عندما ترى سيارة يتم الإعلان عنها على أنها "مشحونة بشاحن توربيني" ، فإن كل شخص لديه إحساس عام بأنه محرك قوي إلى حد ما قادر على أداء إضافي ، لكنك قد لا تعرف بالضبط كيف أنجزت هذا السحر.

كيف يعمل الشاحن التربيني

في محرك الاحتراق الداخلي القياسي ، يعد تدفق الهواء هو الأكثر أهمية في أداء المحرك. عادة ، في المحرك الجاري ، تكون الحركة التنازلية للمكابس هي التي تسحب الهواء إلى اسطوانات المحرك. يخلط الهواء بالوقود ، ويتم إشعال البخار المشترك لتوفير الطاقة. عندما تخطو دواسة البنزين ، فإنك لا تضخ الوقود السائل حقًا في المحرك ، بل تقوم بسحب المزيد من الهواء ، والذي بدوره يسحب في الوقود المبخر لتوليد الطاقة.

الشاحن التوربيني هو جهاز ميكانيكي يحركه العادم ويعزز قوة المحرك عن طريق ضخ المزيد من الهواء في المحرك. يستخدم الشاحن التوربيني زوجًا من المصبوبات الشبيهة بالمروحة والمثبتة على عمود مشترك. واحد (يسمى التوربينات) يتم توصيله بالأنابيب إلى العادم ، بينما يتم توصيل الآخر (الضاغط) بمدخل المحرك. تدفق العادم يدور التوربينات ، مما يسبب ضاغط بدوره. يعمل الضاغط على نفخ الهواء في المحرك بمعدل أكبر مما يمكن أن يسحبه من تلقاء نفسه. يمكن خلط حجم الهواء الأكبر مع حجم أكبر من الوقود ، مما يزيد من إنتاج الطاقة.

توربو تأخر

لكي يعمل الشاحن التوربيني بشكل صحيح ، يجب أن يكون هناك ضغط عادم كافٍ لتدوير التوربينات. قد لا يحدث هذا حتى تصل سرعة المحرك إلى 2000 إلى 3000 دورة في الدقيقة (دورة في الدقيقة). وتسمى هذه الفجوة في الوقت الذي يصل فيه المحرك إلى دورة في الدقيقة اللازمة بالتوربو. بمجرد أن ينتقل التوربو إلى أعلى ، انتبه - والنتيجة هي عادة زيادة قوية في القوة ، مصحوبة أحيانًا بصافرة تشبه المحرك النفاث.

السيارات التي تستخدم الشاحن التربيني؟

في الماضي ، كان يتم استخدام الشاحن التوربيني فقط على السيارات الرياضية لمنحهم ركلة إضافية. ولكن منذ أن فرضت الحكومة معايير أعلى للاقتصاد في استهلاك الوقود ، يلجأ العديد من شركات صناعة السيارات إلى المحركات الصغيرة ذات الشاحن التوربيني لاستبدال المحركات الأكبر والأقل كفاءة في استهلاك الوقود. يسمح الشاحن التوربيني للمحرك الصغير بإنتاج طاقة كبيرة للمحركات حسب الطلب ، ولكن عندما تكون الطلبات منخفضة (مثل التجول في الطريق السريع) ، يستخدم المحرك الأصغر حجمًا أقل من الوقود. تقليديًا ، تتطلب المحركات المشحونة بشاحن توربيني وقودًا عالي الأوكتان ، لذا فإن العديد من محركات التربو الموفرة للوقود هذه تستخدم حقنًا مباشرًا للوقود ، وهو ما يسمح باستخدام الغاز الرخيص المكون من 87 أوكتان. ضع في اعتبارك أن عدد الكيلومترات الخاص بك سوف يتغير وفقًا لعاداتك في القيادة - إذا كان لديك قدم ثقيلة ، فإن محرك توربيني صغير سوف يستهلك الكثير من الوقود مثل محرك كبير.

تستخدم معظم محركات الديزل شاحن توربيني. الديزل قوي في الطاقة المنخفضة في الدقيقة لكنه يفتقر إلى الطاقة عند أعلى عدد الدورات في الدقيقة ؛ توفر الشاحن التوربيني لمحركات الديزل منحنى قوة مستويًا واسعًا يجعلها أكثر ملاءمة لسيارات الركاب. على عكس محركات البنزين ، يكون الديزل أكثر كفاءة في استهلاك الوقود بشكل عام عند تزويده بشاحن توربيني.

الشاحن التربيني مقابل الشحانين

يسمى نوع مماثل من الجهاز الشحان. بدلاً من استخدام التوربينات التي تحركها العادم ، يتم تشغيل الشحان بشكل ميكانيكي بواسطة المحرك - عادة بواسطة حزام ، وأحيانًا بواسطة التروس. يتمتع الشاحنون الفائقون بميزة القضاء على التوربو ، لكنهم يحتاجون إلى قدر كبير من القدرة على الدوران ، لذلك لا ينتجون دائمًا نفس مكاسب الطاقة الصافية مثل الشاحن التوربيني. غالبًا ما يتم استخدام الشاحنات الضخمة في مسابقات السحب ، والتي تحتاج إلى إنتاج الكثير من الطاقة المنخفضة. تجمع شركة صناعة السيارات السويدية "فولفو" بين الشحن الفائق والشحن التوربيني في محركها Drive-E.