شاحن توربيني ذو هندسة ثابتة ومتغيرة - ما الفرق؟

في كثير من الأحيان عند وصف المحركات ، يتم استخدام مصطلح "هندسة الشاحن التوربيني المتغير". كيف يختلف عن الثابت وماهي مزاياه وعيوبه؟

الشاحن التوربيني هو جهاز يستخدم على نطاق واسع في محركات الديزل منذ الثمانينيات ، مما يزيد من عزم الدوران والطاقة ويؤثر بشكل إيجابي على استهلاك الوقود. بفضل الشاحن التوربيني ، لم يعد يُنظر إلى الديزل على أنه آلات عمل قذرة. في محركات البنزين ، بدأوا في أداء نفس المهمة وظهروا بشكل متكرر في التسعينيات ، ومع مرور الوقت اكتسبوا شعبية ، وبعد عام 80 أصبحوا شائعين في محركات البنزين كما كانت في الثمانينيات والتسعينيات.في الديزل.

كيف يعمل الشاحن التوربيني؟

يتكون الشاحن التوربيني من توربين وضاغط مثبتة على عمود مشترك وفي مبيت واحد مقسم إلى جانبين مزدوجين تقريبًا. يتم تشغيل التوربين بواسطة غازات العادم من مشعب العادم ، والضاغط ، الذي يدور على نفس الدوار مع التوربين ويتم تشغيله بواسطته ، يخلق ضغطًا جويًا ، ما يسمى. التجديد. ثم يدخل إلى غرف السحب المتشعب وغرف الاحتراق. كلما زاد ضغط غاز العادم (سرعة المحرك الأعلى) ، زاد ضغط الضغط.  

تكمن المشكلة الرئيسية للشواحن التوربينية في هذه الحقيقة بالتحديد ، لأنه بدون سرعة مناسبة لغاز العادم ، لن يكون هناك ضغط مناسب لضغط الهواء الداخل إلى المحرك. يتطلب الشحن الفائق كمية معينة من غاز العادم من المحرك بسرعة معينة - بدون حمل عادم مناسب ، لا يوجد تعزيز مناسب ، لذا فإن المحركات فائقة الشحن عند عدد دورات منخفضة في الدقيقة ضعيفة للغاية.

لتقليل هذه الظاهرة غير المرغوب فيها ، يجب استخدام شاحن توربيني ذو أبعاد صحيحة للمحرك المحدد. الأصغر (الدوار ذو القطر الأصغر) "يدور" بشكل أسرع لأنه يخلق مقاومة أقل (خمول أقل) ، ولكنه يعطي هواءًا أقل ، وبالتالي لن يولد الكثير من التعزيز ، أي قوة. كلما كان حجم التوربين أكبر ، زادت فعاليته ، ولكنه يتطلب مزيدًا من حمل غاز العادم ووقتًا أطول "للدوران". هذه المرة تسمى تربو أو تأخر. لذلك ، من المنطقي استخدام شاحن توربيني صغير لمحرك صغير (يصل إلى حوالي 2 لتر) وشاحن كبير لمحرك أكبر. ومع ذلك ، لا يزال لدى الشركات الأكبر حجمًا مشكلة تأخر ، لذلك تستخدم المحركات الكبيرة عادةً أنظمة ثنائية التوربو وتوربو مزدوج.

البنزين مع الحقن المباشر - لماذا التربو؟

الهندسة المتغيرة - الحل لمشكلة تباطؤ التوربو

الطريقة الأكثر فعالية لتقليل تباطؤ التوربو هي استخدام توربين ذو هندسة متغيرة. تقوم الدوارات المتحركة ، التي تسمى الريش ، بتغيير موضعها (زاوية الميل) وبالتالي تعطي شكلاً متغيرًا لتدفق غازات العادم التي تسقط على ريش التوربينات غير المتغيرة. اعتمادًا على ضغط غازات العادم ، يتم ضبط الشفرات بزاوية أكبر أو أصغر ، مما يسرع دوران الدوار حتى عند ضغط غاز العادم المنخفض ، وعند ارتفاع ضغط غاز العادم ، يعمل الشاحن التوربيني كواحد تقليدي بدون متغير الهندسة. يتم تثبيت الدفات بمحرك هوائي أو إلكتروني. تم استخدام هندسة التوربينات المتغيرة مبدئيًا بشكل حصري تقريبًا في محركات الديزل.، ولكن يتم استخدامه الآن بشكل متزايد بواسطة البنزين.

تأثير الهندسة المتغيرة أكثر تسارع سلس من الدورات المنخفضة وغياب لحظة ملحوظة لـ "تشغيل التوربو". كقاعدة عامة ، تتسارع محركات الديزل ذات الهندسة التوربينية الثابتة إلى حوالي 2000 دورة في الدقيقة بشكل أسرع. إذا كان التوربو له هندسة متغيرة ، فيمكنه التسارع بسلاسة وبشكل واضح من حوالي 1700-1800 دورة في الدقيقة.

يبدو أن الهندسة المتغيرة للشاحن التوربيني لها بعض الإيجابيات ، ولكن هذا ليس هو الحال دائمًا. فوق الكل عمر خدمة هذه التوربينات أقل. يمكن لرواسب الكربون على عجلات القيادة أن تمنعها حتى لا يكون للمحرك في المدى المرتفع أو المنخفض قوته. والأسوأ من ذلك ، أن الشاحن التوربيني ذي الهندسة المتغيرة يكون أكثر صعوبة في التجديد ، وهو أكثر تكلفة. في بعض الأحيان لا يكون التجديد الكامل ممكنًا.