توربو مقابل ضاغط. المعركة الأبدية على السلطة

إذا كانت هناك طريقة لزيادة كفاءة المحرك ، فإن ذلك يكون من خلال الشحن الفائق ، وقد قمنا بذلك بشكل أساسي بطريقتين: من خلال ضاغط أو شاحن توربيني (توربو للأصدقاء).

يعمل كلا النظامين بشكل مختلف ، ولهما مزايا وعيوب ، لكن الهدف واحد: زيادة ضغط الهواء الذي يصل إلى غرفة الاحتراق ، وضغطها ، مما يسمح بمزيد من الكفاءة ، بمعنى آخر ، قوة حصانية وعزم دوران أكبر.

ومع ذلك ، في هذه المعركة على السلطة ، من الواضح أن التوربينات كانت مفضلة ، مع شواحن فائقة النسيان تقريبًا. لكن لماذا؟ دعنا نتحرى ...

كيف هؤلاء يعملون

لنبدأ بـ ضواغط ، التي تم تحديدها أيضًا بواسطة الشاحن الفائق أو المنافيخ - ومن لا يتذكر Mercedes-Benz Kompressors؟ - التي مرت في الماضي بلحظات (قليلة) ، وذلك بفضل الآلات المتفجرة مثل Hellcat أو Yaris GRMN الصغيرة ولكن النابضة بالحياة.

تعمل هذه المضخات بشكل أساسي مثل مضخة الهواء ، ويتم تشغيلها بشكل عام بواسطة حزام متصل مباشرة بالمحرك ، مما يخلق ضغطًا في وضع الخمول ويزيد من عزم الدوران والطاقة عند عدد دورات منخفضة في الدقيقة.

ومع ذلك ، ليس كل شيء ورديًا عندما نتسلق نحو دورات أعلى للمحرك - ينتهي الضاغط بسرقة المزيد من القوة من المحرك أكثر مما يضيف.

بالفعل شاحن توربيني يعمل من خلال الاستفادة من غازات العادم الناتجة عن الاحتراق ، واستخدامها لتدوير التوربينات التي تولد الضغط. فهي قادرة على الدوران بسرعات أعلى بكثير من الضواغط - أكثر من 100000 دورة في الدقيقة ، مقابل 10 إلى 15000 دورة في الدقيقة - ولكن لكي يحدث ذلك ، فإنها تحتاج أيضًا إلى تشغيل المحرك بسرعات أعلى ليعمل بكامل طاقته.

السرعة المنخفضة ببساطة لا تحصل على غازات كافية ، أو أنها لا تسافر بسرعة كافية حتى يدور التوربين بالسرعة اللازمة لتوليد الضغط. هذا هو السبب الرئيسي لظواهر مثل تأخر التوربو ، أي التأخير في الاستجابة بين فتحة الخانق واللحظة التي يبدأ فيها التوربو في توفير دفعة أو ضغط.

اشترك في النشرة الإخبارية لدينا هنا

المشكلة الشائعة

ولكن إذا كان كلا النظامين بهما مشكلات خاصة بهما ، فهناك مشكلة مشتركة بينهما. حقيقة أن الهواء المضغوط ساخن ، مما يؤثر على كفاءة النظام بأكمله. مشكلة سيتم حلها في النهاية من قبل أصدقاء المهندسين لدينا ، الذين طوروا شيئًا نعرفه كمبرد داخلي ، أي مبادل حراري جو-جو ، مشهور في موديلات مثل سوبارو إمبريزا إس تي آي وفي العديد من الطرز التي تحتوي على هذه الكلمة بأحرف عملاقة في هيكل السيارة.

هذه تسمح لك بتبريد الهواء بين 40٪ و 60٪ ، مما يستفيد من تحقيق القوة وعزم الدوران ، ولكن كما قد تتخيل ، فإن هذا الحل له مشاكله أيضًا. الأول هو المساحة ، أو بالأحرى عدم وجودها لتثبيتها ؛ والثاني أنها تضيف تعقيدًا إلى مجرى الهواء في المحرك.

كيف تطورت

تطورت كلتا التقنيتين ، في حالة كون الضواغط أكثر "ملائمة" للسرعات العالية ، مع حلول مثل القوابض التي تفصلهم بسرعات عالية - ومع ذلك ، فإن زيادة التعقيد ، مما يؤثر على الموثوقية ، يجعل هذا الحل نادرًا - ؛ وفي حالة المحركات التوربينية ، رأينا شفرات توربينية أخف وزناً ، أو توربينات ذات هندسة متغيرة أصغر ، أو محركات ذات توربوين يعملان بالتتابع (توربو أصغر لدورات منخفضة وتوربو أكبر لدورات عالية).

الهدف؟ حقق استجابة فائقة عند الدورات المنخفضة. كانت هناك حالات ، نادرة ، جمعت فيها التقنيتين في نفس المحرك والضاغط والشاحن التوربيني ، كما رأينا في آلات مثل Lancia Delta S4 ، أو 1.4 TSI الأكثر تواضعًا من فولكس فاجن أو بعض إصدارات 2.0 من فولفو.

تمر توربو إلى الأمام

في الوقت الحالي ، يفضل المصنعون التوربينات بشكل واضح بسبب كفاءتها الفائقة ، تحقيق أداء أفضل / اقتصاد ذو حدين.

استخدام النفايات في العمل ، مثل غازات العادم ، يقرع أي ضاغط. وينتهي الأمر بتأثير طفيلي ، حيث يجب عليهم أيضًا سرقته من المحرك - في محركات V8 الكبيرة حيث يكون العثور عليها أكثر شيوعًا ، يمكن أن يحتاجوا بسهولة إلى أكثر من 150 حصانًا للعمل.

علاوة على ذلك ، من الأسهل استخراج طاقة أكبر من الشاحن التوربيني مقارنة بالضاغط ، بدءًا من نفس المحرك.

في الوقت الحاضر ، مع اعتماد المحركات لتوربينات صغيرة أو منخفضة الضغط ، يكون التباطؤ التوربيني غير محسوس تقريبًا ، وفي المحركات عالية الأداء ، تسمح التكوينات الجديدة مثل Hot V أيضًا بمكاسب مهمة في استجابة التوربينات. لا يوجد أي تأخير من أي نوع في الضواغط ، والتي يتضح أن تأثيرها النهائي مشابه لامتلاك محرك جوي بسنتيمترات مكعبة أكبر ، مما يحافظ على خطية الغلاف الجوي الجيد.

المستقبل

والحق يقال ، على الرغم من أن التكنولوجيا المستخدمة في التوربينات أكثر تقدمًا ، إلا أن الضواغط لم "تدخل التاريخ" بعد. جاءت المحركات الكهربائية لمساعدته ، مما قد يعني عودته إلى دائرة الضوء.

مثل؟ لم يعد من الضروري توصيل الضاغط فعليًا بالمحرك لبدء تشغيله باستخدام محرك كهربائي. يمكن استخدام هذا الحل في الأنظمة الهجينة ، حيث يتم ربط الشاحن التوربيني بضاغط المحرك الكهربائي ، وهو الحل الذي شوهد ، على سبيل المثال ، في Audi SQ7.

لذا ، إذا كنت تريد حقًا معرفة من سينتصر في هذه "الحرب" ، فإن الإجابة هي: نحن ، المستخدمون ، أننا نستفيد من المزيد والمزيد من الحلول التي تتيح لنا ليس فقط الحصول على أداء أفضل ، ولكن أيضًا كفاءة أكبر.