معلومات وافية عن التيربو في محركات الديزل

تعد محركات الديزل إحدى أقدم أنواع محركات الاحتراق الداخلي المستخدمة في السيارات والمركبات، كما تشتهر محركات الديزل بعزم الدوران المتفوق والمقاومة العالية للضغط، وتستخدم على نطاق واسع في السيارات والمركبات وبالأخص في المركبات الثقيلة، ونظراً لما تتطلبه هذه المركبات الثقيلة من طاقة متزايدة؛ فلقد قدّمت شركات إنتاج المحركات والمركبات محرك ديزل تيربو لتلبية هذه الغاية على نحو كفؤٍ وملائم يحقق خفضاً لاستهلاك الوقود بالتوازي مع توليده عزماً أكبر وأداءً عاماً أعلى وأفضل للمحرك.

في هذا المقال؛ سنخوض بمزيدٍ من التفصيل في الحديث عن محركات ديزل بشاحن توربيني وذلك بما يشمل الإيجابيات والسلبيات وأهم المعلومات التي تقدم توضيحاً عن جوانب محركات ديزل تيربو بشكلٍ وافٍ وشامل.

ما هي محركات ديزل تيربو؟ 

يمكن تعريف محرك ديزل تيربو باختصار موجزٍ على أنه محرك ديزل بشاحن توربيني، وذلك ما يعني توفيره لمزيد من الهواء والطاقة الواصلين لغرفة الاحتراق بما يحقق كفاءة أعلى لعمل المحرك واستهلاكاً أفضل للوقود.

وبشكلٍ عام؛ فتجدر الإشارة إلى أنها لا تختلف وظيفة الشاحن التوربيني في محركات البنزين عنها في محركات الديزل سوى فيما يتعلق بعملية احتراق الوقود بشكلٍ رئيسي وأساسي، وفيما يلي سنوضح كيفية عمل محرك ديزل تيربو بما يزيل الغموض والإبهام عن الأمر.

طريقة عمل محرك ديزل تيربو

يستقل الشاحن التوربيني في محرك ديزل تيربو الهواء بنسبة مثالية عن طريق مشعب السحب أوما يُعرف بـ”كتالايزر السيارة”، ليقوم الشاحن التوربيني بضغط الهواء بواسطة الضاغط داخله من ثم دفعه نحو غرفة الاحتراق في محرك السيارة، وهي التي يجري فيها مزج الهواء مع الوقود نسبٍ متلائمة، ليصار بعد ذلك إلى ضغط خليط الهواء والوقود واحتراق هذا الخليط داخل حجرة غرفة الاحتراق في المحرك، وكنتيجة لعملية الاحتراق هذه؛ فإنه يتم توليد طاقة حرارية عالية تجبر المكبس في المحرك على تدوير عمود الكامات أو العمود المرفقي أو عمود الكرنك نحو الأسفل، حيث يجري توجيه الحرارة الزائدة والمُفرطة نحو الشاحن التوربيني، لتقوم الطاقة الحرارية هنا بتدوير التوربين أو المشغل الداخلي للشاحن التوربيني الذي ينقلها بدوره إلى مضخة دفعٍ ذات دوّاراتٍ شبيهةٍ بريشات المروحة وهي مكونٌ من مكوّنات الشاحن التوربيني أيضاً. 

وفي المرحلة الأخيرة من مراحل عمل محرك ديزل تيربو؛ تقوم مضخة الدفع هذه بتكثيف كمية عناصر الهواء والوقود والحرارة وتحويل هذه الطاقة الميكانيكية إلى مخرجاتٍ أدائية ذات طاقة عالية وكفؤة للغاية.

إيجابيات وسلبيات محرك ديزل تيربو

يكتنف استخدام محرك ديزل مع تيربو حزمة من الميّزات في مقابل مجموعة من العيوب كذلك؛ وفي ما يلي ندرج أبرزها: 

إيجابيات محركات ديزل تيربو

يتميز محرك ديزل تيربو بمجموعة من الإيجابيات أبرزها الكفاءة في استهلاك الوقود، وعزم الدوران العالي، والانبعاثات المنخفضة، والقدرة الكبيرة للسحب أو الجر، وفي ما يلي توضيحاً وافياً وموجز لهذه الإيجابيات: 

الكفاءة في استهلاك الوقود

تِبعاً لما يضخه الشاحن التوربيني المزوّد لمحركات الديزل من نسبةِ هواءٍ مضاعفة إلى حجرة غرفة الاحتراق في المحرك؛ فإن ذلك ما من شأنه زيادة كفاءة استهلاك الوقود بشكلٍ مثالي.

عزم الدوران العالي

 يرتفع معدل عزم الدوران في محرك ديزل مع تيربو عطفاً على ما تحققه من كثافةٍ عالية للهواء والضغط فيها.

القدرة الكبيرة للسحب والقطر

بناءً على تحققه محركات ديزل بشاحن توربيني من عزمِ دورانٍ مرتفع؛ فإن ذلك ما يُسهم في توفير السيارات التي تعتمد هذا النوع من المحركات قدراً أكبر من القدرة على السحب والقطر أو الجر مقارنةً مع غيرها من السيارات التي تعتمد على المحركات العادية أو التقليدية. 

الانبعاثات المنخفضة

يساعد استخدام محرك ديزل تيربو في السيارات على تقليل نسبة انبعاثات الكربون منها؛ وذلك نظراً على تقدمه هذه المحركات من كفاءة ممتازة في حرق خليط الوقود إلى الهواء داخل غرفة الاحتراق في المحرك.

سلبيات محركات ديزل تيربو

على غرار ما يتميز به محرك ديزل تيربو من إيجابيات رائعة؛ فإنها تشوبه بعض السلبيات كذلك، أبرزها التي سنتعرف عليها تالياً: 

الاهتزازات الزائدة

تؤدي الطاقة المضاعفة التي تنتج عن عمل محرك ديزل تيربو إلى مزيدٍ من الاهتزاز للمحرك أثناء تشغيل وقيادة السيارات أو المركبات التي تعتمد على هذا النوع من المحركات.

البُنية المعقّدة

 تُعد محركات الديزل بالأساس ذات طبيعية تكوينية معقّدة نسبياً، وفي محركات ديزل تيربو يبدو الأمر أكثر تعقيداً مع زيادة الشاحن التوربيني لمكونات المحرك، كما أنه يمكن أن تكون لهذا الأمر تأثيراتٍ على زيادة تكاليف الصيانة أيضاً.

التباطؤ التوربيني

 تتبدّى هذه المشكلة حينما تستغرق السيارات التي تعتمد على محرك ديزل تيربو وقتاً أطول للتسارع في بعض الأحيان بسبب ضغط الهواء غير الكافي لعمل الشاحن التوربيني داخل غرفة الاحتراق في المحرك.

مقارنة بين محرك ديزل تيربو ومحرك بنزين تيربو

في حين تتشابه وظيفة كُلٍ من محركات الديزل التوربينية ومحركات البنزين التوربينية؛ فإنها تختلف كلاً من البُنية التكوينية والآلية العملية والكفاءة الأدائية لمحرك بنزين توربيني عن محرك ديزل بشاحن توربيني، وفيما يلي نقف على أبرز الاختلافات بين النوعين لنبيّنها بشكلٍ واضحٍ وجليّ: 

البناء والتكوين

بخلاف محركات البنزين المدعوم بشاحنٍ توربيني؛ فتعتمد آلية عمل محرك ديزل تيربو على ضغط خليط الهواء والوقود لإشعاله في غرفة الاحتراق داخل المحرك، وهو ما يستوجب تصنيع محركات ديزل تيربو باستخدام أجزاء أثقل وأكثر متانة، الأمر الذي يجعلها أكبر حجماً وأثقل وزناً من محركات البنزين التوربينية. 

الاحتراق 

فيما يتم إشعال خليط الوقود مع الهواء في محركات البنزين التوربينية بواسطة شمعات الاحتراق داخل غرفة الاحتراق؛ فإنها تعمل محركات الديزل التوربينية على إشعال خليط الهواء والوقود عن طريق ضغطه في حجرة غرفة الاحتراق إلى أن يصل إلى درجة الحرارة المُثلى لاحتراقه. 

معدل دورات المحرك في الدقيقة 

تُعبّر عدد دورات محرك السيارة في الدقيقة والتي تُعرف اختصاراً بـ(RPM)؛ عن عدد المرات التي يقوم فيها العمود المرفقي في المحرك بدورة كاملة كل دقيقة، وعدد المرات التي يرتفع وينخفض فيها كل مكبس داخل أسطوانة المحرك، وفي هذه المقارنة؛ فتِبعاً لتصنيع محركات ديزل بشاحن توربيني باستخدام مكوناتٍ ثقيلة نسبياً؛ فإنه يجري استهلاك المزيد من الطاقة لتحريك هذه الأجزاء والمكونات، وهذا ما يقلل من معدّل الدورات في الدقيقة داخل محرك ديزل تيربو بالمقارنة مع محرك بنزين تيربو؛ إذ تستهلك محركات البنزين التوربينية طاقةً أقل لتحريك أجزائها عطفاً على حجمها ذو الوزن الأقل، وبالتالي فإنها تقدم نطاقات RPM أعلى من محركات الديزل التوربينية.

بهذا نكون قد قدّمنا لك في هذا المقال؛ معلومات وافية وشاملة عن محرك ديزل تيربو وذلك بما يتضمن نبذة عامّة عنه إلى جانب توضيح آلية عمل محرك ديزل تيربو، وتفصيل أبرز إيجابيات وسلبيات محركات ديزل بشاحن توربيني، أضف إلى ذلك ما أوردناه من مقارنةٍ بين محرك ديزل تيربو ومحرك بنزين تيربو، وبشكلٍ عامٍ فتتميز محركات ديزل تيربو بالعديد من المميزات والإيجابيات التي تجعلها تحظى بمكانةٍ خاصة بين أنواع محركات السيارات والمركبات، خصوصاً لدى استخدامها في السيارات والمركبات الثقيلة نظراً لما تقدمه من كفاءة عالية في استهلاك الوقود، وعزم الدوران، والكفاءة في القطر والسحب والجر، وكذلك الكفاءة في تقليل الانبعاثات الضارة بالبيئة.

إليك المقال التالي إذا كنت تود التعرّف على إيجابيات وسلبيات شراء سيارة تيربو، أما في حال كنت ترغب بالحصول على المزيد من المعلومات وقراءة العديد من المقالات المهمّة والشيّقة عن عالم السيارات؛ فإننا ندعوك لتفقّد مدونة دوبيزل للسيارات والبقاء على اطّلاعٍ بكلِ جديدٍ أولاً بأول.