الاختلافات بين المحركات التي تعمل بالسحب الطبيعي والمحركات المزودة بشاحن توربيني

كيف تعمل السيارة> الاختلافات بين المحركات التي تعمل بالسحب الطبيعي والمحركات المزودة بشاحن توربيني

أصبح هذا الموضوع أولوية بعد الإدخال الهائل للمحركات الأصغر. لذلك كانت هذه فرصة لكتابة مقال لمحاولة توضيح هذا الأمر ، لذلك دعونا نلقي نظرة على جميع العناصر التي تجعل محركات السحب الطبيعي مختلفة عن المحركات المزودة بشاحن توربيني.

اقرأ أيضًا: عملية الشاحن التوربيني.

المبدأ الأساسي

نظرًا لأنكم لستم جميعًا أبطالًا ميكانيكيين ، فلنلقِ نظرة سريعة على المحركات ذات السحب الطبيعي والشحن الفائق.

بادئ ذي بدء ، دعنا نوضح أن هذه المصطلحات تعني ، أولاً وقبل كل شيء ، كمية الهواء ، لذلك لا نهتم بالباقي. يمكن اعتبار المحرك الذي يعمل بسحب الهواء الطبيعي كمحرك "قياسي" ، مما يعني أنه يتنفس الهواء الخارجي بشكل طبيعي من خلال الحركة الترددية للمكابس ، والتي تعمل بعد ذلك كمضخات شفط هنا.

يستخدم المحرك فائق الشحن نظامًا مضافًا لدفع المزيد من الهواء إلى المحرك. وبالتالي ، بالإضافة إلى شفط الهواء من خلال حركة المكابس ، نضيف المزيد بمساعدة ضاغط. هناك نوعان:

• مدفوعة بطاقة المحرك = ضاغط - شاحن فائق
• التحكم في العادم = شاحن توربيني.

محرك توربو = قوة أكبر

الملاحظة الأولى: يحتمل أن يكون للمحرك المزود بشاحن توربيني قوة أكبر. في الواقع ، تأتي الطاقة مباشرة من الاحتراق في الأسطوانات ، فكلما زادت أهمية ذلك ، زادت "تحرك" الأسطوانة ، وبالتالي ، زادت قوة السيارة. باستخدام الشاحن التوربيني ، يمكنك ضغط المزيد من الهواء في الأسطوانات أكثر من بدونه. ولأننا نستطيع إرسال المزيد من المواد المؤكسدة (الهواء ، وخاصة تلك الكمية القليلة من الأكسجين الموجودة هناك) ، يمكننا إرسال المزيد من الوقود. لذلك ، لدينا المزيد من الطاقة لحرقها في كل دورة ، لذلك لدينا المزيد من الطاقة. مصطلح "الشحن الفائق" له أيضًا الكثير من المعاني ، فنحن نسد المحرك حرفيًا بالهواء والوقود ، ونقوم "بحشو" الأسطوانات قدر الإمكان.

458 Italia لها قوة سحب طبيعية 4.5 مع 570 حصان.

488 جي تي بي (البديل) مزودة بمحرك سوبر تشارج 4.0 بقوة 100 حصان. أكثر (ومن ثم 670). وبالتالي ، لدينا محرك أصغر وقدرة أكبر (توربينين ، واحد لكل مجموعة من الأسطوانات). مع كل أزمة كبرى ، يجلب لنا المصنعون توربيناتهم. لقد حدث هذا بالفعل في الماضي ، وربما سيتم التخلي عنها مرة أخرى في المستقبل (ما لم تحل الكهرباء محل الحرارة) ، حتى لو كانت هناك فرصة ضئيلة في سياق "مناخي". سياسة ".

محرك توربو أجوف أقل

يمتص المحرك الذي يتم شفطه بشكل طبيعي المزيد والمزيد من الهواء مع زيادة سرعته ، وبالتالي تزداد قوته مع دورانه ، حيث إنه يستهلك أكبر قدر من الهواء والوقود. يمكن أن يحتوي المحرك التوربيني على الكثير من الهواء والوقود عند عدد دورات منخفضة في الدقيقة لأن التربو يملأ الأسطوانات بهواء "اصطناعي" (الهواء الذي يضاف إلى الهواء بشكل طبيعي بواسطة حركة الأسطوانات). كلما زاد عدد المؤكسد ، يتم إرسال المزيد من الوقود بسرعات منخفضة ، مما يؤدي إلى زيادة الطاقة (وهذا نوع من المنشطات).

لاحظ ، مع ذلك ، أن الضواغط التي تعمل بالمحرك (الشاحن الفائق الذي يحركه العمود المرفقي) تسمح بدفع الهواء إلى المحرك حتى عند دورات أقل في الدقيقة. يتم تشغيل الشاحن التوربيني عن طريق الهواء المتسرب من أنبوب العادم ، لذلك لا يمكن أن يعمل بشكل جيد عند دورات منخفضة للغاية في الدقيقة (حيث لا يكون تدفق العادم مهمًا جدًا).

لاحظ أيضًا أن الشاحن التوربيني لا يمكنه العمل بنفس السرعة في جميع السرعات ، ولا يمكن لـ "مراوح" التوربينات أن تعمل بنفس الطريقة اعتمادًا على قوة الرياح (ومن ثم سرعة وتدفق غازات العادم). نتيجة لذلك ، يعمل التوربو بشكل أفضل في نطاق محدود ، ومن ثم تأثير ركلة المؤخرة. ثم لدينا حلان: شاحن توربيني ذو هندسة متغيرة يغير منحدر الزعانف ، أو دفعة مزدوجة أو ثلاثية. عندما يكون لدينا توربينات متعددة ، يعتني المرء بالسرعة المنخفضة (التدفقات الصغيرة ، ومن ثم التوربينات الصغيرة التي تتكيف مع هذه "الرياح") ، والآخر يعتني بالسرعات العالية (بشكل عام ، من المنطقي أن تكون التدفقات أكثر أهمية في هذا نقطة. هناك). باستخدام هذا الجهاز ، نجد التسارع الخطي لمحرك يعمل بالشفط الطبيعي ، ولكن مع قدر أكبر بكثير من الالتقاط وعزم الدوران الواضح (عند الإزاحة المتساوية ، بالطبع).

استهلاك؟ هذا يعتمد …

هذا يقودنا إلى نقطة مهمة ومثيرة للجدل إلى حد ما. هل يستهلك المحرك ذو الشاحن التوربيني أقل؟ إذا نظرت إلى عدد الشركات المصنعة ، يمكنك أن تقول نعم. ومع ذلك ، في الواقع ، غالبًا ما يكون كل شيء جيدًا جدًا ، ويجب مناقشة الفروق الدقيقة.

يعتمد استهلاك المنتجين على دورة دورة القيادة الأوروبية الجديدة (NEDC) ، وبالتحديد الطريقة التي تستخدم بها السيارات: تسارع بطيء للغاية ومتوسط ​​سرعة محدود للغاية.

في هذه الحالة ، تكون المحركات المزودة بشاحن توربيني في المقدمة لأنها لا تستخدمها كثيرًا ...

في الواقع ، تكمن الميزة الرئيسية للمحرك التوربيني الصغير الحجم في صغر حجمه. المحرك الصغير ، منطقيا جدا ، يستهلك أقل من المحرك الكبير.

لسوء الحظ ، فإن المحرك الصغير لديه طاقة محدودة لأنه لا يمكنه امتصاص الكثير من الهواء وبالتالي يحرق الكثير من الوقود (لأن غرف الاحتراق صغيرة). حقيقة استخدام الشاحن التوربيني تجعل من الممكن زيادة إزاحته بشكل مصطنع واستعادة الطاقة المفقودة أثناء الانكماش: يمكننا إدخال حجم هواء يتجاوز حجم الغرفة ، لأن الشاحن التوربيني يرسل هواء مضغوطًا يأخذ الهواء. مساحة أقل (يتم تبريده أيضًا بواسطة مبادل حراري لزيادة تقليل الحجم). باختصار ، يمكننا بيع 1.0s بأكثر من 100 حصان ، بينما بدون توربو ستكون محدودة بنحو ستين ، لذلك لا يمكن بيعها في العديد من السيارات.

كجزء من تجانس دورة NEDC ، نستخدم السيارات بسرعات منخفضة (تسارع منخفض بطيء عند الدورات) ، وبالتالي فإن النتيجة هي محرك صغير يعمل بهدوء ، وفي هذه الحالة لا يستهلك الكثير. إذا قمت بتشغيل 1.5 لتر و 3.0 لتر جنبًا إلى جنب عند عدد دورات منخفضة ومتساوية في الدقيقة ، فسيستهلك 3.0 بشكل منطقي أكثر.

لذلك عند سرعة دوران المحرك المنخفض في الدقيقة ، سيعمل المحرك المزود بشاحن توربيني مثل المحرك الذي يعمل بسحب الهواء الطبيعي لأنه لن يستخدم الشحن التوربيني (غازات العادم أضعف من أن تعيد إحيائها).

وهذا هو المكان الذي تخدع فيه المحركات التوربينية عالمها ، فهي تستهلك القليل بسرعات منخفضة مقارنة بسرعات الغلاف الجوي ، لأنها في المتوسط ​​أصغر (أقل = استهلاك أقل ، أكرر ، أعلم).

ومع ذلك ، في الاستخدام الحقيقي ، في بعض الأحيان تذهب الأشياء إلى حد أن تكون في الاتجاه المعاكس! في الواقع ، عند تسلق الأبراج (لذلك عندما نستخدم الطاقة بدلاً من دورة NEDC) ، يتم تشغيل الشاحن التوربيني ثم يبدأ في ضخ تدفق هواء كبير جدًا في المحرك. لسوء الحظ ، كلما زاد الهواء ، كلما كان عليك تعويض المزيد عن طريق إرسال الوقود ، مما يؤدي حرفيًا إلى تفجير الاستهلاك.

لذا ، دعنا نلخص: الشركات المصنعة لديها محركات مصغرة لتشغيل دورة NEDC بشكل أفضل وبالتالي تقليل قيم الاستهلاك. ومع ذلك ، لتقديم نفس مستوى القوة مثل "المحركات الكبيرة القديمة" ، قاموا بإضافة شاحن توربيني (أو شاحن فائق). أثناء الدورة ، يعمل الشاحن التوربيني قليلاً جدًا ، بل إنه يجلب القليل من الطاقة الإضافية بفضل تمدد غازات العادم (تشغل غازات العادم مساحة أكبر من الخليط الذي دخل المحرك ، ويتم التحكم في هذا التمدد بواسطة التوربين) ، مما ينتج عنه بكمية صغيرة من الاستهلاك ، لأن المحرك صغير ، أذكرك (إذا قارنا حجمين متطابقين مع وبدون شحن توربيني ، فإن المحرك التوربيني سوف يستهلك بشكل منطقي أكثر). في الواقع ، يستخدم الناس كل قوة سياراتهم وبالتالي يجعلون التوربو يعمل بجدية أكبر. المحرك ينفخ بالهواء ، وبالتالي يجب أيضًا "تحميله" بالبنزين: يزداد الاستهلاك بشكل كبير ، حتى مع المحركات الصغيرة ...

من ناحيتي ، ألاحظ أحيانًا بخوف أن الكثير منكم غير راضٍ جدًا عن الاستهلاك الحقيقي لمحركات البنزين صغيرة الحجم (الشهيرة 1.0 ، 1.2 ، 1.4 ، إلخ). عندما يعود الكثيرون من وقود الديزل ، تصبح الصدمة أكثر أهمية. حتى أن البعض يبيع سياراتهم على الفور ... لذا كن حذرًا عند شراء محرك بنزين صغير ، فهم لا يصنعون المعجزات دائمًا.

صوت ضعيف؟

مع المحرك التوربيني ، يكون نظام العادم أكثر صعوبة ... في الواقع ، بالإضافة إلى المحولات الحفازة ومرشح جسيمات الديزل ، لدينا الآن توربين يتم تغذيته بالتدفقات الناتجة عن إزالة غازات العادم. كل هذا يعني أننا ما زلنا نضيف شيئًا يحجب الخط ، لذلك نسمع ضوضاء أقل قليلاً. بالإضافة إلى ذلك ، فإن السرعة أقل ، لذلك يمكن للمحرك أن يصرخ بصوت عالٍ أقل.

F1 هو أفضل مثال في الوجود ، مع متعة المشاهد التي تضاءلت بشكل كبير (كان صوت المحرك أحد المكونات الرئيسية ، ومن جانبي ، أفتقد محركات V8 ذات السحب الطبيعي بشكل رهيب!).

هنا يمكننا أن نرى بوضوح أن التوربو يعيق الطريق قليلاً عند مستوى العادم ... (مشعب على اليمين وتوربو مثبت على اليسار)

فيراري / V8 ATMO VS V8 توربو! اختر واحدة!

قام Spotter (GE Supercars) بعمل مقارنة لك. لاحظ ، مع ذلك ، أن الاختلاف أكثر وضوحًا في السيارات الأخرى (خاصة F1) لأن فيراري مع ذلك تأكدت من أن التوربو سيعاقب الموافقة بأقل قدر ممكن ، مما يجبر المهندسين على العمل الجاد. بغض النظر عن ذلك ، لدينا 9000 دورة في الدقيقة على 458 و 8200 دورة في الدقيقة على 488 GTB (مع العلم أيضًا أن 488 تصدر ضوضاء أقل بنفس السرعة).

هل تريد تغيير السرعة باستخدام توربو؟

نعم ، مع اثنين من التوربينات التي تجمع تدفقات العادم وترسل الهواء المضغوط إلى المحرك ، يوجد حد هنا: لا يمكننا جعلهما يدوران بسرعة كبيرة ، ومن ثم لدينا أيضًا مقاومة على مستوى مخرج العادم ، وهو ما نقوم به لا تحتوي على محرك يستنشق بشكل طبيعي (يتدخل توربو). لاحظ ، مع ذلك ، أن التوربين الذي يرسل الهواء المضغوط إلى المحرك يتم التحكم فيه إلكترونيًا عبر الصمام الجانبي للصمام الجانبي ، لذلك يمكننا الحد من تدفق الهواء المضغوط إلى المحرك (وهذا ما يحدث جزئيًا). في وضع القفل ، سيحرر الصمام الجانبي كل الضغط في الهواء وليس إلى المحرك.

لذلك كل هذا قريب مما رأيناه في الفقرة السابقة.

زخم كبير؟

جزئيًا لنفس الأسباب ، نحصل على محركات بها مزيد من القصور الذاتي. كما أنه يقلل من الاستمتاع والشعور بالرياضة. تؤثر التوربينات على تدفق الهواء الداخل (المدخل) والصادر (العادم) ، وبالتالي تسبب بعض القصور الذاتي من حيث معدل تسارع وتباطؤ الأخير. ومع ذلك ، كن حذرًا من أن بنية المحرك لها أيضًا تأثير كبير على هذا السلوك (المحرك في شكل V ، مسطح ، في الخط ، إلخ).

نتيجة لذلك ، عندما تتوقف البنزين ، يتسارع المحرك (أتحدث عن السرعة) ويبطئ سرعته بشكل أبطأ قليلاً ... حتى البنزين يبدأ في التصرف مثل محركات الديزل التي عادةً ما تشغل توربوًا لأكثر من وقت طويل (على سبيل المثال ، M4 أو Giulia Quadrifoglio ، وعلى سبيل المثال لا الحصر ، تبذل 488 GTB جهدًا ، لكنها ليست مثالية أيضًا).

إذا لم يكن هذا أمرًا خطيرًا في سيارة الجميع ، فعندئذٍ في سيارة خارقة - 200 يورو - أكثر من ذلك بكثير! يجب أن يكتسب القديم في الغلاف الجوي شعبية في السنوات القادمة.

صوت العادم Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | سيارة الشرطة الخارقة

موعد في الثانية 20 لسماع القصور الذاتي للمحرك ، إنه ناعم للغاية ، أليس كذلك؟

استجابة أبطأ

والنتيجة الأخرى هي أن استجابة المحرك أقل إثارة للإعجاب. تبذل فيراري أيضًا جهودًا كبيرة لتثبت للعملاء المحتملين أن كل شيء قد تم القيام به لتقليل استجابة المحرك ، على الرغم من أن 488 GTB مزودة بشاحن توربيني.

أقل نبلا؟

ليس تمامًا ... كيف يمكن لشاحن فائق أن يجعل محركًا أقل نبلاً؟ إذا اعتقد الكثير من الناس خلاف ذلك ، فأنا ، من جانبي ، أعتقد أنه لا معنى له ، لكن ربما أكون مخطئًا. من ناحية أخرى ، قد يجعله أقل جاذبية ، وهذا أمر آخر.

الموثوقية: توربو نصف سارية

هذا منطق غبي وحقير. كلما زاد عدد الأجزاء في المحرك ، زاد خطر حدوث عطل ... وها نحن في حالة من الفوضى لأن الشاحن التوربيني جزء حساس (زعانف هشة ومحمل يحتاج إلى التشحيم) وجزء معرض لضربة كبيرة حدود (مئات الآلاف من الثورات في الدقيقة!) ...

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يقتل محرك الديزل بسبب التسارع: إنه يتسرب على مستوى المحمل المشحم ، ويمتص هذا الزيت في المحرك ويحترق في الأخير. وبما أنه لا يوجد اشتعال متحكم به في محركات الديزل ، فلا يمكن إيقاف تشغيل المحرك! كل ما عليك فعله هو مشاهدة سيارته وهي تموت بسرعة عالية جدًا وفي نفخة من الدخان).

كل التعليقات وردود الفعل

Dernier تم نشر التعليق:

فيل هاكي (التاريخ: 2021 ، 05:22:08)

تكتب أنك تفتقد محركات V8 في الفورمولا 1 ، لكن السائقين الذين عايشوا الحقبة الأولى من الشحن التوربيني ، ثم V8 ، V10 ، V12 3500 cc. سم ، ثم 3 متر مكعب. انظر ، يقال أن محركات 3000cc V2 فقط كانت مفقودة. انظر ، قوي بشكل يضحك ، هذا رأيي.

Il أنا. 1 رد الفعل (ردود) على هذا التعليق:

• مدير مدير الموقع (2021-05-24 15:16:25): احذر من التفاصيل الدقيقة ، أشك في أنهم يفتقرون إلى القوة ... أولاً وقبل كل شيء ، لم يعودوا يصطدمون بأرداف V10 ، لكن الاستنشاق يعاقب بانخفاض عدد الدورات في الدقيقة .

  يفضل أي متسابق جوًا منخفضًا قليلاً في الطابق السفلي من توربو كامل في جميع الدورات. يعد المحرك الذي يعمل بشاحن توربيني مزعجًا للغاية من حيث الصوت (CF Vettel) ويصعب استخدامه عند مستويات الطاقة هذه (وهو أيضًا أقل خطيًا).

  باختصار ، التوربو جيد في الحياة المدنية ، وليس على المسار الصحيح ...

(ستكون مشاركتك مرئية تحت التعليق بعد التحقق)

اكتب تعليق

هل تحب المحركات التوربينية؟