ما هو محرك الشاحن التوربيني

قبل بضعة عقود ، كان يُنظر إلى المحركات التوربينية على أنها عنصر من عناصر السيارات الرائعة من المستقبل أو ألعاب الكمبيوتر الجميلة. وحتى بعد تنفيذ الفكرة البارعة لطريقة بسيطة لزيادة قوة المحرك ، ظلت هذه الفرصة لفترة طويلة من اختصاص أجهزة البنزين. في الوقت الحاضر ، تم تجهيز كل سيارة تخرج من خط التجميع تقريبًا بنظام توربو ، بغض النظر عن الوقود الذي تعمل عليه.

عند السرعات العالية أو الصعود الحاد ، يكون المحرك العادي للسيارة مثقلًا بشكل خطير. لتسهيل عملها ، تم اختراع نظام يمكنه زيادة قوة المحرك دون التداخل مع الهيكل الداخلي.

إلى جانب التأثير على إمكانات المحرك ، يساهم مبدأ "التوربو" في تنقية غازات العادم بشكل كبير من خلال إعادة استخدامها وإعادة تدويرها. وهذا مهم لتحسين البيئة التي تلبي متطلبات العديد من المنظمات الدولية التي تناضل من أجل الحفاظ على البيئة.

الشحن التوربيني له بعض العيوب المرتبطة بالاشتعال المبكر للخليط القابل للاحتراق. لكن هذا التأثير الجانبي - سبب التآكل السريع للمكابس في الأسطوانات - يتم التعامل معه بنجاح بواسطة الزيت المحدد بشكل صحيح ، وهو ضروري لتزييت الأجزاء أثناء تشغيل المحرك التوربيني.  

ما هو التوربين أو الشاحن التوربيني في السيارة؟

تزداد كفاءة السيارة المزودة بـ "توربو" بنسبة 30-50٪ أو حتى 100٪ من قدراتها القياسية. وهذا على الرغم من حقيقة أن الجهاز نفسه غير مكلف نسبيًا ، وله كتلة وحجم ضئيلان ، ويعمل بشكل موثوق وفقًا لمبدأ بسيط بارع.

يخلق الجهاز ضغطًا متزايدًا في محرك الاحتراق الداخلي بسبب الحقن الاصطناعي لجرعة إضافية من الهواء ، مما يؤدي إلى زيادة حجم خليط الوقود والغاز ، وعند الاحتراق تزداد قوة المحرك بنسبة 40-60٪.

تصبح الآلية المجهزة بالتوربو أكثر كفاءة بكثير دون تغيير تصميمها. بعد تثبيت جهاز بسيط ، يمكن لمحرك رباعي الأسطوانات منخفض الطاقة أن يعطي إمكانات عمل تبلغ 4 أسطوانات.

لتوضيح الأمر بشكل أكثر سهولة ، يعتبر التوربين جزءًا غير مزعج ولكنه عالي الكفاءة في محرك السيارة يساعد على زيادة أداء "قلب" السيارة دون استهلاك غير ضروري للوقود عن طريق إعادة تدوير طاقة غازات العادم.

ما هي المحركات التي يتم تركيب الشاحن التوربيني عليها

تعد المعدات الحالية للآلات المزودة بآليات التوربينات أسرع بكثير من إدخالها الأولي في محركات البنزين. لتحديد الوضع الأمثل للتشغيل ، تم استخدام الأجهزة في البداية في سيارات السباق ، وبفضل ذلك بدأوا في التطبيق:

· تحكم إلكتروني؛

· التبريد السائل لجدران الجهاز.

· أنواع أكثر تقدما من النفط.

· مواد مقاومة للحرارة للجسم.

جعلت التطورات الأكثر تعقيدًا من الممكن استخدام نظام "التربو" على أي محرك تقريبًا ، سواء كان غازًا أو بنزينًا أو ديزلًا. علاوة على ذلك ، فإن دورة عمل العمود المرفقي (في ضربتين أو أربع ضربات) وطريقة التبريد: باستخدام الهواء أو السائل ، لا تلعب دورًا.

بالإضافة إلى الشاحنات والسيارات التي تتجاوز قوة محركها 80 كيلو واط ، وجد النظام تطبيقًا في قاطرات الديزل ومعدات إنشاء الطرق والمحركات البحرية مع زيادة حجم العمل بمقدار 150 كيلو واط.

مبدأ تشغيل توربينات السيارات

يتمثل جوهر الشاحن التوربيني في زيادة أداء محرك منخفض الطاقة بأقل عدد ممكن من الأسطوانات وكمية صغيرة من الوقود عن طريق إعادة تدوير غازات العادم. يمكن أن تكون النتائج مذهلة: فمحرك اللتر ثلاثي الأسطوانات ، على سبيل المثال ، قادر على توفير 90 حصانًا بدون وقود إضافي ، مع وجود مؤشر على التوافق البيئي العالي.

يعمل النظام بكل بساطة: لا يتسرب الوقود المستنفد - الغازات - إلى الغلاف الجوي على الفور ، ولكنه يدخل إلى دوار التوربينات المتصلة بأنبوب العادم ، والذي يكون بدوره على نفس المحور مع منفاخ الهواء. يقوم الغاز الساخن بتدوير شفرات نظام التوربو ، ويقومون بضبط العمود في الحركة ، مما يساهم في تدفق الهواء إلى الفلوت البارد. يعمل الهواء المضغوط بواسطة العجلة ، عند دخوله إلى الوحدة ، على عزم دوران المحرك وتحت الضغط ، مما يزيد من حجم سائل وقود الغاز ، ويساهم في زيادة قوة الوحدة.

اتضح أنه من أجل التشغيل الفعال للمحرك ، لا تحتاج إلى المزيد من البنزين ، ولكن هناك حاجة إلى كمية كافية من الهواء المضغوط (وهو مجاني تمامًا) ، مما يؤدي ، عند مزجه بالوقود ، إلى زيادة كفاءته (كفاءته).

تصميم شاحن توربيني

محول الطاقة عبارة عن آلية تتكون من مكونين: توربين وضاغط يلعبان دورًا مهمًا بنفس القدر في زيادة قوة محرك أي آلة. يقع كلا الجهازين على محور صلب واحد (عمود) ، والذي يشكل مع الشفرات (العجلات) دوّارين متطابقين: توربين وضاغط ، يوضعان في حاويات تشبه القواقع.

الهيكل التخطيطي:

· التوربينات الساخنة الحلزونية (الجسم). يستحوذ على غازات العادم التي تحرك الدوار. للتصنيع ، يتم استخدام الحديد الزهر كروي ، ويقاوم التسخين القوي.

· دفاعة (عجلة) التوربين ، مثبتة بشكل صارم على محور مشترك. عادة ما يتم تسويتها لمنع التآكل.

· مبيت خرطوشة مركزي مع محامل بين عجلات الدوار.

· ضاغط حلزوني بارد (جسم). بعد فك العمود ، يسحب الوقود المستهلك (الغازات) حجمًا إضافيًا من الهواء. غالبًا ما تكون مصنوعة من الألومنيوم.

· المكره (العجلة) الخاصة بالضاغط والتي تقوم بضغط الهواء وتزويده بنظام السحب تحت ضغط مرتفع.

· قنوات إمداد الزيت وتصريفه للتبريد الجزئي للأجزاء ، ومنع LSPI (اشتعال السرعة المنخفضة مسبقًا) ، وتقليل استهلاك الوقود.

يساعد التصميم على استخدام الطاقة الحركية من غازات العادم لزيادة قوة المحرك دون استهلاك إضافي للوقود.

وظائف التوربينات (شاحن توربيني)

يعتمد تشغيل نظام التربو على زيادة عزم الدوران ، مما يساعد على زيادة كفاءة محرك الماكينة. علاوة على ذلك ، لا يقتصر استخدام الجهاز على سيارات الركاب وسيارات الخدمات فقط. حاليًا ، تُستخدم الضواغط التوربينية ذات أحجام العجلات من 220 مم إلى 500 مم في العديد من الآلات الصناعية والسفن وقاطرات الديزل. هذا يرجع إلى بعض الفوائد التي تكتسبها التقنية:

· سيساعد جهاز Turbo ، الخاضع للتشغيل الصحيح ، على تعظيم استخدام قوة المحرك في الوضع المستقر ؛

· العمل الإنتاجي للمحرك سيؤتي ثماره في غضون ستة أشهر.

· تركيب وحدة خاصة سيوفر المال عند شراء محرك كبير الحجم "يأكل" وقودًا أكثر ؛

· يصبح استهلاك الوقود أكثر عقلانية مع وجود حجم ثابت للمحرك ؛

· كفاءة المحرك تتضاعف تقريباً.

 وما هو مهم - يصبح غاز العادم بعد الاستخدام الثانوي أكثر نظافة ، مما يعني أنه لا يكون له مثل هذا التأثير الضار على البيئة.

أنواع وخصائص الشاحن التوربيني

الوحدة المركبة على هياكل بنزين - منفصلة - مزودة بحلزونين مما يساعد على الحفاظ على الطاقة الحركية من غازات العادم ويمنعها من دخول المحرك مرة أخرى. يتطلب تصميم البنزين غرفة تبريد تعمل على خفض درجة حرارة الخليط المحقون (حتى 1050 درجة) من أجل تجنب الاشتعال المبكر المفاجئ.

بالنسبة لمحركات الديزل ، لا يكون التبريد مطلوبًا بشكل عام ، ويتم توفير التحكم في درجة الحرارة وضغط الهواء من خلال أجهزة الفوهة التي تغير الشكل الهندسي بسبب الشفرات المتحركة التي يمكن أن تغير زاوية الميل. يضبط الصمام الجانبي المزود بمحرك هوائي أو كهربائي في محركات الديزل ذات الطاقة المتوسطة (50-130 حصانًا) إعدادات الشاحن التوربيني. والآليات الأكثر قوة (من 130 إلى 350 حصان) مزودة بجهاز ينظم حقن الوقود السلس (على مرحلتين) بما يتفق بدقة مع حجم الهواء الداخل إلى الأسطوانات.

يتم تصنيف جميع الشواحن التوربينية وفقًا للعديد من الخصائص الأساسية:

· من حيث قيمة زيادة الكفاءة.

· درجة حرارة التشغيل القصوى لغازات العادم.

· عزم دوران التوربين الدوار.

· فرق ضغط الهواء المدفوع عند مدخل ومخرج النظام ؛

· على مبدأ الجهاز الداخلي (تغيير هندسة الفوهة أو التصميم المزدوج) ؛

· حسب نوع العمل: محوري (تغذية بطول العمود إلى المركز وإخراج من المحيط) أو قطري (عمل بترتيب عكسي) ؛

· حسب المجموعات ، مقسمة إلى محركات ديزل ، وغاز ، وبنزين ، وكذلك وحدات القدرة الحصانية.

· على نظام شحن فائق من مرحلة واحدة أو مرحلتين.

اعتمادًا على الصفات المدرجة ، يمكن أن يكون للشواحن التوربينية فرق كبير في الحجم والمعدات الإضافية ويتم تركيبها بطرق مختلفة.

ما هو توربو لاغ (توربو حفرة)؟

يبدأ تشغيل الشاحن التوربيني الفعال عند متوسط ​​سرعة السيارة ، حيث لا تستقبل الوحدة في السرعات المنخفضة ما يكفي من غاز العادم لتوفير عزم دوران مرتفع.

عندما تبدأ السيارة فجأة من حالة توقف تام ، تُلاحظ الظاهرة نفسها تمامًا: لا يمكن للسيارة أن تأخذ تسارعًا فوريًا ، لأن المحرك يفتقر في البداية إلى ضغط الهواء اللازم. يجب أن يستغرق الأمر بعض الوقت لإنشاء دورات متوسطة إلى عالية ، وعادةً ما تكون بضع ثوانٍ. في هذه اللحظة يحدث تأخير البدء ، ما يسمى بحفرة التوربو أو تباطؤ التوربو.

لحل هذه المشكلة ، لا يتم تثبيت توربينات واحدة ، ولكن اثنين أو ثلاثة تعمل في أوضاع مختلفة ، على طرازات المركبات الحديثة. يتم أيضًا التعامل مع حفر التوربو بنجاح عن طريق تحريك الشفرات التي تغير هندسة الفوهة. ضبط زاوية ميل ريش العجلة قادر على خلق الضغط المطلوب في المحرك.

ما الفرق بين الشاحن التوربيني والشاحن التوربيني (الشحن التوربيني)؟

وتتمثل وظيفة التوربين في توليد عزم دوران للعضو الدوار ، الذي له محور مشترك مع عجلة الضاغط. وهذا الأخير ، بدوره ، يخلق ضغطًا هواءًا متزايدًا مطلوبًا للاحتراق الإنتاجي لخليط الوقود. على الرغم من تشابه التصميمات ، فإن كلا الآليتين لهما بعض الاختلافات المهمة:

· يتطلب تركيب الشاحن التوربيني شروطاً ومهارات خاصة ، لذلك يتم تركيبه إما في المصنع أو في خدمة متخصصة. يمكن لأي سائق تثبيت الضاغط بنفسه.

· تكلفة نظام التربو أعلى بكثير.

· صيانة الضاغط أسهل وأرخص.

· غالبًا ما تستخدم التوربينات في محركات أكثر قوة ، بينما يكفي استخدام ضاغط ذو إزاحة صغيرة.

· يتطلب نظام التربو الزيت باستمرار لتبريد الأجزاء الساخنة. الضاغط لا يحتاج الى زيت.

· يساهم الشاحن التوربيني في استهلاك الوقود اقتصاديًا ، بينما يزيد الضاغط على العكس من استهلاكه.

· يعمل التوربو على ميكانيكا نقية ، بينما يحتاج الضاغط إلى طاقة.

· عند تشغيل الضاغط ، لا توجد ظاهرة "تباطؤ توربو" ، ولا يلاحظ تأخير تشغيل المحرك (الوحدة) إلا في التوربو.

· يتم تنشيط الشحن التوربيني بواسطة غازات العادم ، ويتم تنشيط الضاغط من خلال دوران العمود المرفقي.

من المستحيل تحديد النظام الأفضل أو الأسوأ ، فهذا يعتمد على نوع القيادة التي يستخدمها السائق: بالنسبة لنظام عدواني ، سيفعل الجهاز الأكثر قوة ؛ لهدوء - يكفي الضاغط التقليدي ، على الرغم من أنه لا يتم إنتاجه عمليًا في شكل منفصل.

عمر خدمة الشاحن التربيني

كانت أجهزة زيادة الطاقة الأولى ملحوظة في حالات الفشل المتكررة ولم يكن لها السمعة الأكثر موثوقية. الآن تحسن الوضع كثيرًا ، بفضل التطورات الحديثة في التصميم المبتكر ، واستخدام مواد مقاومة للحرارة للجسم ، وظهور أنواع جديدة من الزيت ، الأمر الذي يتطلب اختيارًا دقيقًا بشكل خاص.

في الوقت الحاضر ، يمكن أن يستمر العمر التشغيلي لوحدة إضافية حتى يستنفد المحرك موارده. الشيء الرئيسي هو اجتياز عمليات الفحص الفني في الوقت المحدد ، مما سيساعد في تحديد أدنى الأعطال في المرحلة الأولية. سيوفر هذا الوقت بشكل كبير لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها الصغيرة والمال للإصلاحات.

يؤثر التغيير المنتظم والمنتظم لمرشح الهواء وزيت المحرك بشكل إيجابي على التشغيل السلس للنظام وإطالة عمره.

تشغيل وصيانة توربينات السيارات

في حد ذاته ، لا تحتاج وحدة تعزيز الطاقة إلى صيانة منفصلة ، ولكن قدرتها على الخدمة تعتمد بشكل مباشر على الحالة الحالية للمحرك. يشار إلى ظهور المشاكل الأولى من خلال:

· ظهور ضوضاء غريبة.

· الاستهلاك الملحوظ لزيت المحرك.

• دخان مزرق أو حتى أسود يتصاعد من الفوهة ؛

· انخفاض حاد في قوة المحرك.

غالبًا ما ترتبط الآثار الجانبية ارتباطًا مباشرًا باستخدام زيت منخفض الجودة أو نقصه المستمر. حتى لا تقلق بشأن الفشل المفاجئ لـ "العضو الرئيسي" و "محفزه" ، يجب اتباع نصيحة الخبير:

· نظف كاتم الصوت ، وفلتر ، وافحص حالة المحفز في الوقت المناسب ؛

· الحفاظ باستمرار على مستوى الزيت المطلوب.

· تحقق بانتظام من حالة التوصيلات المختومة.

· قم بتسخين المحرك قبل بدء التشغيل.

· بعد القيادة العنيفة لمدة 3-4 دقائق ، استخدم سرعة التباطؤ لتبريد التوربين ؛

· الالتزام بتوصيات الشركة الصانعة لاستخدام المرشح المناسب ودرجة الزيت ؛

· الخضوع للصيانة الدورية ومراقبة حالة نظام الوقود.

ومع ذلك ، إذا نشأت مسألة الإصلاحات الجادة ، فيجب أن يتم تنفيذها فقط في ورشة عمل متخصصة. يجب أن تتمتع الخدمة بظروف مثالية للمحافظة على النظافة ، حيث إن دخول الغبار إلى النظام أمر غير مقبول. بالإضافة إلى ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى معدات محددة للإصلاح.

كيفية زيادة عمر الشاحن التوربيني؟

تضمن ثلاث نقاط رئيسية تشغيل التوربين بدقة وطويلة الأمد:

1. استبدال فلتر الهواء في الوقت المناسب والحفاظ على الكمية المطلوبة من الزيت في المحرك. علاوة على ذلك ، يجب عليك استخدام تلك المواد التي أوصت بها الشركة المصنعة فقط. يمكنك شراء المنتجات الأصلية من التجار / الممثلين المعتمدين للشركة ، وذلك لتجنب شراء المنتجات المقلدة.

2. التوقف المفاجئ بعد القيادة عالية السرعة يجعل النظام يعمل بدون تزييت ، حيث تستمر عجلة التوربين في الدوران بسبب القصور الذاتي ، ولا يتدفق الزيت من المحرك المغلق. هذا لا يدوم طويلاً ، حوالي نصف دقيقة ، لكن هذه الممارسة المستمرة تؤدي إلى التآكل السريع لمركب محامل الكرة. لذلك تحتاج إما إلى تقليل السرعة تدريجيًا ، أو ترك المحرك يعمل قليلاً.

3. لا تضغط على الغاز فجأة. من الأفضل أن تكتسب السرعة تدريجياً حتى يتوفر لزيت المحرك الوقت لتزييت آلية الدوران جيدًا.

القواعد بسيطة للغاية ، لكن اتباعها جنبًا إلى جنب مع توصيات الشركة المصنعة سيؤدي إلى إطالة عمر السيارة بشكل كبير. كما تظهر الإحصائيات ، يلتزم حوالي 30٪ فقط من السائقين بالنصائح المفيدة ، وبالتالي هناك عدد غير قليل من الشكاوى حول عدم كفاءة الجهاز.

ما الذي يمكن أن ينهار في الشاحن التوربيني للسيارة؟

ترتبط الأعطال الأكثر شيوعًا بزيت المحرك ذي الجودة الرديئة وفلتر الهواء المسدود.

في الحالة الأولى ، يوصى باستبدال الجزء الملوث في الوقت المناسب ، وعدم تنظيفه. يمكن أن تؤدي هذه "الوفورات" إلى دخول الحطام إلى منتصف النظام ، مما يؤثر سلبًا على جودة تزييت المحامل.

زيت الإنتاج المشكوك فيه له نفس التأثير. يؤدي التشحيم السيئ إلى تآكل سريع للأجزاء الداخلية ، وليس فقط الوحدة الإضافية ، بل قد يعاني المحرك بأكمله.

إذا تم الكشف عن العلامات الأولى لخلل وظيفي: ظهور تسرب زيوت التشحيم ، والاهتزاز غير المرغوب فيه ، والأصوات العالية المشبوهة ، يجب عليك الاتصال على الفور بالخدمة للحصول على تشخيص كامل للمحرك.

هل من الممكن إصلاح التوربينات في السيارة

شراء كل شيء جديد ، وأكثر من ذلك يتعلق بالآليات ، مصحوب بإصدار بطاقة ضمان ، تعلن فيها الشركة المصنعة عن فترة معينة لخدمة خالية من المتاعب للجهاز. لكن السائقين في المراجعات غالبًا ما يشاركون خيبة أملهم المتعلقة بالتباين بين فترة الضمان المعلنة. على الأرجح ، لا يقع الخطأ على عاتق الشركة المصنعة ، ولكن في المالك نفسه ، الذي لم يلتزم ببساطة بقواعد التشغيل الموصى بها.

إذا كان انهيار التوربين في وقت سابق يعني تكلفة جهاز جديد ، فإن الوحدة تخضع في الوقت الحالي لاستعادة جزئية. الشيء الرئيسي هو اللجوء إلى المتخصصين في الوقت المناسب مع المعدات المناسبة والمكونات الأصلية المعتمدة. لا يجب عليك بأي حال من الأحوال إجراء الإصلاح بنفسك ، وإلا فلن تضطر إلى تغيير جزأين ، ولكن المحرك بأكمله ، وسيكلف هذا بالفعل أكثر من ذلك بكثير.

أسئلة وأجوبة:

ما الفرق بين التوربين والشاحن التوربيني؟ هذه الآليات لها نوع مختلف من محرك الأقراص. يتم تدوير التوربين بواسطة تدفق غازات العادم. الضاغط متصل مباشرة بعمود المحرك.

كيف يعمل الشاحن التوربيني؟ يتم تنشيط محرك الشاحن التوربيني على الفور عند بدء تشغيل المحرك ، ونتيجة لذلك تعتمد قوة التعزيز بشكل مباشر على سرعة المحرك. المكره قادر على التغلب على السحب العالي.

ما هو الفرق بين الشاحن التوربيني والشاحن التوربيني؟ لا يعد الشحن التوربيني أكثر من توربين تقليدي يعمل بقوة تيار العادم. الشاحن التوربيني هو شاحن توربيني. في حين أنه أسهل في التثبيت ، إلا أنه أكثر تكلفة.

ما هو الشاحن التوربيني؟ تستخدم هذه الآلية ، مثل التوربين الكلاسيكي ، طاقة المحرك نفسه (فقط في هذه الحالة ، الطاقة الحركية للعمود ، وليس غازات العادم) لتعزيز تدفق الهواء النقي الوارد.