منذ اختراع محرك الاحتراق الداخلي، يبحث مهندسو السيارات ومدمنو السرعة ومصممو سيارات السباق في العالم عن طرق لتعزيز القوة والقدرة الحصانية. طريقة واحدة لإضافة القوة هي بناء محرك أكبر. لكن المحركات الأكبر ، التي تزن أكثر ، وتكلف أكثر في البناء والصيانة، ليست دائمًا أفضل.
سوبر تشارج
هناك طريقة أخرى لإضافة القوة وهي جعل المحرك ذي الحجم العادي أكثر كفاءة. يمكنك تحقيق ذلك عن طريق دفع المزيد من الهواء إلى غرفة الاحتراق. يعني المزيد من الهواء أنه يمكن إضافة المزيد من الوقود ، والمزيد من الوقود يعني انفجارًا أكبر وقدرة حصان أكبر. تعد إضافة شاحن فائق سوبر تشارج طريقة رائعة لتحقيق زيادة في نسبة الهواء. في هذه المقالة ، سنشرح ماهية الشواحن الفائقة وكيف تعمل وكيف تقارن بالشواحن التوربينية.
ما هو سوبر تشارج
سوبر تشارج هو أي جهاز يضغط على مدخل الهواء إلى ما يزيد عن الضغط الجوي، يقوم كل من سوبر تشارج والشاحن التوربيني بذلك.
الفرق بين الجهازين هو مصدر طاقتهما. يتم تشغيل الشاحن التوربيني بواسطة غازات العادم التي تقود التوربينات. يتم تشغيل سوبر تشارج ميكانيكيًا بواسطة حزام أو محرك سلسلة متصل بالعمود المرفقي بالمحرك.
عمل سوبر تشارج
بمجرد سحب الهواء إلى المحرك، يجب دمجه مع الوقود لتكوين حزمة من الطاقة الكامنة التي يمكن تحويلها إلى طاقة حركية مفيدة من خلال تفاعل كيميائي يُعرف بالاحتراق. تبدأ شمعة الإشعال هذا التفاعل الكيميائي عن طريق إشعال الشحنة. عندما يخضع الوقود للأكسدة، يتم إطلاق قدر كبير من الطاقة. قوة هذا الانفجار، المركزة فوق رأس الأسطوانة، تدفع المكبس إلى الأسفل. هنا يتم نقل الحركة الناتجة عن حركة المكبس في النهاية إلى العجلات.
قد يؤدي إدخال المزيد من الوقود إلى عملية الشحن إلى حدوث انفجار أقوى. لكن لا يمكنك ببساطة ضخ المزيد من الوقود في المحرك لأنك تحتاج إلى كمية محددة من الأكسجين والتي تحرق كمية معينة من الوقود. عند التباطؤ أو الانطلاق بسرعة ثابتة، يكون الخليط 14.7 جزءًا من الهواء مقابل جزء واحد من الوقود. إذا كنت تريد مزيد من القوة، فستحتاج إلى إضافة المزيد من الهواء حتى تتمكن من إضافة المزيد من الوقود.
هذا هو عمل سوبر تشارج. تزيد الشواحن الفائقة من المدخول عن طريق ضغط الهواء فوق الضغط الجوي من دون إحداث فراغ. هذا يدفع المزيد من الهواء إلى المحرك، مما يوفر دفعة قوية للسيارة. مع الهواء الإضافي، يمكن إضافة المزيد من الوقود إلى الشحن، وزيادة قوة المحرك. يضيف سوبر تشارج قوة حصانية تزيد بمعدل 46 في المائة، وعزم دوران أكبر بنسبة 31 في المائة. في حالات الارتفاعات العالية ، حيث يتدهور أداء المحرك بسبب انخفاض كثافة الهواء وضغطه، هنا يقوم سوبر تشارج بتوصيل هواء ذي ضغط أعلى للمحرك حتى يتمكن من العمل على النحو الأمثل.
على عكس الشواحن التوربينية ، التي تستخدم غازات العادم الناتجة عن الاحتراق لتشغيل الضاغط، فإن الشواحن الفائقة تستمد قوتها مباشرة من العمود المرفقي. يتم تشغيل معظمها بواسطة حزام ملحق، يلتف حول بكرة متصلة بمعدات القيادة.
لضغط الهواء ، يجب أن يدور سوبر تشارج بسرعة أكبر من المحرك نفسه. يؤدي جعل ترس المحرك أكبر من ترس الضاغط إلى دوران الضاغط بشكل أسرع. يمكن للشواحن الفائقة الدوران بسرعات تصل إلى 50000 إلى 65000 دورة في الدقيقة.
عندما يتم ضغط الهواء، يصبح أكثر سخونة. يكون الهواء الأكثر سخونة أقل كثافة ولا يمكن أن يتمدد أثناء الانفجار بقدر الهواء البارد. لكي يعمل الشاحن الفائق بأقصى كفاءة له، يجب تبريد الهواء المضغوط الخارج من وحدة التفريغ قبل دخوله إلى مجمع السحب. المبرد البيني مسؤول عن عملية التبريد هذه. تأتي المبردات البينية في تصميمين أساسيين: مبردات داخلية من الهواء إلى الهواء ومبردات داخلية من الهواء إلى الماء. يعمل كلاهما تمامًا مثل المبرد العادي في السيارة، حيث يتم إرسال هواء أو ماء أكثر برودة عبر نظام من الأنابيب. عندما يصادف الهواء الساخن الخارج من الشاحن الأنابيب المبردة، فهو يبرد تلقائياً. يؤدي انخفاض درجة حرارة الهواء إلى زيادة كثافة الهواء، مما يؤدي إلى دخول شحنة أكثر كثافة إلى غرفة الاحتراق.
اقرأ أيضاً: سيارة كلاسيكية من بونتياك تعتبر ابرز المركبات العضلية على الاطلاق
