ما هو الشاحن التوربيني وكيف يعمل؟

تم اختراع الشحن التوربيني بهدف تصميم محركات أخف وزنًا وأكثر قوة وبكفاءة أعلى. التوربين المثبت بين مخرج الدخان ومدخل الهواء يستمد طاقته من الدخان الخارج من مشعب الدخان ويجعل استهلاك الوقود أكثر كفاءة بطريقة ما.

أحد الحلول التي استخدمتها شركات السيارات لتعويض نقص الهواء في الأسطوانة عند الدورات العالية من أجل زيادة القوة والقوة هو زيادة حجم المحرك، إلا أن زيادة حجم المحرك كانت النتائج التي كانت أهمها يمكن ذكرها زيادة استهلاك الوقود وزيادة الانبعاثات، ومن ناحية أخرى فإن من عيوب المحركات ذات الحجم الكبير انخفاض كفاءتها، بالإضافة إلى ارتفاع أسعار الوقود وارتفاع أسعار الوقود. إن وضع قواعد صارمة لمنع الانبعاثات جعل شركات صناعة السيارات تفكر في ابتكار حل آخر.

في عام 1885، اقترح مهندس ألماني يُدعى جوتليب دايملر فكرة لتقوية محركات الاحتراق؛ كان ينوي استخدام هيكل ميكانيكي لضغط الهواء وحقنه في أسطوانة السيارة. وبعد عدة سنوات من هذه الفكرة، اخترع ألفريد بوتشي، وهو مهندس ميكانيكي سويسري، نظامًا يسمى الشاحن التوربيني في عام 1900. يتكون الجهاز الذي صنعه من مشعب حلزوني، يوضع بداخله توربين، يتم تدويره عن طريق توصيله بمخرج العادم واستخدام غازات ذلك التوربين، وبعمل مشابه للضاغط، يدخل الهواء المضغوط إلى الأسطوانة سوف تزيد.

ما هو دور قضيب الموجة في السيارة؟

بعد مرور عدة سنوات على بداية استخدام تقنية الشاحن التوربيني في صناعة الطيران، دخلت هذه التقنية إلى عالم السيارات، وفي الخمسينيات حاولت عدة شركات استخدام الشاحن التوربيني في سياراتها، ونجحت في ذلك، ولم يكن الأمر كذلك تم الانتهاء منه لأن هذا النظام تسبب في العديد من المشاكل وأخيراً تمكنت شركة جنرال موتورز من إصلاح بعض مشاكل هذا النظام ولأول مرة في عام 1962 قدمت أول سيارة مزودة بمحرك توربيني.

الشاحن التوربيني (الشاحن التوربيني) يعمل؟

يعادل اسم شاحن توربيني باللغة الفارسية، والذي تم اختراعه بهدف تصميم محركات أخف وزنًا ذات حجم أقل وفي نفس الوقت أكثر قوة وكفاءة أعلى. لنفترض أن سيارة في السرعة الرابعة تتحرك على طريق مسطح بسرعة حوالي 70 كم/ساعة؛ تبلغ سرعة المحرك في هذه الحالة حوالي 2000 دورة في الدقيقة وفي هذه الحالة يدور العمود المرفقي حوالي 34 دورة في الثانية. وبما أننا نتحدث عن محركات رباعية الأشواط وتكون دوران عمود الصمام نصف دوران عمود الكرنك، أو بمعنى آخر فإن سرعة دوران عمود الصمام تكون نصف سرعة دوران عمود المرفق، وبالتالي يفتح صمام الدخان ويغلق حوالي 17 مرة في الثانية.. وباعتبار أن الهواء يدخل إلى الأسطوانة بسبب الفراغ النسبي الناتج عن انخفاض المكبس في الأسطوانة، فإن كفاءة المحرك مناسبة لأن الهواء يدخل إلى الأسطوانة بالكمية المناسبة.

الآن إذا أراد السائق زيادة سرعة السيارة عليه الضغط على دواسة البنزين، فإذا زادت سرعة المحرك إلى حوالي 4500 دورة في الدقيقة فإن العمود المرفقي سيدور 75 دورة في الثانية، وفي هذه الحالة يتم صمام الهواء حوالي 38 يفتح الحمولة ويغلق كل ثانية، وفي هذه الحالة تكون سرعة فتح وإغلاق صمامات الهواء عالية جدًا بحيث لا يتمكن الهواء من الدخول إلى الأسطوانة بالكمية المطلوبة، وفي هذه الحالة تقل كفاءة المحرك بشكل كبير. . بمعنى آخر، المشكلة التي تقلل من كفاءة المحرك في هذه الدورة هي تقليل حجم الهواء الداخل إلى الأسطوانة؛ في الواقع، من خلال زيادة ضغط الوقود وزيادة وقت حقن الوقود، يمكن حقن المزيد من الوقود في الأسطوانة، لكن زيادة كمية الهواء الداخلة إلى الأسطوانة هي مهمة صعبة للغاية.

في الواقع يقوم نظام الشاحن التوربيني بذلك هذا، والهواء، بالإضافة إلى دخوله إلى الأسطوانة بسبب الفراغ النسبي، يتم حقنه أيضًا في الأسطوانة عن طريق نظام الشاحن التوربيني، وكما هو موضح بالأرقام، لا يلزم القيام بهذا العمل إلا عند دورات عالية؛ بمعنى آخر، لا يتم استخدام نظام الشاحن التوربيني عند الدورات المنخفضة، بل عند الدورات العالية.