كل سائق يعرف هذه المحركاتينقسم الاحتراق الداخلي وفقًا لهيكله ومبدأ التشغيل إلى الغلاف الجوي والشاحن التوربيني. لكن لا يفهم الجميع ما هو الفرق بين وحدات الطاقة هذه. دعنا نلقي نظرة على ما يجعل المحرك التوربيني مختلفًا ، وكيف يعمل وكيف يعمل. دعنا نتعرف على هذه المحركات باستخدام مثال الوحدات الحديثة لمجموعة VAG.
محركات بنزين توربو
محرك البنزين هو محرك داخليالاحتراق مع زيادة نسبة الانضغاط بشكل مصطنع في الغرف بسبب التوربين. تؤدي الزيادة في هذا المؤشر إلى زيادة القوة والخصائص التقنية الأخرى. منذ إنشاء أول محرك احتراق داخلي ، حاول المهندسون إضافة قوة دون تغيير كبير في حجم عمل محرك الاحتراق الداخلي.
للوهلة الأولى ، كان هذا القرار عملياالأسطح - كان من الضروري مساعدة المحرك على "التنفس" بكفاءة أكبر. هذا من شأنه أن يسمح بخصائص احتراق أفضل لخليط الوقود. يمكن تحقيق ذلك عن طريق تزويد الهواء الإضافي. هذا يعني أنه من الضروري إدخالها في الاسطوانات بالقوة تحت الضغط. بفضل الحجم الإضافي للهواء ، سيتم حرق الوقود بالكامل ، مما سيساعد على زيادة الطاقة. لكن تم إدخال هذه التقنيات ببطء شديد. في البداية ، تم استخدام معدات الشاحن التوربيني فقط للمحركات الكبيرة للسفن والطائرات.
تاريخ محركات الاحتراق الداخلي للبنزين بشاحن توربيني
تم إعادة تركيب أول محرك توربوالقرن الماضي. لأول مرة ، بدأ إنتاج محركات الاحتراق الداخلي المزودة بشاحن توربيني للسيارات في عام 1938. في أوائل الستينيات ، بدأ إنتاج المحركات التوربينية الأولى لسيارات الركاب في الولايات المتحدة. هذه سيارات Oldmobile Jetfire و Chevrolet Corvair Monza. لجميع خصائصها ، لم تختلف المحركات في الموثوقية العالية والمتانة.
بداية الشعبية
أصبحت محركات الاحتراق الداخلي الشهيرة بشاحن توربيني في السبعينياتسنوات. ثم بدأوا في التثبيت على نطاق واسع على السيارات الرياضية. لكن في السيارات المدنية ، لم يحظى المحرك التوربيني بشعبية بسبب ارتفاع استهلاكه للوقود. تميزت جميع محركات البنزين ذات الشحن التوربيني في تلك الحقبة بهذا العيب. لكن استهلاك الوقود كان مهمًا جدًا في ذلك الوقت. وقعت هذه المرة على أزمة النفط في السبعينيات.
جهاز البنزين بمحركات الاحتراق الداخلي التوربيني
خوارزمية عمل شاحن توربيني بنزينتتكون وحدة الطاقة من استخدام ضاغط خاص. وتتمثل مهمة الأخير في ضخ كمية إضافية من الهواء في غرف الاحتراق. من خلال تحسين تعبئة الأسطوانات بمزيج من الهواء والوقود ، يزداد متوسط الضغط الفعال لكل دورة وتزداد القوة. تُستخدم غازات العادم لتشغيل نظام الشحن التوربيني ، حيث تؤدي طاقته عملاً مفيدًا.
الضاغط الحديث عبارة عن مسكنمع محامل ، عجلة ، صمام جانبي ، مبيت التوربينات. هذا الأخير لديه قنوات لحركة مواد التشحيم. يوجد أيضًا في التصميم عمود الدوران ومحامل الأكمام والضاغط والمحرك الهوائي للصمام الجانبي. يتم تثبيت الدوار في السكن حيث يتم تثبيت المحامل. وهو عبارة عن عمود به عجلات توربينية وضاغط مثبتة عليه. هذا الأخير له شفرات. يمكن تدوير هذا الدوار عن طريق محامل جلبة. من أجل التزييت والتبريد ، يتم توفير الزيت من نظام تزييت المحرك. لمزيد من تبريد غطاء المحمل ، يتم أيضًا استخدام قنوات المبرد. يتكون عنصر الضاغط هذا على شكل حلزون.
مبدأ العملية
يتم توصيل أنبوب فرع التوربين بمشعب العادم.والضاغط - مع المدخل. كما ذكرنا سابقًا ، يتم تشغيل الشاحن التوربيني بالطاقة من غازات العادم. عندما يصطدمون بالتوربين ، يقومون بتدوير الجزء المتحرك ، وبالتالي ينطلقون من الطاقة. ثم ، من خلال الأنبوب الأمامي ، تدخل الغازات إلى نظام العادم.
يتم تثبيت عجلة الضاغط و "القواقع"نفس العمود. بسبب دوران التوربين ، تسحب عجلة الضاغط الهواء من مرشح الهواء وتضخه في غرف الاحتراق. اعتمادًا على مستوى التعزيز ، يمكن للجهاز زيادة قوة الضغط من 30٪ إلى 80٪. مع هذا ، يمكن لمحرك بنفس الحجم أن يأخذ كميات كبيرة من الخليط. ويرجع ذلك إلى زيادة طاقة الوحدة من 20٪ إلى 50٪. تزيد غازات العادم وطاقتها بشكل كبير من كفاءة المحرك.
وحدات Turbodiesel
يعمل المحرك التوربيني بنفس الطريقة.(ديزل). لا يختلف مبدأ تشغيل الشاحن التوربيني عن مبدأ البنزين. الاختلاف الوحيد هو وجود مبرد داخلي. هذه آلية خاصة تقوم بتبريد الهواء قبل دخوله في الأسطوانات. حجم الهواء البارد أقل من حجم الهواء الدافئ. وهذا يعني أنه يمكن "دفع" المزيد من الهواء البارد إلى داخل الأسطوانة.
محركات TSI
تم تركيب هذه الوحدات على الطراز الحديثموديلات السيارات من فولكس فاجن وأودي وسكودا. كلهم ينتمون إلى نفس القلق. يدعي المصنعون أن هذه هي محركات الجيل الجديد ، والتي تجمع بنجاح بين القوة والكفاءة. في حالة وجود محرك احتراق داخلي كلاسيكي عادي بحجم صغير ، لا ينبغي للمرء أن يتوقع الكثير من القوة منه. إذا كانت السيارة تزن طنًا واحدًا وكان المحرك منخفض الطاقة ، فسيؤدي ذلك إلى ارتفاع استهلاك الوقود بسبب الديناميكيات المنخفضة والمعدلات العالية.
محرك الإزاحة الكبير لديه استهلاك عاليبسبب غرفة الاحتراق الموسعة. محركات توربو (سكودا اوكتافيا ، فولكس فاجن وأودي) هي معجزة هندسية حقيقية. تجمع وحدات الطاقة هذه بين استهلاك الوقود المتواضع والطاقة الكافية مع حجم صغير نسبيًا.
TSI: الجهاز
من حيث الحجم ، يمكن أن تكون هذه الوحدات مختلفة.لذلك ، فإنها تنتج محركات احتراق داخلي لـ 1.2 ؛ 1.4 ؛ 1.6 لتر. وأيضًا محرك 1.8 تربو سعة 2.0 لتر. تزداد قوة المحرك بسبب الحجم الأكبر. وهذا هو القرار الصحيح. ثم لنتحدث عن الاختلافات.
شاحن توربيني وضاغط
TSI كلاهما مزود بشاحن توربيني ووحدة ضاغط. طبق فريق VAG هذا التصميم لحل مشكلة المحرك الشائعة. هذه هي الانخفاضات عند سرعات المحرك المنخفضة. إذا أخذنا في الاعتبار المحركات التوربينية الكلاسيكية ، فإن "الحلزون" يعمل على حساب غازات العادم. لا تسمح قوة الضغط عند التشغيل بسرعات منخفضة للشاحن التوربيني التوربيني الفائق بتوليد القوة اللازمة وتزويد غرف الاحتراق بكمية كافية من الهواء.
لمحرك توربو 1.8 (فولكس فاجن)تم تركيب ضاغط. لا تدع السلطة تنخفض. يبلغ الحد الأقصى لعزم الدوران في المحرك التقليدي الذي يعمل بسحب الهواء الطبيعي حوالي 5000 دورة في الدقيقة. في حالة محركات TSI ، يتراوح الحد الأقصى لعزم الدوران من 1500 دورة في الدقيقة إلى 4500 دورة في الدقيقة. هذا هو الفاصل الزمني للعمل الذي يستخدمه معظم السائقين. في محركات TSI ، بسبب استخدام توربينين ، يتم إنشاء ضغوط تصل إلى 2.5 بار.
ضاغط
تعمل هذه الوحدة من محرك منفصلنوع الحزام. لديها نسبة تروس عالية. يتم تشغيل الضاغط فقط عندما يضغط السائق على الغاز. عند الاقتراب من سرعة الدوران في الدقيقة ، يكون الضغط 0.8 بار ، وهو عدد كبير جدًا. ينتج عن هذا أداء ديناميكي ممتاز. هذه هي الطريقة التي يعمل بها محرك Audi 1.8 turbo مع TSI. لم يكن الجيل السابق من هذه المحركات مزودًا بضاغط. لا يوجد سوى توربين هنا.
توربو 1.8 فولكس فاجن المحرك
هذه الوحدة موجودة في السوق منذ حوالي 20 عامًا.يحظى طراز ICE هذا بشعبية كبيرة وأدى إلى زيادة الطلب على محركات الشحن التوربيني. تم تجهيز العديد من طرازات السيارات من مجموعة VAG بمثل هذا المحرك. بدأ الظهور الأول لمحطة الطاقة هذه في عام 1995.
لأول مرة محرك (فولكس فاجن باسات b5) 1.تم تثبيت 8 توربو على Audi A4 (نعم ، يستخدمون نفس المحركات). أما بالنسبة للخصائص فهناك عدة موديلات بسعة 150 و 210 حصان. في عام 2002 ، ابتكروا محركًا بسعة 190 "حصانًا". كان محرك الشاحن التوربيني من فولكس فاجن بداية فلسفة جديدة تمامًا فيما يتعلق بمحركات الاحتراق الداخلي للبنزين. أعطت أداءً جيدًا بحجم صغير نسبيًا بسبب التوربين. ميزة هذه الوحدة هي اعتدال الشهية.
لذلك ، هذا المحرك يجمع بين ممتازالمرونة ، المتأصلة في تركيبات التوربينات ، ولكن في نفس الوقت تكون ثقافة العمل هي البنزين. يمكن أيضًا تحويل هذه الوحدة بسهولة إلى غاز. تعد محطة الطاقة واحدة من أفضل محطات الطاقة في المجموعة بأكملها. يمكن للمحرك أن يتباهى بالأداء ، واستهلاك الوقود المعتدل والموثوقية العالية. "باسات" (1.8 توربو) لا يحتوي على أي عيوب تصميمية للوحدة. حتى الآن ، في عصر TSIs الحديثة ، لا يوجد عمليا أي مساوٍ لهذا المحرك.
محركات توربو: مزايا وعيوب
الإضافة الرئيسية التي يمتلكها المحرك التوربيني هيزيادة القوة. هذا هو الهدف الرئيسي الذي تم تحقيقه دون تغييرات كبيرة في التصميم. مع نفس الإزاحة مثل المحركات الجوية ، يمكن للمحرك التوربيني توفير عزم دوران وقوة أكبر بنسبة 70٪. يقلل الضاغط نسبة المواد الضارة في غاز العادم. المحرك المجهز بتوربينات له مستوى ضوضاء أقل بشكل ملحوظ.
