بعدما اطلعنا على كيفية عمل الشاحن التوربيني في محركي البنزين والديزل، آن الأوان للكلام عن فوائد التيربو وعيوبه، بالإضافة إلى أنواعه المختلفة المعتمدة عالميا.
وكما بتنا نعلم، أي سيارة لم يتم تزويدها بشاحن توربيني أو سوبرشارجر تدخل لا محالة ضمن فئة المركبات ذات محركات السحب الطبيعي المعروفة باسم Naturally Aspirated” أو NA، وهذا يعني أن المحرك يعتمد على الضغط الجوي والفراغ الناجم عن حركة الاسطوانة لامتصاص الهواء العادي إلى المحرك.
فوائد التيربو
يقدم النظام عددا لا بأس به من الحسنات، أبرزها ثلاث فوائد أساسية:
– الشحن التوربيني يسمح باستخدام محرك أصغر لإنتاج قوة أكبر. فمن محرك صغير نسبيا مثل 1.0 لتر مع ثلاث أسطوانات مدمج بنظام تيربو، يمكن إنتاج طاقة أكثر بكثير من محرك أكبر من دون شاحن توربيني.
– استخدام التيربو لا يضيف الكثير من الوزن الإجمالي للمحرك مقارنة بالقوة التي ينتجها.
– محرك التيربو ليس أكثر عطشا للوقود من محرك NA من نفس الحجم والقوة، وذلك لأن التقنية تعتمد على إعادة استخدام غازات العادم.
عيوب التيربو
أبرز عيوب النظام التي قد يعاني منها السائق هي:
– قد يواجه السائق في بعض الطرازات القديمة مشكلة تأخر التيربو أو ما تعرف بـLag، ولكن هذا الأمر أصبح أقل عقبة مع السيارات الحديثة.
– يميل نظام التيربو للعمل ضمن نطاق عدد دورات معينة في الدقيقة الواحدة، لذلك يمكن أن ترتفع حرارته في كثير من الأحيان بما يتطلب سباكة إضافية لضخ زيت المحرك من حوله للحفاظ عليه باردا.
– وبالتالي، محركات التيربو يمكن أن تكون في بعض الأحيان أثقل قليلا على الزيت بالنسبة إلى محركات السحب الطبيعي.
أنواع مختلفة للتيربو
– تستخدم معظم سيارات التيربو شاحن توربيني واحد فقط، وتعرف باسم Single Turbo.
– في المقابل، تتميز بعض المحركات بتيربو مزدوج: الأول صغير لتوفير دفعة بسرعات أقل والثاني أكبر قادر على تولي حاجات السرعة العالية. فيما تعمل بعض المحركات الأخرى بالتوازي مع توأم تيربو، وتسمى أيضا Bi-Turbo.
– وهناك أيضا Twin-scroll turbocharger. فمعظم أنظمة التيربو تأتي single-scroll ما يعني أن غازات العادم تنقسم للسماح بتغذية مجموعة واحدة من الاسطوانات لتمرير واحد ومجموعة أخرى لتغذية التمرير الآخر، وذلك يحافظ على الضغط في الشاحن التوربيني بغض النظر عن تسلسل إطلاق الاسطوانة firing order.
ولكن النوع الآخر Twin-scroll يأتي بهندسة متغيرة variable geometry، ما يسمح للتيربو بأن يقدم أداء مستقر في جميع أنحاء مجموعة السرعة، والتكيف بفعالية أكثر لتقلبات الضغط. وبذلك يحقق معدلات متدنية من التأخر في الاستجابة، مقابل سلاسة أكبر في تسليم القوة.
– تبقى الإشارة إلى المرحلة القادمة حيث نتوقع تطوير تيربو كهربائي يسمح لأي محرك كهربائي بأن يكون متصلا بالضاغط في الشاحن التوربيني، وذلك لتوفير الطاقة المناسبة عندما تكون نسبة غازات العادم غير كافية. وبالتالي، القضاء كليا على مشكلة التأخر lag والسماح للمحرك بإنتاج عزم دوران أكبر عند سرعات محرك منخفضة.
