الشاحن التربيني مقابل الشاحن الفائق: الفرق والمقارنة

تشترك السيارة ، أو السيارة الرياضية ، أو الشاحنة ، أو القطار ، أو الطائرة ، أو حتى محرك معدات البناء ، في شيء واحد مشترك بالتأكيد - فهي تعمل على المحركات.

لتعزيز أداء خرج الطاقة ، استعد مصنعو السيارات جميعًا للقفز في حرب القدرة الحصانية. لزيادة الاقتصاد في استهلاك الوقود وتعزيز قدرة المحرك ، تم اختراع الشاحن التوربيني والشاحن الفائق الذي لا مثيل له.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. تعمل غازات العادم على تشغيل الشواحن التوربينية ، بينما يتم تشغيل الشواحن الفائقة بواسطة حزام متصل بالمحرك.
2. توفر الشواحن التوربينية كفاءة أفضل في استهلاك الوقود ، بينما توفر الشواحن الفائقة استجابة أفضل للخانق.
3. الشواحن التوربينية أكثر تعقيدًا وتكلفة من الشواحن الفائقة.

الشاحن التربيني مقابل الشاحن الفائق

يتم تشغيل الشاحن التوربيني بواسطة غازات عادم المحرك وهي أكثر تعقيدًا وتتطلب صيانة أكثر من الشاحن الفائق. يتم تشغيل الشاحن الفائق بواسطة حزام يتصل بعمود مرفقي المحرك ، ويعمل عن طريق ضغط الهواء ودفعه إلى المحرك ، ويتم تشغيله مباشرة بواسطة المحرك.

الشاحن التوربيني يشبه التوربينات التي تستخدم غازات العادم لضغط الهواء الجوي وإرسال الهواء إلى إحراق الحجرة ، وبالتالي تعزيز أداء المحرك.

بدلاً من إهدار غازات العادم التي يتم طردها من غرفة الاحتراق ، يقوم شاحن توربيني بتسخيرها باستخدام ثلاثة مراوح ، اثنتان منها تقعان على نفس العمود والأخرى في مدخل السيارة الذي يسحب الهواء إلى المحرك.

يشيع استخدام الشاحن التوربيني الفائق في السيارات الرياضية. يعمل ميكانيكيًا ويعزز الكثافة وضغط الهواء الذي يدخل المحرك. كلما زاد دخول الهواء إلى المحرك ، زادت الطاقة المتولدة.

يحتوي الشاحن التوربيني الفائق على حزام أو سلسلة أو عمود متصل بالعمود المرفقي للمحرك ، وتتمثل وظيفته الأساسية في تعزيز خرج الطاقة.

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	الشاحن التربيني	الشحان أداة
مصدر للطاقة	يستخدم الشاحن التوربيني غازات العادم المنبعثة من أجل الطاقة	يتم توصيل شاحن فائق بالعمود المرفقي للمحرك لاستخراج الطاقة
سرعة الغزل	يدور بسرعة تصل إلى 150000 دورة في الدقيقة	يدور بسرعة تصل إلى 50000 دورة في الدقيقة
انبعاث الصوت	انبعاث الصوت أقل من شاحن فائق	انبعاث الصوت هو أكثر من مجرد شاحن توربيني
درجة حرارة الهواء المضغوط	درجة حرارة الهواء المضغوط مرتفعة جدًا في الشاحن التوربيني	الهواء المضغوط عند درجة حرارة منخفضة
دوران الضاغط	يقوم التوربين بتدوير الضاغط	في الشاحن التوربيني الفائق ، يتم توصيل الحزام بالعمود المرفقي للمحرك ، ويقوم العمود المرفقي للمحرك بتدوير الضاغط.

ما هو الشاحن التربيني؟

شاحن توربيني قسري الحث نظام يستغل قوة غازات العادم التي تطردها غرفة الاحتراق ويعزز أداء المحرك.

يمكن إرجاع تاريخ الشاحن التوربيني إلى القرن التاسع عشر عندما كان جوتليب دايملر يختبر الحث القسري. كان ذلك في عام 1800 عندما حصل المهندس السويسري ألفريد بوتشي على براءة اختراع معزز طاقة سيارته.

بعد ذلك ، تم استخدام نماذج أولية مماثلة في الطائرات وسفن الديزل والمركبات. أظهرت الاختبارات أن هذه الوظائف الإضافية للمحرك يمكن أن تعزز إنتاج الطاقة ، وتقلل من الانبعاثات ، وتحسن الاقتصاد في استهلاك الوقود.

يتكون الشاحن التوربيني من مروحتين موضوعتين على نفس العمود. توجد مروحة واحدة على مسار غازات العادم المنبعثة من غرفة الاحتراق.

تبدأ غازات العادم الخارجة في تشغيل المكره ، والذي بدوره يجعل المروحة الأخرى الموجودة على العمود تدور. هناك أيضًا مروحة ثالثة موجودة في مدخل هواء السيارة ، ودفع هذه المروحة هو الذي يسحب الهواء إلى المحرك.

الهواء الذي يتم سحبه إلى المحرك يكون مضغوطًا ودافئًا. لذلك فهي أقل كثافة. يقوم المبادل الحراري بتبريد الهواء قبل دخوله في الأسطوانات.

يمكن وصف وظيفة الشاحن التوربيني بأنها دورية. وذلك لأن غازات العادم تدير التوربينات التي تجتذب المزيد من الهواء. هذا الهواء ، بدوره ، يسحب المزيد من الوقود ، وعندما يحترق الوقود ، فإنه ينتج غازات العادم - هذه عملية مستمرة.

هناك معدات لتغيير الضباب الدخاني في توربو تساعد في خفض انبعاثات الكربون.

يتطلب الشاحن التوربيني صيانة عالية ويتأخر في بعض الأحيان بسبب انقطاع الإمداد بالطاقة.

ما هو الشحان الفائق؟

الشاحن الفائق هو نظام الحث القسري سمة شائعة في السيارات الرياضية. يتم تشغيله ميكانيكيًا باستخدام حزام أو سلسلة أو عمود متصل بعمود المرفق بالمحرك.

كضاغط هواء ، دوره الأساسي هو زيادة الكثافة وضغط الهواء الذي يدخل المحرك.

تم إنشاء أول نموذج أولي للشاحن التوربيني الفائق بواسطة G.

في عام 1902 ، حصل لويس رينو على براءة اختراع شاحن الطرد المركزي. أثبتت الاختبارات التي تم إجراؤها أن شاحنًا فائقًا مثبتًا في سيارة السباق يمكن أن يعزز قوتها بشكل كبير.

أصبحت مرسيدس ، في عشرينيات القرن الماضي ، أول شركة سيارات تنتج سلسلة من السيارات تتميز بالشاحن الفائق.

يعمل الشاحن التوربيني الفائق مثل محرك الاحتراق الأساسي حيث يختلط الهواء والوقود في غرفة الاحتراق ويتسببان في تحريك المكبس - فكلما زاد احتراق الوقود والهواء ، زادت القوة. لكن الشاحن الفائق يوفر المزيد من الهواء المضغوط.

الشاحن الفائق من ثلاثة أنواع - نوع الجذر ، والشاحن الفائق ذو اللولب المزدوج ، والشاحن الفائق بالطرد المركزي.

نجحت مرسيدس في تطوير شاحن كهربائي فائق لم يعد يعتمد على المحرك.

الشاحن التوربيني الفائق ليس له مخرج. لذلك ، فإن انبعاث الضباب الدخاني مرتفع. كما أنه أعلى من صوت توربو.

تكون درجة حرارة الهواء المضغوط في الشاحن التوربيني الفائق أقل ، وفي معظم الحالات ، لا تتطلب تدخلًاالمبرد. ومع ذلك ، تتطلب أنواع معينة من الشواحن الفائقة مبردات داخلية.

يمكن صيانة الشاحن التوربيني الفائق بسهولة. إنه يعاني من تأخر ضئيل حيث يوجد إمداد مستمر للطاقة بواسطة العمود المرفقي.

الاختلافات الرئيسية بين الشاحن التوربيني والشاحن الفائق

1. يستمد الشاحن التوربيني طاقته من أبخرة العادم. في المقابل ، يسحب الشاحن التوربيني طاقته من العمود المرفقي للمحرك المتصل به مباشرة.
2. الشاحن التوربيني غير متصل مباشرة بالمحرك ، بينما الشاحن التوربيني الفائق متصل مباشرة بالمحرك بواسطة حزام أو سلسلة أو عمود.
3. في حين أن الشاحن التوربيني يوفر دفعة أفضل عند سرعة دوران عالية ، فإن الشاحن الفائق يوفر دفعة أفضل عند عدد دورات أقل في الدقيقة.
4. عندما يحتاج الشاحن التوربيني إلى مبرد داخلي لخفض درجة حرارة الهواء المضغوط ، لا يتطلب الشاحن التوربيني دائمًا مبردًا داخليًا ويعتمد على نوع الشاحن الفائق.
5. يحتوي الشاحن التوربيني على معدات لتغيير الضباب الدخاني تقلل انبعاثات الكربون ؛ ومع ذلك ، فإن الشاحن التوربيني التوربيني الفائق لا يحتوي على بوابة تبديد. لذلك ، فإن انبعاث الضباب الدخاني مرتفع.

مراجع حسابات

1. https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/1999-01-0908/
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890416311463

آخر تحديث: 24 يوليو 2023