Turbocharger VS Supercharger

Uçaklarımız daha yüksek irtifaya çıkabilmesi ve böylece daha düşük hava yoğunluğu sayesinde minimum sürtünme ile karşılaşması için motorların iyileştirilmesi gerekmektedir. İrtifamız arttıkça basınç ve buna bağlı olarak hem bizim hem motorlarımızın ihiyacı olan oksijen basıncı yetersiz hale gelir.  Piston motorların ürettiği güç miktarı belirli zamanda silindirler içerisinde yanan yakıt-hava karışımının ağırlığına bağlıdır. Dolayısıyla irtifa ile birlikte karışımın ağırlığı düşeceği için motorumuzun üretebileceği güç miktarı da düşer. Bunu engellemek için havanın sıkıştırılması yani basıncının arttırılmasına ihtiyaç vardır. Hava sıkıştırıldığında basıncı veya yoğunluğu arttırılarak, yanma öncesi içindeki oksijen miktarı arttırılır. Böylece daha verimli yanma ve daha çok güç elde edilir. Peki bu sistem nasıl ortaya çıktı?

1860 ta   Philander ve Francis Marion Roots endüstriyel amaçlı kullanımlar için hava hareketlendiricisi patenti aldı.

Deneysel olarak ilk test edilen ve çalışan supercharger motor 1878 de Dugald Clerk tarafından icat edilidi.

1885 te Gottlieb Daimler  supercharger ile yanma odasına hava gönderen motor için Almanya’da patent aldı.

1902′de Louis Renault santrifüj supercharger için patent aldı…..

İsimler tanıdık geldi mi?

Bugünün lider otomotiv üreticileri olarak bildiğimiz Bilim adamlarının otomotiv dünyası için yaptığı çalışmalar sayesinde bu sistemler ortaya çıktı. Yani sistemler önce arablar için tasarlandı sonra havacılık için kullanılmaya başlandı.


Sistemin çalışma mantığını da biraz inceleyelim….
Motora giren hava kanatçıklar vasıtasıyla hızlandırılır. (Tıpkı evimizdeki vantilatörler gibi fakat kapalı bir ortamda) . Yüksek hızda dönen bu kanatçıklar havayı hızlandırarak kinetik enerjisini arttırır. Daha sonra yayıcı kısımda bulunan kanallar yüksek dönü hızına sahip havayı kanalara bölerek hızını azaltır ve basıncı artar. Basıncın artmasıyla birlikte havanın sıcaklığı da artar. ( hava sıcaklığının artması konusuna  ilerde değinilecektir).

Turbocharger ve Supercharger sistemlerinin çalışma mantığı bu şekilde havanın bir türbin ile sıkıştırılarak yanma için gönderilmesidir. Peki fark nerede?

Sistemlerin ayırıcı özelliği kompresör yani sıkıştırma için gereken gücün sağlandığı kaynaktır. Supercharger da motor dişlisi bunu sağlarken Turbo chargerde bu güç atık gazlardan sağlanmaktadır.

Supercharger sistemi hareketini motordan aldığı için motora bir yük bindirir. Bunun sonucunda ada motor ürettiği gücün bir kısımını kompresör için için harcar. Kompresöre sayesinde kazanılan gücün bir miktarı yine kompresöre harcanır. Bunun sonucunda daha çok yakıt tüketimi, daha kısa mesafe gibi olumsuz faktörler ortaya çıkar. Hatta deniz seviyesinde incelediğimizde atmosferik motorlar , supercharger gibi motordan güç çekmediği için daha yüksek güç üretir.

Turbocharger sisteminde ise kompresörün gücü motordan atılan gazlar ile sağlanır. Böylece atıl durumda olan egzozdan çıkan gazların enerjisi kullanarak  motordan güç çekmez. Bu sayede daha yüksek irtifalarda deniz seviyesinde elde ettiğimiz manifold basıncını koruyabiliriz. Bu sistemin dezavantajlarından biri ise kompresörün çok hızda dönmesinden dolayı stabil hale gelmesi ve hızlanması için zamana ihityacı olmasıdır. Buna Turbo Gecikmesi denir.Bu yüzden gaz arttırmalar yavaş yapılmalı özellikle mecburi iniş çalışmalarındaki pas geçme esnasında manifold basıncı yavaş yükseltilmelidir.yani turbonuza biraz toparlanması için biraz zaman verin..

Otomotiv teknolojisindeki gelişmeler Volkswagen firmasının TSI motor kullanımı ile bir boyut daha kazanmıştır. Bu sistemde supercharger ve turbocharger birlikte kullanılmıştır. Buna göre supercharger sistemi sürekli açık bulunurken belirli bir devirden sonra turbocharger da devreye girerek basınç arttırılarak daha ekonomik ve yüksek güçte motorlar üretilmiştir. Gelecekte bu sistemde de uçaklarda kullanılabilecek mi bekleyip göreceğiz….

Bu sistemlere yardımcı olmak için bazı motorlarda intercooler eklenmiştir. Bu parçaların amacı kompresör ile sıkışan artan havanın sıcaklığı düşürülerek yoğunluğu arttırılır.