากขึ้น

แสดงระบบเครื่องยนต์ที่ใช้เทอร์โบ

เทอร์โบ มีใบพัด 2 ใบ คือใบพัดไอดีหรือ Compressor และใบพัดไอเสียหรือ Turbine มีแกนกลางเป็นตัวเชื่อมระหว่าง 2 ใบพัด

หลักการเทอร์โบ

ในขณะที่เครื่องยนต์ทำงาน จะปล่อยแก๊ซไอเสียออกมาทางท่อร่วมไอเสีย ซึ่งแก๊สไอเสียก่อนจะถูกทิ้งไป จะปั่นใบพัดไอเสียให้เกิดการหมุน ทำให้ใบพัดไอดีหมุนไปพร้อมกัน ดูดอากาศผ่านไส้กรองอากาศ และอัดเข้าเครื่องยนต์ เพิ่มปริมาณอากาศเข้าเครื่องยนต์มากขึ้น ทำให้เครื่องยนต์เผาไหม้สมบูรณ์ ช่วยให้ประหยัดน้ำมัน เป็นการเพิ่มแรงม้าโดยไม่ต้องขยายปริมาตรดูดของเครื่องยนต์

ปัจจุบันผู้ผลิตรถเริ่มใช้ เทอร์โบ มากขึ้น จนพัฒนาเป็น เทอร์โบแปรผัน เรามาดูว่า เทอร์โบแปรผัน คืออะไร ต่างจาก เทอร์โบ ธรรมดาอย่างไร

เทอร์โบแปรผัน : VNT (Variable Nozzle Turbo) เป็น เทอร์โบ ที่พัฒนามาจาก เทอร์โบ ธรรมดา แต่ต่างกันตรงที่ด้านโข่งไอเสียจะมีครีบที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ เพื่อเป็นการควบคุมขนาดของโข่งไอเสีย ทำให้ความเร็วของไอเสียที่จะปั่นใบพัดเทอร์โบ (Turbine) เหมาะสมกับเครื่องยนต์ทุกๆรอบ เพราะ ” ขนาดของโข่งไอเสียจะเป็นตัวทำให้ เทอร์โบ บูสท์มาไวหรือช้า “  ซึ่งแต่ก่อนโข่งไอเสียจะถูกจำกัดปริมาตรคงที่ ถ้าโข่งไอเสียเล็กก็จะทำให้เทอร์โบสามารถสร้างแรงดันได้ไว แต่พอรอบเครื่องสูงๆ จะระบายไอเสียได้ไม่ดี ทำให้กำลังเครื่องยนต์ตก ส่วนโข่งไอเสียขนาดใหญ่ ที่รอบสูงจะระบายไอเสียได้ดี แต่ที่รอบเครื่องต่ำๆ กลับสร้างแรงดันได้ช้าเพราะความเร็วของไอเสียต่ำ จากตรงนี้จึงเป็นที่มาของ เทอร์โบแปรผัน ซึ่งก็เหมือนกับมีโข่งไอเสียเล็ก-ใหญ่ในตัวเดียวกัน

การทำงานของครีบเทอร์โบแปรผัน

เทอร์โบแปรผัน มีชื่อเรียกต่างๆ ไม่เหมือนกัน ขึ้นอยู่กับบริษัทที่ผลิต เช่น VGT (Variable Geometry Turbo)หรือVNT (Variable Nozzle Turbine)หรือVTG (Variable Turbine Geometry) โดยอุปกรณ์ที่ควบคุมครีบแปรผันจะมีทั้งแบบมอเตอร์ไฟฟ้า และแบบใช้สูญญากาศควบคุม

ข้อดีของ เทอร์โบแปรผัน
1) ลดอาการ Turbo lag หรืออาการรอรอบ ทำให้เครื่องยนต์มีแรงบิด และแรงม้าสูงตั้งแต่รอบต่ำ
2) การสร้างแรงบิดได้ตั้งแต่รอบต่ำ ทำให้ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงขึ้น
3) ลดมลพิษ ไม่มีไอเสียที่เหลือปล่อยทิ้ง ทำให้ฝุ่นละออง(PM) ไนโตรเจน(NOx) ลดลง

ข้อเสียของ เทอร์โบแปรผัน
1) ราคาสูงกว่า เทอร์โบธรรมดาทั่วๆไปเพราะใช้อุปกรณ์มากกว่า
2) การดูแลรักษายากกว่า เพราะมีชิ้นส่วนเพิ่มขึ้น

ส่วนประกอบเทอร์โบ

อาการเสีย และระยะเวลาที่ควรซ่อม
เครื่องยนต์ไม่มีกำลัง ใบพัดเทอร์โบเสีย แกนเทอร์โบหลวม มีน้ำมันรั่วออกมาจาก เทอร์โบ แรงดันเทอร์โบ ผิดปกติ ซึ่งส่งผลให้ เทอร์โบ อัดอากาศเข้าเครื่องยนต์ได้น้อย ทำให้เกิดควันดำ กินน้ำมันมากผิดปกติ หรือรถที่ใช้งานมากกว่า 300,000 กม.หรือ4,000 ชั่วโมงควรมีการเปลี่ยนชุดซ่อมและบาร๊าซ(Balance)แกนใหม่

บริษัทเชียงใหม่ดีเซลจำกัด สามารถซ่อม เทอร์โบ ให้อยู่ในสภาพปกติได้ โดยซ่อมเปลี่ยนอุปกรณ์ภายในเทอร์โบ พร้อมทั้ง Balance เทอร์โบ เพื่อไม่ให้เกิดการแกว่งตัวในเวลาเทอร์โบทำงาน เนื่องจากการที่ใช้ เทอร์โบ ที่ไม่ผ่านการ Balance แกนเทอร์โบ จะเกิดการสันสะเทือนเมื่อมีการใช้งาน ทำให้เกิดการสึกหรอของบูชและแกน เทอร์โบ ได้ง่าย มีผลทำให้ เทอร์โบ มีอายุการใช้งานที่สั้นกว่าปกติ

อินเตอร์คูลเลอร์

มีหน้าที่ระบายความร้อนของอากาศที่ออกมาจากการอัดของ เทอร์โบ ทำหน้าที่เหมือนหม้อน้ำที่ระบายความร้อนให้เครื่องยนต์

ตำแหน่งติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์

ในขณะที่ เทอร์โบ สร้างแรงดันประมาณ 1 bar ขึ้นไป อากาศที่ถูกอัดตัวจะมีอุณหภูมิสูงถึง 100-120 °c อากาศที่ร้อนเมื่อผ่าน อินเตอร์คูลเลอร์ จะทำให้อุณหภูมิต่ำลง (อากาศที่มีความร้อนสูง จะมีมวลอากาศน้อยหรือความหนาแน่นต่ำ ส่วนอากาศที่เย็นจะมีมวลอากาศมาก หรือความหนาแน่นสูง) เป็นการเพิ่มความหนาแน่นให้กับอากาศก่อนเข้ากระบอกสูบเครื่องยนต์ ทำให้ปริมาณอ๊อกซิเจนมีมากขึ้น ช่วยให้การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงสมบูรณ์ เครื่องยนต์จึงแรงขึ้น

การติดตั้งควรอยู่ในที่รับลม เพื่อระบายความร้อนได้ดีที่สุด ต้องไม่บังการระบายความร้อนของหม้อน้ำที่อาจทำให้ความร้อนสูงขึ้น หรือแผงคอนเด็นเซอร์ในระบบแอร์ จะทำให้แอร์ไม่เย็น ท่อยางและเหล็กรัดควรใช้อย่างดีที่ออกแบบมาใช้กับงาน เทอร์โบ ต้องทนแรงดันและความร้อน เพราะถ้ามีการรั่วอาจทำให้กำลังเครื่องตกได้

การติดอินเตอร์คูลเลอร์ด้านหน้ารถ

การใช้ อินเตอร์คูลเลอร์ ที่หนาเกินไปอาจทำให้ลมผ่านทะลุไปที่หม้อน้ำได้ยาก (ปกติ อินเตอร์คูลเลอร์ จะอยู่หน้าหม้อน้ำ) ทำให้หม้อน้ำระบายความร้อนไม่ดี อินเตอร์คูลเลอร์ ที่เล็กเกินไป ทำให้ระบายความร้อนไม่เพียงพอ หรือประสิทธิภาพการระบายความร้อนต่ำ แต่ถ้า อินเตอร์คูลเลอร์ ใหญ่เกินไป ก็จะเกิด pressure drop ได้ อาจต้องปรับบูสท์ เทอร์โบ เพิ่มเพื่อชดเชยแรงดันที่หายไป
การติดตั้ง อินเตอร์คูลเลอร์ สามารถทำได้ 2 แบบคือ
1 แบบติดตั้งด้านหน้า ข้อดีคือสามารถระบายความร้อนได้ดี เพราะไม่ได้อยู่ในห้องเครื่องยนต์ซึ่งมีอุณหภูมิสูง ลมปะทะได้ดี แต่ข้อเสียก็คือต้องเดินท่อที่ยาว ทำให้แรงดัน เทอร์โบ ตกลงได้ (Pressure drop) แผง อินเตอร์คูลเลอร์ อาจเสียหายจากการถูกก้อนหินกระแทกได้ง่ายเนื่องจากติดตั้งบริเวณหน้ารถ

การติดอินเตอร์คูลเลอร์บนเครื่องยนต์

2.แบบติดตั้งด้านบนเครื่องยนต์ ข้อดีคือ อากาศจะมีการเดินทางที่สั้นกว่าแบบที่ติดตั้งด้านหน้ารถ เกิด Pressure drop น้อย แต่ประสิทธิภาพการระบายความร้อนจะสู้แบบติดตั้งด้านหน้าไม่ได้ ต้องเจาะฝากระโปรงเพื่อให้อากาศเย็นจากภายนอกเข้ามาระบายความร้อนของ อินเตอร์คูลเลอร์ หรือมีการติดตั้งพัดลมไฟฟ้าเพิ่ม