ما هو الشحن التوربيني؟
يعد الشحن التوربيني أحد التقنيات المتقدمة في صناعة السيارات، وهو مصمم لزيادة كفاءة وقوة محركات الاحتراق. يقوم هذا الجزء بضغط المزيد من الهواء وإرساله إلى الأسطوانات باستخدام غازات العادم. عندما يدخل المزيد من الهواء إلى الأسطوانة، يكون الاحتراق أفضل ممكنًا، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج الطاقة من المحرك. يعتبر الشاحن التوربيني مفيدًا بشكل خاص في السيارات الرياضية والمحركات الصغيرة، لأنه يزيد من إنتاج الطاقة دون زيادة حجم المحرك ووزنه. بالإضافة إلى زيادة الطاقة، يتمتع الشاحن التوربيني بمزايا أخرى؛ مثل تقليل استهلاك الوقود وتقليل الملوثات. تسمح هذه التقنية للمحرك بالعمل بكفاءة أكبر ونتيجة لذلك يتم تقليل كمية الوقود المستهلكة لإنتاج كمية معينة من الطاقة. وبهذه الطريقة، بالإضافة إلى تحسين أداء السيارة، يساعد الشحن التوربيني على تقليل الأضرار البيئية والحفاظ على موارد الطاقة. وقد دفع هذا العديد من شركات تصنيع السيارات الحديثة إلى استخدام هذه التكنولوجيا في إنتاج سيارات جديدة لتوفير تجربة قيادة أفضل والاهتمام بالقضايا البيئية.
كيف يعمل الشاحن التوربيني
يتكون الشاحن التوربيني من جزأين رئيسيين: التوربين والضاغط. يستخدم التوربين غازات العادم الصادرة عن المحرك للتدوير. عندما يحترق الوقود في الأسطوانة، يتم توجيه الغازات الساخنة ذات الضغط العالي إلى التوربين من خلال نظام العادم. هذه الغازات تجعل التوربين يدور. ومن ناحية أخرى يتم توصيل الضاغط بالعمود الذي يحرك التوربين، وعندما يدور التوربين يبدأ الضاغط في العمل.
يقوم الضاغط بامتصاص الهواء المحيط وضغطه ومن ثم إرساله إلى غرفة الاحتراق. تؤدي هذه الزيادة في حجم الهواء الداخل إلى دخول المزيد من الوقود إلى الأسطوانة، مما يؤدي إلى احتراق أقوى. يؤدي هذا الاحتراق الأقوى إلى إنتاج المزيد من الطاقة من المحرك. ونتيجة لهذا الأداء، يمكن أن يؤدي الشحن التوربيني إلى زيادة قوة المحرك بشكل كبير دون زيادة حجم المحرك ووزنه. وتعتبر هذه التقنية أحد الحلول الرئيسية لزيادة كفاءة وقوة محركات الاحتراق في السيارات الحديثة.
أنواع الشحن التوربيني
شاحن توربيني متغير (VGT): يحتوي هذا النوع من الشاحن التوربيني على ريش متغيرة تتغير زاويتها حسب ظروف المحرك. تسمح هذه التغييرات بتعديل ضغط الهواء على النحو الأمثل وتقليل التأخر التوربيني. ويستخدم هذا النوع على نطاق واسع في السيارات الرياضية بسبب أدائه الأفضل على السرعات العالية. الشاحن التوربيني المزدوج: يحتوي هذا النوع من الشاحن التوربيني على توربينين على محور واحد، يستخدمان لتوليد المزيد من الطاقة. يستخدم الشاحن التوربيني المزدوج بشكل خاص في السيارات التي تحتاج إلى قوة وعزم دوران عاليين. يتمتع هذا النوع من التوربو بأداء أفضل عند السرعات العالية ويزيد من قوة خرج المحرك. الشاحن التوربيني الكهربائي: تستخدم التوربينات الكهربائية البطاريات لضغط الهواء، مما يؤدي إلى تقليل تأخر التوربو بشكل كبير. يحظى هذا النوع من الشاحن التوربيني بشعبية خاصة في السيارات الهجينة والكهربائية لأنه يستخدم الطاقة الكهربائية بدلاً من الطاقة الميكانيكية. غير شاحن توربيني: يتضمن هذا النوع من التيربو ضاغطين وتوربينين يقعان على نفس المحور ويمكنهما إرسال المزيد من الهواء إلى المحرك. يتمتع هذا النوع من التيربو بأداء قوي جداً ويساعد على زيادة كفاءة وقوة المحرك، على الرغم من أنه أكثر تعقيداً في التركيب والصيانة.
كيفية تثبيت الشاحن التوربيني
يعد تركيب الشحن التوربيني عملية معقدة وحساسة تتطلب الخبرة والمعرفة التقنية. في الخطوة الأولى يجب اختيار نوع الشاحن التوربيني المناسب لمحرك السيارة. يجب أن يعتمد هذا الاختيار على قدرة المحرك وخصائصه التقنية لضمان التوافق التام بين التوربو والمحرك. ومن ثم يجب تركيب الشاحن التوربيني بالقرب من نظام العادم حتى يتمكن من استخدام طاقة غازات العادم بأفضل طريقة. الخطوة التالية هي توصيل أنظمة سحب الهواء والعادم. يجب أن يكون الضاغط التوربيني متصلاً بنظام سحب الهواء الخاص بالمحرك والتوربين بعادم السيارة. بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة وجود نظام تبريد مناسب للتحكم في درجة حرارة الشاحن التوربيني المرتفعة، حيث يمكن لدرجات الحرارة المرتفعة أن تلحق الضرر بالمحرك والتوربو. يجب أن يتم التثبيت الصحيح للشاحن التوربيني بعناية ويجب أيضًا إجراء إعدادات نظام المحرك بشكل صحيح حتى يمكن الاستفادة من أقصى كفاءة لهذا الجزء.
مكونات الشحن التوربيني
التوربين: المهمة الأساسية للتوربين هي استخدام غازات العادم لتدويره. يقوم هذا القسم بنقل الطاقة ميكانيكيًا من غازات العادم إلى الضاغط ويؤدي إلى دورانه. يعد التوربين أحد الأجزاء الرئيسية للشاحن التوربيني الذي يساعد على زيادة كفاءة المحرك.
الضاغط: الضاغط هو المسؤول عن امتصاص الهواء المحيط وضغطه باستخدام الطاقة الميكانيكية التي ينتجها التوربين. ثم يتم توجيه هذا الهواء المضغوط إلى غرفة الاحتراق فيحسن الاحتراق ويزيد من قوة المحرك.
العمود: العمود عبارة عن قطعة مركزية تربط بين التوربين والضاغط وينقل الطاقة من التوربين إلى الضاغط. يؤدي نقل الطاقة هذا إلى ضغط الهواء وزيادة كفاءة المحرك.
السكن: يشمل السكن أو السكن التوربين والضاغط ويكون مسؤولاً عن توجيه الغازات والهواء. يعمل هذا القسم على توجيه تدفق الهواء وغازات العادم بالشكل الأمثل وتحسين أداء الشاحن التوربيني.
Wastegate: Wastegate مسؤول عن التحكم في ضغط الغاز في التوربين. يمنع هذا الجزء الضغط الزائد وبالتالي يمنع تلف أجزاء المحرك والشاحن التوربيني
يعتبر الشحن التوربيني أداة فعالة لزيادة كفاءة وقوة محركات السيارات، حيث يستخدم طاقة غازات العادم لتوجيه المزيد من الهواء إلى الأسطوانات. تعمل هذه العملية على زيادة القوة وتقليل استهلاك الوقود وتساعد على تحسين كفاءة المحرك. ومع ذلك، فإن تركيب الشاحن التوربيني وصيانته يتطلب خبرة ودقة عالية. ويساعد استخدام هذه التقنية على تحسين تجربة القيادة والحفاظ على البيئة، ويجعل السيارات تعمل بكفاءة أكبر.