كيف يعمل التيربو

التيربو أو الشاحن التوربيني (Turbocharger) هو أحد الإضافات التي يمكن تركيبها إلى السيارات لزيادة كفاءة المحرّك فيها وزيادة سرعتها أيضاً، فالتيربو تشارجر هو ضاغطٌ يتمّ تركيبه على الهواء الداخل إلى المحرك لزيادة ضغط هذا الهواء، ممّا يزيد بالتالي من كمية الهواء والوقود التي تدخل إلى الأسطوانات أثناء شوط السحب في الأسطوانة، إذ إنّ زيادة ضغط الهواء خارج الأسطوانة تؤدّي إلى زيادةٍ في سرعة الهواء الذي يدخل إلى الأسطوانة، فكما نعلم أنّه كلما زاد فارق الضغط بين نقطتين زادت سرعة انتقال المائع (السوائل والغازات)، وبالتالي ستزداد كمية الهواء التي تدخل إلى الأسطوانة، وتؤدّي هذه الزيادة إلى توليد المزيد من الطاقة في كلّ أسطوانةٍ على حدة أثناء شوط الاحتراق، وبالتالي ستزداد الطاقة الناتجة من المحرّك ككلّ، بحيث تكون الزيادة في ضغط الهواء ما بين 20 إلى 250 كيلوباسكال بحيث تكون الزيادة في معظم السيارات أقرب إلى الجزء الأقلّ من هذا المدى.

أمّا الضاغط في التيربو فيتمّ تشغيله عن طريق غاز العادم الذي يخرج من السيارة كناتجٍ للاحتراق، فيتمّ تركيب توربينٍ على هذا العادم بحيث تعمل الغازات التي تخرج من العادم والتي تحمل طاقةً كبيرةٍ نتيجة درجات الحرارة المرتفعة في داخل غرفة الاحتراق، فيتمّ تمرير غاز العادم في التوربين والذي يكون موصولاً في الضاغط والذي يمرّ فيه الهواء الداخل إلى المحرك، فيقوم الضاغط برفع ضغط هذا الهواء وإدخاله إلى المازج (Carburetor) أو نظام الحقن بكميةٍ أكبر وبالتالي تكون كمية الهواء الذي يدخل غرفة الاحتراق أكبر وتوليد طاقةٍ أكبر من المحرك بالتالي.

الناحية الإيجابية في الشاحن التوربيني أنّه بعكس الشحّان (Supercharger) يعمل على طاقة هواء العادم والتي تكون ضائعةً في العادة، بينما يعمل الشحان على طاقة المحرك نفسها فيتم وصله بالمحرّك كالإكسسوارات الأخرى من مثل مضخة الماء والزيت فيستهلك بذلك من طاقة المحرك نفسه، وبالإضافة إلى ذلك فإنّ وزن الشاحن التوربيني وكلفته أقلّ من الشحان، ولكن بعض الجوانب السلبية هو أنّ تركيب التوربين في مجرى العادم يؤدي إلى إعاقةٍ قليلةٍ في جريان العادم، وبالتالي زيادة الضغط في أسطوانة العادم وحدوث نقصانٍ قليلٍ في طاقة المحرك مقارنةً بتلك التي تحدث في الشحان.

في المقابل فإنّ واحدةً من الجوانب التي يتفوق فيها الشحان على الشاحن التوربيني هو وجود تأخرٌ بسيط في استجابة الشاحن التوربيني بالمقارنة بالشحان عند التغير المفاجئ في كمية الوقود الداخلة إلى المحرك، أي عند الضغط على دواسة الوقود بشكلٍ سريعٍ ومفاجئ، إذ إنّه نتيجةً لعمل الشاحن التوربيني على غازات العادم فإنّه يتطلب بعض الدورات في المحرك حتى يصل الغاز الجديد والذي يعمل سرعةً أكبر إلى التوربين حتى يستجيب، ولكن في المقابل فإنّ الشحان يأخذ طاقته من المحرك مباشرةً ولذلك فإنّه يستجيب بشكلٍ مباشرٍ لهذا التغير في الطاقة.