ما هو الشاحن التوربيني؟
الشاحن التوربيني هو في الواقع ضاغط هواء يزيد من حجم السحب عن طريق ضغط الهواء. ويستخدم نبض القصور الذاتي لغاز العادم المنبعث من المحرك لدفع التوربين داخل حجرة التوربين، والذي بدوره يدفع المكره المحوري. يضغط المكره الهواء الذي يرسله خط أنابيب فلتر الهواء إلى الأسطوانة. عندما تزيد سرعة المحرك، تزداد أيضًا سرعة تفريغ غاز العادم وسرعة التوربين بشكل متزامن، ويضغط المكره المزيد من الهواء في الأسطوانة. يزداد ضغط وكثافة الهواء، مما يمكن أن يحرق المزيد من الوقود. وبالتالي، فإن زيادة كمية الوقود وضبط سرعة المحرك يمكن أن يزيد من قوة خرج المحرك.
المبدأ البنيوي
أولاً، دعونا نتحدث عن المبدأ الهيكلي العام للشاحن التوربيني. يتكون الشاحن التوربيني لغاز العادم بشكل أساسي من عجلة مضخة وتوربين، بالإضافة إلى مكونات تحكم أخرى. ترتبط عجلة المضخة والتوربين بعمود، وهو الدوار. يدفع غاز العادم من المحرك عجلة المضخة، التي تدفع التوربين إلى الدوران. بعد دوران التوربين، يضغط على نظام السحب. يتم تثبيت الشاحن التوربيني على جانب العادم من المحرك، لذلك تكون درجة حرارة عمل الشاحن التوربيني عالية جدًا. علاوة على ذلك، تكون سرعة دوار الشاحن التوربيني أثناء التشغيل عالية جدًا، حيث تصل إلى عشرات الآلاف من الدورات في الدقيقة. تجعل هذه السرعة ودرجة الحرارة العالية المحامل الإبرية أو الكروية الميكانيكية الشائعة غير قادرة على العمل للدوار. لذلك، تستخدم الشواحن التوربينية عمومًا محامل عائمة بالكامل، مشحمة بالزيت، ومبردة بسائل تبريد. في السابق، كانت الشواحن التوربينية تستخدم في الغالب في محركات الديزل لأن طرق احتراق البنزين والديزل كانت مختلفة، وبالتالي فإن شكل الشواحن التوربينية المستخدمة في المحركات كان مختلفًا أيضًا. يختلف محرك البنزين عن محرك الديزل في أنه يدخل الأسطوانة ليس بالهواء، ولكن بمزيج من البنزين والهواء. يمكن أن يؤدي الضغط الزائد بسهولة إلى حدوث انفجار. لذلك، عند تركيب شاحن توربيني، من الضروري تجنب الانفجار، والذي ينطوي على قضيتين مترابطتين: التحكم في درجة الحرارة المرتفعة والتحكم في وقت الاشتعال.
بعد الشحن التوربيني الإلزامي، سترتفع درجة الحرارة والضغط أثناء الانضغاط والاحتراق لمحركات البنزين، مما يؤدي إلى زيادة ميل الانفجار. بالإضافة إلى ذلك، تكون درجة حرارة العادم لمحركات البنزين أعلى من درجة حرارة محركات الديزل، ولا يُنصح بزيادة زاوية تداخل الصمام (الوقت الذي تفتح فيه صمامات السحب والعادم في وقت واحد) لتعزيز تبريد العادم. يمكن أن يؤدي تقليل نسبة الضغط أيضًا إلى احتراق غير كامل. علاوة على ذلك، تتمتع محركات البنزين بسرعات محرك أعلى من محركات الديزل، مما يؤدي إلى تغييرات كبيرة في معدل تدفق الهواء، مما قد يتسبب بسهولة في تأخير تفاعلات الشاحن التوربيني. أجرى المهندسون تحسينات مستهدفة لمعالجة سلسلة من المشكلات المتعلقة باستخدام الشواحن التوربينية في محركات البنزين، مما يمكنهم من استخدام شواحن توربينية لغاز العادم أيضًا.
ملحوظة
بسبب التشغيل المتكرر للشواحن التوربينية بسرعات ودرجات حرارة عالية، تبلغ درجة الحرارة عند نهاية توربين غاز العادم للشاحن التوربيني حوالي 600 درجة، ويدور دوار الشاحن التوربيني بسرعة عالية تبلغ 8000-11000 دورة/دقيقة. لذلك، لضمان التشغيل الطبيعي للشاحن التوربيني، يجب ملاحظة النقاط التالية أثناء الاستخدام:
لا تتركه في السيارة
بعد بدء تشغيل المحرك، وخاصة في فصل الشتاء، يجب تركه في وضع الخمول لفترة من الوقت من أجل تشحيم المحامل بالكامل بزيت التشحيم قبل أن يعمل دوار الشاحن التوربيني بسرعة عالية. لذلك، بعد بدء التشغيل، لا تضغط بقوة على دواسة الوقود لمنع تلف ختم زيت الشاحن التوربيني.
لا تقم بإيقاف تشغيل المحرك على الفور
بعد التشغيل بسرعة عالية لفترة طويلة، لا يمكن إيقاف تشغيل المحرك على الفور. أثناء تشغيل المحرك، يتم توفير جزء من الزيت لمحامل دوار الشاحن التوربيني للتزييت والتبريد. بعد توقف تشغيل المحرك فجأة، ينخفض ضغط الزيت بسرعة إلى الصفر، وتنتقل درجة الحرارة العالية في قسم توربين الشاحن التوربيني إلى المنتصف. لا يمكن حمل الحرارة في غلاف دعم المحمل بسرعة، بينما لا يزال دوار الشاحن التوربيني يدور بسرعة عالية تحت القصور الذاتي. لذلك، إذا توقف المحرك فجأة في حالة محرك ساخن، فسيؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت المحبوس في الشاحن التوربيني وإتلاف المحامل والعمود. كن حذرًا بشكل خاص لمنع المحرك من التوقف المفاجئ بعد الضغط على دواسة الوقود عدة مرات.
ينظف
عند تفكيك الشاحن التوربيني، من المهم الحفاظ عليه نظيفًا وسد جميع وصلات الأنابيب بقطعة قماش نظيفة لمنع سقوط الحطام في الشاحن التوربيني وإتلاف الدوار. عند الإصلاح، احرص على عدم الاصطدام وإتلاف الدافع. إذا كان الدافع بحاجة إلى الاستبدال، فيجب إجراء اختبار التوازن الديناميكي عليه. بعد إعادة التركيب، قم بإزالة الانسداد.
ليتم تنظيفها
بسبب التشغيل المتكرر للشاحن التوربيني في درجات حرارة عالية، فإن خط أنابيب زيت التشحيم الخاص به يكون عرضة للتكلس الجزئي للزيت الداخلي بسبب تأثير درجة الحرارة المرتفعة، مما قد يتسبب في عدم كفاية تزييت محامل الشاحن التوربيني وتلفها. لذلك، يجب تنظيف خط أنابيب زيت التشحيم بعد التشغيل لفترة من الوقت.
الاهتمام بالصيانة
قبل مغادرة السيارة وبعد استلامها، يجب فحص توصيل كل أنبوب مجرى الهواء لمنع الارتخاء أو الانفصال، مما قد يتسبب في فشل الشاحن التوربيني ودخول ماس كهربائي هوائي إلى الأسطوانة.
ومن هنا يتبين أنه بعد تزويد المحرك بشاحن توربيني، يتم تعزيز بنية المكونات. ومن منظور الاستخدام والصيانة، من الضروري تعزيز أعمال الصيانة الإلزامية للمحرك والاهتمام باستخدام طرق التشغيل الصحيحة.