مقارنة بين الشاحن الفائق والشاحن التوربيني والمحرك الكهربائي: أيُها أفضل؟

تشتهر السيارات المُزوَّدة بمحركات التنفس الطبيعي التي تعتمد على الضغط الجوي لحث الهواء للدخول إلى غرفة الاحتراق باستجابتها المُمتازة للتسارع ، خاصةً عند الدورات في الدقيقة المُنخفضة. والسبب هو أنه نظرًا لأنَّ المحرك لا يضطر إلى التخزين في الشاحن لتوليد المزيد من الطاقة ، فإنَّ قوة المحرك مُتاحة بطريقة أكثر تقدمًا.

سوف يُجادل بعض المُتشددين بأنَّ المحركات التي تعمل من خلال التنفس الطبيعي هي المعيار الذهبي. ولكن ، المحركات فائقة الشحن تُوفر شعور قريب بالاستجابة في نطاقات الدورات في الدقيقة المُنخفضة للسيارة ذات التنفس الطبيعي ، كما تحسنت تقنية الشاحن التوربيني أيضًا مع مرور الوقت. ثم ، بالطبع ، هناك أيضًا المحرك الكهربائي ، الذي يُولد عزمًا فوريًا. لكن ما هو الخيار الأفضل بين هذه التقنيات؟ تحقق من ما هي تقنية التوجيه عبر الكابل في عالم السيارات؟

مقارنة بين الشاحن الفائق والشاحن التوربيني والمحرك الكهربائي: أيُها أفضل؟ - مقالات

السيارات المُزوَّدة بمحركات ذات الشاحن التوربيني

 

تستخدم السيارات ذات الشاحن التوربيني الحث الإجباري من أجل زيادة أرقام القدرة الحصانية للمُحرك. إن الشيء المُميز في الشاحن التوربيني هو أنه يزيد من عزم دوران المحرك وقدرته الحصانية ويسمح له بأداء كفاءة أكثر على ارتفاعات أعلى.

تُعتبر الشواحن التوربينية ملائمة جدًا لمحركات الطائرات لأنه في الارتفاعات العالية يكون الهواء أقل كثافة. الآن ، إذا كان هناك هواء أقل على ارتفاعات أعلى ، فسيواجه المحرك صعوبة في امتصاص الهواء اللازم لعملية الاحتراق الكلية. يتسبب هذا في فقد المحرك للطاقة مع الارتفاع أكثر ، ولكن باستخدام شاحن توربيني ، يُمكن للمحرك ضغط الهواء المتاح والاستمرار في إنتاج طاقة كافية على جميع الارتفاعات. تأتي الطاقة المستخدمة لتدوير المحور التوربيني من الضغط ودرجة الحرارة العاليتين الخارجتين مع غاز العادم. ويُحول التوربين طاقة الوضع وطاقة الحركة لغاز العادم إلى قدرة دورانية تعمل على كبس مزيد من الهواء في غرفة الاحتراق.

هذا رائع بشكل خاص لأنَّ الشاحن التوربيني يعمل من خلال استخدام غازات عادم المحرك ، وإلا ستضيع هذه الغازات. شركات صناعة السيارات تقوم بإضافة الشحن التوربيني للمُحرك يسارًا ويمينًا ، ويرجع ذلك في الغالب إلى مُتطلبات الكفاءة. من الناحية النظرية ، ينتج عن الشحن التوربيني لمحرك أصغر قوة مماثلة لمحرك ذي إزاحة أكبر ، ولكن من المفترض أن يكون أكثر كفاءة في استهلاك الوقود. بطبيعة الحال ، فإن تركيب محرك مُزوّد بشاحن توربيني على سيارة دفع رباعي ضخمة يُمكن أن يساعد فقط في الاقتصاد في استهلاك الوقود. إذا كانت السيارة ثقيلة للغاية ، فسيظل المحرك الأصغر يلتهم الوقود في محاولة لتحريك السيارة العملاقة.

الجانب السلبي للشاحن التوربيني هو التباطؤ التوربيني. Turbo lag هو بالضبط ما يبدو عليه من خلال تسميته. نظرًا لكيفية عمل التوربينات ، يمكن أن يكون التباطؤ موجودًا أثناء أجزاء نطاق الدورات حيث لم يتم تخزين ضغط الهواء بشكل صحيح حتى الآن. لقد عملت الشركات المُصنِّعة على حل هذه المشكلة على مر السنين وطورت العديد من الإصلاحات. من بين هذه الإصلاحات استخدام التوربينات المزدوجة ، والتي تساعد في التخلص من التباطؤ التوربيني إما من خلال مجموعة من التوربينات الصغيرة أو شاحن واحد صغير وآخر أكبر يعملان معًا. ميزة أخرى للشاحن التوربيني في سيارتك هي أنه يُمكنك الحصول على أداء كبير بسعر منخفض نسبيًا. تحقق من كيف يعمل مولد التيار المُتردد في سيارتك؟

السيارات المُزوَّدة بمحركات ذات الشاحن الفائق

تتميز الشواحن الفائقة بمزايا مُختلفة ، فضلاً عن بعض العيوب عند مقارنتها بالشواحن التوربينية. أول الأشياء ، هناك أنواع مختلفة من الشواحن الفائقة. بعض الشواحن الفائقة تعمل بالطرد المركزي ، وهي تشبه في الغالب شحنًا توربينيًا عاديًا. هذا النوع من الشاحن الفائق يعمل بالحزام ، ولكن على عكس الشواحن الفائقة الأخرى ، فهي عرضة للتباطؤ لأنَّ الشاحن الذي يضغط الهواء يحتاج إلى لفه عند عدد دورات عالية في الدقيقة ، تمامًا مثل الشاحن التوربيني. نوع الشاحن الفائق الآخر هو نوع موجب الإزاحة ، والذي يتم تشغيله أيضًا بواسطة حزام مُلحقات السيارة. هذا الشاحن الفائق لا يتعرض للتباطؤ.

يرجع السبب في أنَّ الشاحن الفائق موجب الإزاحة خالٍ من التباطؤ إلى حقيقة أنَّ الهواء يدخل إلى المحرك بمقدار ثابت لكل دورة عند جميع السرعات ، كما تكون نسبة التسريب ثابتة أيضاً عند كل السرعات لضغط مُعين. وهذا يعني أنَّ استجابة المحرك ستكون أكثر شبهاً بالسيارة ذات التنفس الطبيعي ، خاصةً عند مقارنتها بالسيارة ذات الشحن التوربيني أو حتى السيارة فائقة الشحن بطرد مركزي.

نظرًا لأن هذا النوع من الشاحن الفائق يوفر دائمًا نفس القدر من حجم الهواء لكل دورة ، فإنَّ طريقة زيادة مقدار التعزيز ستكون زيادة الدورات. يتم ذلك من خلال البكرات المُحسنة. إذا كنت قد سمعت يومًا عن مناقشة حول أداء الشاحن الفائق ، فمن المحتمل أنك سمعت عن ترقية بكرات الشاحن التوربيني الفائق لتوليد المزيد من الطاقة.

يتم ذلك عن طريق تغيير البكرة التي تدفع الشاحن الفائق لوحدة أصغر ، والتي ستدور مرات أكثر لكل دورة في بكرة العمود المرفقي. من الممكن أيضًا ترقية بكرة العمود المرفقي للحصول على نسبة أكثر حدة. نتيجة هذه الترقيات هي أنَّ الشاحن الفائق سوف يدور مرات أكثر لكل دورة من بكرة العمود المرفقي ، مما يتيح ضغط المزيد من الهواء في المحرك. تتميز الشواحن الفائقة موجبة الإزاحة أيضًا بمبردات داخلية تُساعد على تبريد الهواء قبل دخوله إلى المحرك.

يدفع الشاحن الفائق موجب الإزاحة المزيد من الهواء إلى المدخل ، وهذا يتسبب في ضغط الهواء ، مما يساعد على تحسين الأداء. على الرغم من أنَّ بعض الشواحن الفائقة تساعد في مكافحة التباطؤ مقارنةً بالتوربينات ، إلا أن الجانب السلبي هو أنها ليست بنفس الكفاءة. إنها ليست فعَّالة مثل الشاحن التوربيني الذي يستخدم غازات عادم المحرك ، لكن الشاحن الفائق يسلب بقوة المحرك للتحرك. هذا يأتي بنتائج عكسية من حيث الكفاءة.

السيارات المُزوّدة بمحركات كهربائية

الشاحن الفائق يتأخر عند مقارنته بالشاحن التوربيني ، والمحركات الكهربائية هي الملك بلا منازع لتوصيل عزم الدوران. يُمكن للمحركات الكهربائية توليد عزم الدوران الخاص بها على الفور ، لذلك ستشعر على الفور بجذب قوي عند تسريع هذه المركبات. إنه لمن المذهل حقًا مدى سرعة تسارع هذه السيارات.

إذا لم تكن قد قُدتَ سيارة كهربائية من قبل ، فأنت بحاجة إلى الخروج وتجربة مدى السرعة التي تبعث على السخرية في هذه الرحلات. تتميز بعض السيارات مثل Teslas Model S Plaid بثلاثة محركات كهربائية توفر قوة وحشية مُدمرة. لسوء الحظ ، على الرغم من أنَّ الشواحن الفائقة والشواحن التوربينية يمكنها زيادة الطاقة ، إلا أن محرك الاحتراق الداخلي محدود بسبب تصميمه.

إن حقيقة أنَّ محرك الاحتراق الداخلي يحتوي على العديد من الأجزاء المُتحركة التي تحتاج إلى التعزيز من السرعة لدفع السيارة إلى الأمام يمثل عائقًا عند مقارنته بالسيارات ذات الأداء العالي. ومع ذلك ، فإن هذه القوة الفورية هي إحدى المزايا العديدة لامتلاك سيارة كهربائية.

قواعد عزم الدوران الفوري للسيارة الكهربائية أعلى

بغض النظر عن مدى جودة المحرك فائق الشحن أو المُزوّد بالشاحن التوربيني ، فلا توجد منافسة عند مقارنته بعزم الدوران الفوري للسيارة الكهربائية. مع استمرار تطور المركبات الكهربائية ، لا يجب أن تُصدم لرؤية المزيد والمزيد من السيارات الكهربائية التي تحل محل السيارات عالية الأداء في الأحداث المختلفة.

تستحوذ السيارات الكهربائية بالفعل على شرائط السحب وتتغلب على السيارات المُزوّد بمحركات الاحتراق الداخلي بسهولة. لا ينبغي أن يتفاجأ أي شخص برؤية السيارات الكهربائية تبدأ بالسيطرة على الأحداث الأخرى ، مثل سباقات التحمل ، بمجرد أن تتحسن تكنولوجيا البطاريات. يُمكنك الإطلاع الآن على أهم أسباب ارتفاع مبيعات السيارات الكهربائية.

المصدر
زر الذهاب إلى الأعلى