ماهو التيربو في السيارات؟ نبذه عن تاريخه وكيفية عمله

في بدايات القرن الماضي حصل المهندس السويسري ألفريد بوتشي على براءة اختراع تُمكنه من استخدام شاحن هواء يعمل باستخدام غازات عادم محركات الديزل لرفع قدرتها الحصانية، ولكن الأمر استغرق حوالي العشرين عامًا ليُجني ثماره. ليصل إلينا في النهاية ذلك الابتكار الفريد ليتم استخدامه بشكل ثوري لدعم محركات الطائرات والقطارات والسفن والسيارات على نطاق واسع تحت اسم الشاحن التوربيني أو التيربو. 

اقرأ أيضًا: اليكم الفارق بين التيربو والسوبرتشارجر

التيربو في السيارات، هو جهاز يُلحق بمحرك السيارة ليرفع من قوة أحصنته، والفكرة الرئيسية لعمله هو إدخال هواء أكثر  وبالتالي وقود أكثر لغرفة الاحتراق بالمحرك لتوليد قدر أكبر من الطاقة. وتستغل صناعة السيارات التربو حاليًا لتخفيض استهلاك الوقود بخفض سعة المحرك مُقابل إضافة التيربو لتعويض القوة المفقودة من صغر حجم المحرك، أو لمضاعفة القوة الحصانية للمحركات خاصة تلك المُستخدمة في سباقات السيارات وسيارات الأداء العالي، أو لتحسين احتراق الوقود بغض النظر عن زيادة القوة، وذلك عن طريق الاستفادة من طاقة غاز العادم المُهدرة باستعادة جزء منها لتشغيل التيربو، الأمر الذي يضمن الاحتراق الكامل للوقود في المحرك قبل طرد غازات العادم.  

ومن الجهة التقنية، يتكون التيربو في السيارات من عدة أجزاء مهمة تعمل في تناغم للوصول للكفاءة المُثلى:

• شفرات توربينية (مراوح) جهة نظام العادم
  وهي التي تستقبل غازات العوادم المُرسلة إلى نظام العادم المُتكونة عن حرق الوقود، وعندها تزداد حركة لف المراوح لنقل الغازات إلى الطرف الأخر من التيربو عن طريق عمود واصل بينهما.

• عمود التوصيل

• شفرات توربينية جهة المُبرد
  وتعمل بالتزامن مع الشفرات جهة العادم وتدور كل منهما حوالي 280 ألف دورة في الدقيقة الواحدة، وتقوم بسحب الهواء من العادم وضغطه إلى داخل المبرد ثم المحرك.

• مُبرد الهواء Intercooler
  يعمل على تبريد الهواء بعد ارتفاع درجة حرارته بسبب ضغطه، ويعمل بنفس كيفية عمل مبرد "رادياتير" المحرك، وله طرفان يمر من الأول الهواء المرتفعة درجة حرارته القادم إليه من جهة شفرات التيربو ليواجه الهواء الخارجي المصطدم بالسيارة من الأمام، ليخرج من الطرف المقابل بدرجة حرارة أقل يمر بعدها إلى المُحرك لتبدأ عملية احتراقه وتوليد الطاقة

• بلف تنسيم العادم  Wastegate 
  يوجد في الوصلة بين نظام العادم وبداية التيربو، ويتحكم في ضغط التيربو.

• بلف تنسيم Blow off valve
  يوجد في الوصلة ما بين المُبرد والمحرك، وهو المُتسبب في الصوت الحماسي الخاص بمحركات سيارات السباق الذي يدمنه كثيرٌ منا.

• مداخل زيت
  وتلك يستخدمها المختصون أثناء صيانة التيربو الخاص بسيارتك.

• مداخل تبريد
  وتوجد في غالبية شواحن التيربو الحديثة، ووظيفتها تبريد أجزاء الشاحن نفسه، حيث أن الضغط المُعرض له ومرور الهواء الساخن به كفيل برفع درجة حرارته وهو أمر غير مُستحب بالمرة.

(ولك أن تعلم أن وجود أي خلل أو ضعف بوظائف كلا من النقطتين السابقتين يتسبب بشكل مُباشر في تلف شاحن التيربو)

حسنًا، دعنا نتعمق قليلًا في التفاصيل الميكانيكية لعمل التيربو: 

يعتمد عمل التيربو في السيارات على رفع سرعة وكفاءة عمل المحرك نفسه، فكلما حصل المحرك على هواء أكثر وبسرعة أكبر كلما كان قادرًا على حرق الوقود بشكل أفضل وأسرع، وهنا يكمن جوهر عمل التيربو فيبدأ مع بداية تشغيلك للسيارة، ويقوم بضغط غازات العادم ورفع درجة حرارتها بالكيفية التي ذكرناها آنفًا، لتتمد لأضعاف حجمها الأول، فتمر إلى غرفة الإحتراق ليتم حرقها مُولدة قدر أكبر من الطاقة.

ولكن بالرغم من القوة المُضاعفة التي يُقدمها وصرفية الوقود الأفضل وغيرها من مزاياه، فلا يأتي التيربو في السيارات بلا مشكلات أو عيوب والتي منها:

• تأخر الاستجابة حيث ستشعر بتأخر بسيط في الحصول على القوة الإضافية من لحظة دوسك على دواسة الوقود 

• يحتاج إلى عدد دورات محرك مرتفعة حتى تزيد القوة المُهدرة التي يستغلها 

• القوة الإضافية قد تؤثر على قوة قوة سحب السيارة واستقرارها 

• حاجه المحرك إلى الزيت باستمرار نتيجة ارتفاع درجة حرارة التيربو المستمرة
  
  

التيربو والسوبرتشارجر: ما الفرق بينهما ببساطة وأيهما أفضل؟

في الواقع، في بداية الأمر كان يُطلق على التيربو أيضًا اسم "تيربو سوبرتشارج"، أي أنه لم يكن هناك فرق حقيقي بينهما، ولكن مع مرور الوقت وتطور التقنيات أصبح لكل منهما كيان خاص بذاته، فمثلا التيربو يقوم باستخدام الهواء الخارج من العادم  لأداء مهمته، بينما يعمل السوبرتشارجر عن طريق سير المحرك أي أنه يستخدم جزء من قوة المحرك لزيادة قوته .. لذا لا نظن أن هناك أفضل قدر ما أن هناك تفضيلات شخصية لأحدهما على الأخر.

وأخيرًا، هل يمكنك إضافة تيربو إلى محرك سيارتك؟

نعم يمكنك ذلك، في حالتين: إما أن الشركة المُصنعة لطراز سيارتك توفر خيار إضافة التيربو إلى نظام المحرك وعندها يُمكنك اللجوء لوكيلك لإتمام الأمر، وإما أن تضطر إلى القيام بالعديد من التعديلات على أجزاء السيارة لتتناسب مع التيربو الجديد وقوته إذا لم تكن تدعم إضافته في خياراتها.