ليعمل المحرك يحتاج الي سحب خليط الهواء والوقود,فعند نزول المكبس في مشوار السحب، تتولد خلخلة داخل الأسطوانة، هذا التخلخل يؤدي إلى سحب خليط الوقود والهواء إلى الأسطوانة. يطلق على هذه العملية بالشحن العادي (Naturally aspiration)، كمية الهواء الداخلة إلى المحرك تعتمد على الضغط الجوي فقط. معظم المحركات تعمل على مبدأ الشحن العادي (الطبيعي)، ولكن في بعض المحركات الصغيرة يمكن أن يكون هناك نقص في القدرة عند ظروف معينة لتشغيل المحرك. وللتغلب على مشكلة نقص القدرة، يمكن أن يشحن المحرك جبريا ( Forced aspiration )، ومعنى ذلك أن يتم توريد حجم أكبر من الهواء إلى الأسطوانات عن ذلك الحجم الذي يتم توريده بواسطة السحب الذي يقوم به المكبس، وعند الدفع بكمية أكبر من الهواء إلى الأسطوانات، يجب أن يكون هناك زيادة في كمية الوقود للمحافظة على النسبة الصحيحة لخلط الوقود مع الهواء. وتحقيق ذلك يؤدي إلى زيادة كبيرة في القدرة التي ينتجها المحرك، وقد تصل في بعض الحالات إلى زيادة بمقدار 50% أكبر عند شحن المحرك جبريا.
والشحن الجبري او الشاحن التوربيني او النفاس هو محور حديثنا في السطور القادمه .
ما هي أنواع الشواحن الجبرية المستخدمه في السيارت
أحد أكبر عيوب الشواحن الميكانيكية يكمن في أنها تستهلك قدرة احتكاكية كبيرة من عمود المرفق، مما يعنى أن المحرك ذا الشاحن الميكانيكي يعاني من اقتصاديات وقود منخفضة، ولكنه يولد قدرة وعزم كبيرين.
عند خروج غازات العادم بسرعتها العالية من فتحات العادم فإنها تمر على عجلة التوربين مسببة دورانها بسرعة عالية جدا. عجلة التوربين تقوم بإدارة عجلة الضاغط بنفس السرعة العالية من خلال عمود التوربين، فتسحب عجلة الضاغط كمية كبيرة من الهواء (أو شحنة الوقود والهواء) وتضغطه إلى أسطوانات المحرك بضغوط أعلى من الضغط الجوي وبالتالي تزداد الكفاءة الحجمية وتزداد قدرة المحرك ويتحسن الأداء.
ويستخدم مبرد لتبريد الهواء (أو شحنة الوقود والهواء) المضغوط قبل دخوله إلى أسطوانات المحرك (يوضع في مكان ما بين الشاحن التوربيني والأسطوانات)؛ نظرا لارتفاع درجة حرارته وذلك حتى تزداد كثافته وبالتالي تزداد الكفاءة الحجمية للمحرك، وأيضا لتجنب بعض المشاكل الأخرى الناتجة عن ارتفاع درجة حرارة وضغط الشحنة قبل الدخول إلى الأسطوانة كالصفع مثلا.
يركب الشاحن التوربيني في أحد جانبي المحرك، وتصل ماسورة عادم بين مجمع العادم بالمحرك ومبيت التوربين بالشاحن. تتصل الماسورة الرئيسة الأولى بنظام العادم مع خرج مبيت التوربين بالشاحن.
ويصل عمود التوربين بين كل من عجلة التوربين وعجلة الضاغط ويثبت بواسطة محامل داخل مبيت المحامل، ويصنع عمود التوربين من الصلب عالي الجودة لتحمل الإجهادات العالية التي تؤثر عليه نظرا للسرعة العالية التي يعمل عندها الشاحن والتي قد
تصل حتى100.000 لفة/ دقيقة. ومبيت الضاغط يحيط بعجلة الضاغط، ويساعد شكله على ضخ الهواء إلى المحرك. يقوم نظام التزييت بالمحرك بدفع الزيت إلى محامل عمود التوربين والمبيت، ويوجد ممر وخط راجع لتصريف الزيت وإرجاعه إلى حوض الزيت بالمحرك.
مميزات الشاحن التوربينيTurbocharger:
والشحن الجبري او الشاحن التوربيني او النفاس هو محور حديثنا في السطور القادمه .
 |
| الشاحن التوربيني في السيارات |
ما هي أنواع الشواحن الجبرية المستخدمه في السيارت
- الشاحن الجبري الميكانيكي
- الشاحن الجبري التوربيني
الشاحن الجبري الميكانيكي
الشاحن الميكانيكي هو في الأساس عبارة عن مضخة هواء (مروحة) تقوم بضغط الهواء وإدخاله إلى أسطوانات المحرك، ويدار الشاحن ميكانيكيا عن طريق سيور أو تروس من عمود مرفق. يوجد ثلاثة تصنيفات للشاحن الجبري الميكانيكي:- الشاحن الدوار ويتكون الشاحن الجبري من النوع الدوار من عضوين دوارين طويلين موضوعين داخل مبيت، وعمل الأعضاء الدوارة يشبه مضخة الهواء ذات الإزاحة الموجبه تسحب المروحة كمية كبيرة جدا من الهواء (أو شحنة الوقود والهواء) وتدفعه تحت ضغط عال إلى أسطوانات المحرك، ويستخدم هذا النوع من الشواحن في محركات الديزل بالمركبات الثقيلة، ومحركات سيارات السباق.
الشاحن الجبري الدوار - الشاحن ذو الريش :ويتكون الشاحن الجبري ذو الريش من ريش مستقيمة صغيرة مركبة على عضو دوار مستدير، ينحرف العضو الدوار إلى أحد جوانب المبيت لتغيير الحجم المحصور بين العضو الدوار والمبيت عند حمل الهواء داخليا حول المروحة.
الشاحن الجبري ذو الريش - الشاحن ذو الطرد المركزي :ويتكون من عجلة تشبه المروحة بها زعانف تقوم بدفع الهواء إلى داخل المحرك، عند دوران عجلة الضاغط تقوم القوة الطاردة المركزية بدفع الهواء (أو شحنة الخليط والهواء) إلى الخارج (في اتجاه الأسطوانة) لزيادة ضغطه، وهذا النوع من الشواحن عادة ما يدمج مع الشاحن التوربيني.
الشاحن الجبري الطرد المركزي
أحد أكبر عيوب الشواحن الميكانيكية يكمن في أنها تستهلك قدرة احتكاكية كبيرة من عمود المرفق، مما يعنى أن المحرك ذا الشاحن الميكانيكي يعاني من اقتصاديات وقود منخفضة، ولكنه يولد قدرة وعزم كبيرين.
الشاحن التوربيني اوالتربو Turbocharger
يستخدم الشاحن التوربيني غازات العادم بدلا من استخدام قدرة المحرك، لتشغيل مضخة هواء ذات طرد مركزي (مروحة)، تقوم بدفع الهواء وزيادة كميته إلى الأسطوانات، ويسمى أيضا بالشاحن التوربيني المدار بواسطة غازات العادم (Exhaust driven turbocharger) ويمكن استخدامه مع كل من محركات البنزين ومحركات الديزل.
 |
| كيف يعمل الشاحن التوربيني |
اين يركب الشاحن التوربيني
 |
| أجزاء الشاحن التوربيني او التربو Turbocharger |
تصل حتى100.000 لفة/ دقيقة. ومبيت الضاغط يحيط بعجلة الضاغط، ويساعد شكله على ضخ الهواء إلى المحرك. يقوم نظام التزييت بالمحرك بدفع الزيت إلى محامل عمود التوربين والمبيت، ويوجد ممر وخط راجع لتصريف الزيت وإرجاعه إلى حوض الزيت بالمحرك.
- لا يحتاج إدارة من عمود المرفق (عمود الكرنك)، بل تأتى إدارته من غازات العادم التي كانت ستفقد في الهواء الجوي
- زيادة قدرة وعزم المحرك
- تقليل الاستهلاك النوعي للوقود
- تقليل نسب الملوثات الصادرة من العادم
- أقل ضوضاء حيث يعمل كخامد للصوت بتمدد غازات العادم داخل الشاحن .
فالشاحن التوربيني في السيارات يقوم بدور هام في تحسين احتراق الوقود و تقليل استهلاك الوقود(بنزين -ديزل) ويزيد من عزم المحرك.