شاحن توربيني
الشاحن التوربيني (بالإنجليزية: Turbocharger) أو النفاث، هو ضاغط غاز يستعمل للحث الإجباري لمحرك الاحتراق داخلي. وهو شكل من أشكال الشحان، ويزيد الشاحن التوربيني كثافة الهواء الذي يدخل المحرك لخلق قوة أكثر. والشاحن التوربيني يجعل الضاغط يعمل من قبل توربين، فتقوده غازات عادم المحرك الخاصة، بدلا من توجيه الدافع الميكانيكي كما هو الحال مع العديد من الشحانات الأخرى.
وتم اختراع شاحن هواء الطوربو لغاز العادم منذ مئة عام بالتحديد، عندما حصل المهندس السويسري الدكتور ألفريد بوشي في 16 نوفمبر 1905 على براءة اختراعه. لكن بوشي إضطر للانتظار طويلا قبل أن يدخل اختراعه حيز الاستخدام العملي. فأول اعتماد لتقنية الطوربو كان في المحركات الكبيرة للسفن حين كلفت وزارة النقل الألمانية بناء سفينتي ركاب "دانزينج" و"بروسيان" عام 1923. وشهدت الخمسينات من القرن الماضي أولى محاولات استخدام تقنية الطوربو في صناعة السيارات حين شكلت ثغرة الطوربو مشكلة كبيرة للمهندسين لم يستطيعوا تخطيها حينها.
وفي عام 1973 سابقت سيارة بورشيه 30/917 الرائدة في استخدام تقنية الطوربو في "بطولة كان ام" في الولايات المتحدة الأمريكية.
طريقة العمل
المروحة, B صندوق التروس , C كابس , D غرفة الاحتراق, E توربين, F نفاثة. ويتكون التوربين الغازي من الأجزاء C إلى E.
تعمل آلة الديزل أثناء أحد مراحلها بسحب الهواء الجوي عن طريق خفض المكبس وتوسيع الحجم المتاح داخل الأسطوانة ، ولكن الهواء الداخل الأسطوانة لا يكتمل ضغطه إلى 1 ضغط جوي لقصر الوقت . هذا يخفض من كفاءة الآلة التي تعمل بدورة مكونة من 4 مراحل. ولو وصلت كثافة الهواء في الأسطوانة إلى 1 ضغط جوي لتحسنت كفاءة الآلة .
وتنهخض كفاءة الآلة كذلك في الارتفاعات العالية حيث أن كثافة الهواء تقل مع الارتفاع. لهذا نجد أن الشاحن التوربيني يستخدم كثيرافي محرك الطائرات . فعندما ترتفع الطائرة في السماء ينخفض الضغط . فمثلا على ارتفاع 5.500 متر يصل الضغط إلى نصف ضغط جوي عند سطح البحر ، مما يعني أن كفاءة محرك الطائرة ستنخفض أيض غلى النصف عند هذا الارتفاع.
وهنا تأتي أهمية استخدام الشاحن التوربيني في الطائرة ، كما يوجد نوع محسن يسمى شاحن توربين فائق supercharger وهما لتحسين كفاءة عمل المحرك ، عن طريق زيادة ضخ الهواء في المحرك لتكملة احتراق الوقود . وتأتي الطاقة المستخدمة لتدوير المحور التوربيني من الضغط و درجة الحرارة العاليتين الخارجتين مع غاز العادم . ويحول التوربين طاقة الوضع و طاقة الحركة لغاز العادم إلى قدرة دورانية تعمل على كبس مزيد من الهواء في غرفة الاحتراق.
خفض استهلاك الوقود
يستخدم الشاحن التوربيني أيضا لتحسين احتراق الوقود بصرف النظر عن تحسين القدرة. ويحدث ذلك عن طريق الاستفادة من طاقة الغاز العادم الضائعة باستعادة جزء منها لتشغيل الآلة ، بذلك نضمن الاحتراق الكامل للوقود في المحرك قبل طرد الغاز العادم . فعن طريق زيادة درجة حرارة عمل المحرك نحصل كفاءة احسن طبقا لما تنص عليه دورة كارنو بالنسبة إلى الكفاءة لحرارية.
وقد تطورت طرق التحكم في الشاحن التوربيني كثيرا خلال المئة سنة الاخيرة وازدادت تعقيدا. وعلى وجه العموم فالشاحن التوربيني يزيد السرعة عن طريق زيادة قدرة المحرك . واستخداماته متعددة في الطيران وفي آلات الديزل وفي خلايا الوقود وفي سيارات السباق .
اقرأ أيضا
مراجع
| ملف:Icon-gears.png | هذه بذرة مقالة عن موضوع تقني تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها. |
af:Turbo-aanjaer
bg:Турбокомпресор
ca:Turbocompressor
cs:Turbodmychadlo
da:Turbolader
de:Turbolader
el:Υπερπλήρωση
Turbocharger]]
es:Turbocompresor
et:Turbokompressor
eu:Turbokonpresore
fi:Turboahdin
fr:Turbocompresseur
gu:ટર્બોચાર્જર
he:מגדש טורבו
hi:टर्बोचार्जर
hr:Turbopuhalo
hu:Turbófeltöltő
id:Turbocharger
is:Forþjappa
it:Turbocompressore
ja:ターボチャージャー
kn:ಟರ್ಬೋಚಾರ್ಜರ್
ko:터보 차저
ml:ടര്ബോ ചാര്ജര്
ms:Pengecas turbo
nl:Turbolader
nn:Turboladar
no:Turbo
pl:Turbosprężarka
pt:Turbo
ro:Grup de turbosupraalimentare
ru:Турбонаддув
simple:Turbocharger
sk:Turbodúchadlo
sv:Turbo
th:เทอร์โบชาร์จเจอร์
tr:Turboşarj
zh:渦輪增壓器
