أكثر أنواع الضغط القسري شيوعًا في السيارات هذه الأيام هو الشحن التوربيني ، ولكن هناك طريقة أخرى للقيام بذلك وهي استخدام شاحن فائق. كيف يعمل الشاحن التوربيني الفائق ، وما أنواع الشواحن المتوفرة؟ في هذه المقالة ، سنعطيك فكره شاملة عن الشاحن الفائق وسنتناول بإيجاز بعض السيارات الرائعة التي تستخدم هذه التكنولوجيا.
ما هو الشحان الفائق؟
ما هو الشاحن التوربيني الفائق وماذا يفعل؟ في الأساس ، الشحان هو ضاغط هواء. والغرض منه هو زيادة ضغط أو كثافة الهواء المزود بمحرك احتراق داخلي يشبه إلى حد كبير الشاحن التوربيني. مع المزيد من الهواء ، يمكن للمحرك أيضًا إضافة المزيد من الوقود ، وبالتالي القيام بمزيد من العمل وإنتاج المزيد من الطاقة. يمكن تشغيل الشاحن الفائق نفسه وإعطائه الطاقة إما عن طريق حزام أو عمود أو سلسلة متصلة بالعمود المرفقي للمحرك. الجانب السلبي هو أن الشاحنين الفائقين يستهلكون الطاقة من المحرك قبل أن ينتجوا أي شيء بأنفسهم. من الناحية الفنية ، تندرج جميع أنظمة التوربينات بما في ذلك التوربينات (الشاحن التوربيني الفائق) في فئة الشحن الفائق ، ولكن في هذه الأيام ، لا يُطلق على الشاحن الفائق عمومًا إلا عندما يتم تشغيلها ميكانيكيًا عبر الحزام / العمود / السلسلة المذكورة أعلاه.
كيف يعمل الشاحن الفائق؟
على الرغم من وجود أنواع مختلفة من الشواحن الفائقة ، إلا أن الغرض من كل منها هو نفسه: زيادة ضغط الهواء عند دخوله إلى المحرك. هذا مفيد بشكل خاص في مجال الطيران ، حيث يكون الهواء على ارتفاعات عالية رقيقًا بشكل خاص ، ولكن يمكن لأي محرك أن يفتح المزيد من الأداء إذا حصل على ضغط هواء أكبر مع المزيد من الأكسجين والمزيد من الوقود. مثل التوربو ، فإن زيادة الكثافة هي الهدف. ومع ذلك ، في حين أن الشاحن التوربيني ينظف غازات العادم التي يمكن أن تضيع بطريقة أخرى ، فإن الشاحن الفائق يميل إلى استنزاف الطاقة من المحرك قبل أن ينتج أيًا منها ، لأنه متصل بالعمود المرفقي ولا يمكن تشغيله بدونه. بمجرد أن يبدأ الشاحن التوربيني بالدوران ، فإنه يضخ هواءًا أكثر كثافة في المحرك ، والذي يبدأ في إنتاج المزيد من الطاقة مع المزيد من الهواء والوقود ، ولكن حتى ذلك الحين ، فإن المنفاخ يسحب الطاقة بالفعل. الجانب الإيجابي هو أن الشاحن التوربيني الفائق يستغرق وقتًا قصيرًا جدًا حتى يتسارع ، لذلك تظل استجابة الخانق ممتازة وتشعر القوة بأنها متوفرة دائمًا. ومع ذلك ، يمكن للشواحن الفائقة أن تسبب ارتفاعًا حادًا في درجة الحرارة ، وإذا ارتفعت درجات الحرارة بشكل كبير ، فقد يحدث انفجار. لحسن الحظ ، يمكنك تركيب مبرد داخلي كما تفعل مع التربو ، وبالتالي تقليل درجات حرارة السحب وزيادة الكثافة. قبل أن نذهب إلى أبعد من ذلك ، علينا التوقف عن التعميمات والنظر في الأنواع المختلفة من الشواحن الفائقة الموجودة هناك. وبالتالي تقليل درجات الحرارة وزيادة الكثافة. قبل أن نذهب إلى أبعد من ذلك ، علينا التوقف عن التعميمات والنظر في الأنواع المختلفة من الشواحن الفائقة الموجودة هناك.
أنواع الشواحن الفائقة
مع الشواحن التوربينية ، توجد أيضًا أنواع مختلفة ، لكنها تعمل جميعًا بطرق متشابهة نسبيًا ؛ يمكنك قراءة كل مايتعلق بالشاحن التوربيني هنا . مع الشاحن الفائق ، تمتلك الأنواع المختلفة طرقًا أكثر تنوعًا للقيام بعملها (الشاحن اللولبي مختلف تمامًا عن الشاحن الفائق ذات الطرد المركزي) ، لكن الهدف النهائي يظل زيادة ضغط الهواء عند دخوله مدخل المحرك. سيتم النظر في نوعين رئيسيين من الشواحن الفائقة (على الرغم من وجود متغيرات أقل شيوعًا أيضًا) ولكننا سنقوم بإدراج بعض الفئات الفرعية أيضًا.
الإزاحة الإيجابية :
الشاحن التوربيني ذو الإزاحة الإيجابية وهو النوع الأكثر شيوعًا وله أنواع فرعية وهو الأقدم من بين الأنواع المختلفة الموجودة وواحد من أبسط الأنواع. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون فعالًا جدًا في تطوير ضغط مشعب السحب الإيجابي بسرعات منخفضة للمحرك ، وبالتالي التضحية بالقليل جدًا في طريق استجابة الخانق. ولكن ما تحتاج حقًا إلى معرفته هو المبادئ الأساسية للإزاحة الإيجابية ، وليس كيفية عمل كل نوع من أنواع الشاحن الفائق.
هناك فئتان فرعيتان للشاحن الفائق الإزاحة الموجبة هما نوعان من الضغط الداخلي والخارجي. تقوم شواحن الضغط الخارجي بنقل الهواء عند الضغط المحيط ، لذلك أثناء تعزيز الشاحن التوربيني الفائق ، يظل الهواء داخل الشاحن الفائق عند الضغط المحيط ويتم ضغط الهواء الموجود أسفل الشاحن فقط. وبالتالي ، فإن هذه الشواحن فائقة الجودة جيدة جدًا في تحريك الهواء عند الفروق ذات الضغط المنخفض. ومع ذلك ، في نهاية المطاف ، تعمل الشواحن الفائقة الإزاحة الموجبة بطريقة خطية ، لذلك يتم مضاعفة التعزيز عند 2000 دورة في الدقيقة عندما يصل المحرك إلى 4000 دورة في الدقيقة. هذا جيد للتناسق ولكنه يعني أنه قد لا يكون لديك القدر الذي تريده من القوة.
الشواحن الديناميكية :
تعمل الضواغط الديناميكية على تسريع الهواء إلى سرعة عالية ثم استبدال هذه السرعة بالضغط عن طريق نشر (إبطاء) الهواء. النوع الأكثر شيوعًا في صناعة السيارات هو الشاحن التوربيني الفائق ، والذي يشبه إلى حد كبير الشاحن التوربيني. كما يوحي الاسم ، فإنه يستخدم قوة الطرد المركزي لتوليد الضغط ، ومثل التوربو ، تتولد قوة الطرد المركزي هذه عن طريق التوربينات الدوارة. في الشاحن التوربيني ، يتم تدوير هذا التوربين بواسطة غازات عادم النفايات ، بينما في الشاحن التوربيني الفائق ، يتم تشغيل التوربين بواسطة حزام متصل بالعمود المرفقي. يمكن أن تغير أحجام البكرات وأنواع الأحزمة المختلفة مستوى الأداء الذي تتلقاه ، تمامًا كما يمكن أن تساعد عجلات التوربينات الأكبر والأغلفة التوربينات على إنتاج المزيد من الطاقة. ومع ذلك ، مثل الشاحن التوربيني ، يحتاج الشاحن الفائق الطرد المركزي إلى تعزيز القوة ، وهو ما يفعله مع سرعة العمود المرفقي للمحرك. ونتيجة لذلك ، تحصل على المزيد من الطاقة كلما كان المحرك يعمل بشكل أسرع ، ولكن هذا يعني أنك تضع ضغطًا أكبر على المحرك وتكون لديك طاقة أقل عند عدد دورات منخفضة في الدقيقة. بالطبع ، يمكن أن تؤثر أحجام مختلفة من التوربينات والأحزمة والبكرات على قدرة الشاحن التوربيني الفائق على ضغط الهواء ، ولكن المحصلة النهائية هي أن الشواحن الفائقة مثل هذه لا تزال تقوم بعملها على أفضل وجه عند عدد دورات عالية في الدقيقة ، والتي يمكن أن تتجاوز 100000 دورة في الدقيقة.
إيجابيات وسلبيات الشاحن الفائق
استجابة كبيرة من دواسة الوقود
سهل التثبيت نسبيًا
يحتاج للحد الأدنى من الأجهزة الإضافية المطلوبة
موثوق به إلى حد ما
أصوات الدوران تبدو رائعة للبعض
يتم استنزاف الطاقة قبل إنتاجها
يمكن أن تؤثر الارتفاعات المختلفة سلبًا على الأداء
ضجيج الأنين مزعج للبعض
من الصعب ضبطه بشكل صحيح
أغلى بشكل عام من الشاحن التوربيني
ضعف استهلاك الوقود
إذا كنت تقرأ هذا ، فمن المحتمل أن يكون لديك اهتمام بالمحركات فائقة الشحن وتعرف بالفعل بعض الطرازات المتوفرة ، سواء كانت هذه السيارة العضلية المفضلة لديك أو إحدى السيارات الفائقه الجودة . سنقوم بإدراج بعض السيارات ذات الشحن الفائق والسيارات الرياضية المعروفة ، بالإضافة إلى بعض السيارات غير العادية من الماضي والحاضر التي استخدمت شواحن فائقة.
دودج تشالنجر SRT هيلكات 2021
فورد موستانج شيلبي GT500 2020
جاكوار اف تايب 2012
مرسيدس بنز C230 كمبريسور 2005
لوتس إيفورا جي تي 2005
أودي S4 2009
شيفروليه كامارو ZL1 2021
فولفو اكس سي 90 2021
مرسيدس بنز E55 AMG ٢٠٠٣
مفهوم جاكوار C-X75