مقدمة لطريقة عمل التربو
ظهر أسم التربو عندما جاء الحديث عن المحركات الأداء الرياضى أى المحركات اللى بتدينا أداء عالى من القدرة , وبيستخدم التربو أيضا فى المحركات الديزل المطلوب منها العمل فى ظل ظروف عالية من الأداء ياعنى عايزين منها more hoursepower لكى ندير بة موقع بترول مثلا لبريمة أو مصنع وهكذا .
الوظيفة الأساسية للتربو :
أهم وظيفة صنع من أجلها التربو هى زيادة عدد الأحصنة للمحرك وبالتالى زيادة القدرة هذا المحرك ودة بدون زيادة فى وزن المحرك .
يعتبر ال turbocharger نوع من ال(force induction system ) ويمكن شرح عمل التربو ببساطة حيث انة يقوم بضغط الهواء أى رفع الضغط إلى قيمة معينة ويدخل هذا الهواء إلى داخل المحرك وفى ميزة ضغط الهواء وبالتالى دخول المزيد من الهواء إلى قلب المحرك يعنى لتحقيق نسبة الخلط المظبوطة بين الهواء والوقود يتم زيادة كمية الوقود الداخلة إلى المحرك ومن ثم زيادة القدرة مع كل إنفجار من أسطوانه .
فكرة العمل وطريقة التشغيل
التربو يشبة من داخلة التربينة الصغيرة ولذلك جات تسمية turbo من turbine ولكن مع وجود إختلاف سوف يتم شرحة فيما بعد التربو بياخد قوتة المحركة عن طريق غازات العادم الخارجة( exhaust flow ) وبكدة هندور الشافت الداخلى للتربو واللى بدورها هتدور الكومبريسور الداخلى للتربو وبنجد من هذة العملية ان التربينة الداخلية للتربو بتلف بسرعة حوالى 150,000 rpm ودة يساوى حوالى 30 مرة من سرعة المرحك العادى الغير مدعم بتربو
التربو والمحرك
زى ما اتكلمنا قبل كدة عن التربو وازاى بيشتغل هنكلم دلوقتى بقى عن عملوا بالتفصيل طبعا عشان نزود القدرة لازم نزود الحرق ودة بيتم عن طريق حاجتين:-
1- اننا نزود عدد الأسطوانات اللى هتقوم بالحرق فى المحرك وبكدة هيزيد الهواء وكمان البنزين وباالتالى more hoursepower .
2 - نزود سعة السلندر الواحد ياعنى سعة المحرك تزيد وبكدة بردوا هيبقى زودنا عدد الأحصنة بردوا .
ولكن الطريقتين دول غير مجديين فى بعض الأحيان ويمكن الأستغناء عنهم عوضا عنة بالتربو لأنة أسهل وغير كدة بيوفر مكان لو عايز أزود كماليات تانية فى المحرك .
صورة بتوضح مكان التربو فى السيارة
من مزايا التربو أيضا ان الزيادة فى معدل الهواء بيكون بحوالى 50 % وبالتالى هيكون الزيادة فى القدرة حوالى 50 % فو مثلا عندى محرك 100 حصان وركبتلوا تربو هيزيد القدرة إلى 150 % ولكن الكلام دة نظرى فقط أما من النحية العملية بيكون أقل من كدة ياعنى ممكن تكون الزيادة بنسبة 30 - 40 % أى حوالى 130 - 140 حصان ودة راجع لعدة أسباب :-
1 - أنالتربينة اللى بتدور التربو مهياش حرة الحركة اعنى بيبقى فى مفاقيد وبالتالى بيقلل من الكفائة النهائية .
2 - نتيجة وجود التربو فى مخرج العادم دة بيعمل على تقيييد خروج العادم أى إعاقة لية وبالتالى أيضا المحرك مبيبقاش واخد رحتوا زى مابيقولوا وبكدة يقللى القدرة بردوا .
ودة بيعنيلى أن فى شوط العادم المطلوب من المحرك أنوا يدفعلى فى الضغط العالى الناتج من التربو ودة طبعا بدوروا بيستنفذ قدر من قدرة المحرك .
تصميم التربو وطريقة العمل الهندسية
بيتم تثبيت التربو على مينفول الخرج بتاع العادم ونتيجة غازات العادم اللى خارجة هندور تربينة التربو زى ماقولت قبل كدة بتشبة التربينة الغازية فى طريقة العمل والترينة طبعا ركبة على شفط وراك فى النحية التانية من الشفط دة ضاغط بيقوم بالدوران مع دوران التربينة عشان يضغط الهواء الداخل إالى المحرك وبيتركب الضاغط دة بين قبل فلتر الهواء عشان اضغط الهواء وبعدين انقية وبعدين أدخلوا عشان اخلط وأحرق والصوة اللى قدمنا توضح الموضوع بالتفصيل .
الكومبريسور اللى بيبقى محطوط دة بيبقى من النوع centrifugal بيقوم بسحب الهواء الى مركز ريش الكومبرسور وبعد كدة يضغطها ويضخها اثناء الدوران .
عشان اقدر أوصل بالسرعة إلى 150.000 rpm لازم يكون شفط التوربينة مدعم كويس جدا والا مع هذه السرعه الهائلة هينفجر التربو ويدمر الدنياطبعا عشان كدة بنستخدم نوع من الكراسى أسموا(fluid bearing(ظهر أسم التربو عندما جاء الحديث عن المحركات الأداء الرياضى أى المحركات اللى بتدينا أداء عالى من القدرة , وبيستخدم التربو أيضا فى المحركات الديزل المطلوب منها العمل فى ظل ظروف عالية من الأداء ياعنى عايزين منها more hoursepower لكى ندير بة موقع بترول مثلا لبريمة أو مصنع وهكذا .
الوظيفة الأساسية للتربو :
أهم وظيفة صنع من أجلها التربو هى زيادة عدد الأحصنة للمحرك وبالتالى زيادة القدرة هذا المحرك ودة بدون زيادة فى وزن المحرك .
يعتبر ال turbocharger نوع من ال(force induction system ) ويمكن شرح عمل التربو ببساطة حيث انة يقوم بضغط الهواء أى رفع الضغط إلى قيمة معينة ويدخل هذا الهواء إلى داخل المحرك وفى ميزة ضغط الهواء وبالتالى دخول المزيد من الهواء إلى قلب المحرك يعنى لتحقيق نسبة الخلط المظبوطة بين الهواء والوقود يتم زيادة كمية الوقود الداخلة إلى المحرك ومن ثم زيادة القدرة مع كل إنفجار من أسطوانه .
فكرة العمل وطريقة التشغيل
التربو يشبة من داخلة التربينة الصغيرة ولذلك جات تسمية turbo من turbine ولكن مع وجود إختلاف سوف يتم شرحة فيما بعد التربو بياخد قوتة المحركة عن طريق غازات العادم الخارجة( exhaust flow ) وبكدة هندور الشافت الداخلى للتربو واللى بدورها هتدور الكومبريسور الداخلى للتربو وبنجد من هذة العملية ان التربينة الداخلية للتربو بتلف بسرعة حوالى 150,000 rpm ودة يساوى حوالى 30 مرة من سرعة المرحك العادى الغير مدعم بتربو
التربو والمحرك
زى ما اتكلمنا قبل كدة عن التربو وازاى بيشتغل هنكلم دلوقتى بقى عن عملوا بالتفصيل طبعا عشان نزود القدرة لازم نزود الحرق ودة بيتم عن طريق حاجتين:-
1- اننا نزود عدد الأسطوانات اللى هتقوم بالحرق فى المحرك وبكدة هيزيد الهواء وكمان البنزين وباالتالى more hoursepower .
2 - نزود سعة السلندر الواحد ياعنى سعة المحرك تزيد وبكدة بردوا هيبقى زودنا عدد الأحصنة بردوا .
ولكن الطريقتين دول غير مجديين فى بعض الأحيان ويمكن الأستغناء عنهم عوضا عنة بالتربو لأنة أسهل وغير كدة بيوفر مكان لو عايز أزود كماليات تانية فى المحرك .
صورة بتوضح مكان التربو فى السيارة
من مزايا التربو أيضا ان الزيادة فى معدل الهواء بيكون بحوالى 50 % وبالتالى هيكون الزيادة فى القدرة حوالى 50 % فو مثلا عندى محرك 100 حصان وركبتلوا تربو هيزيد القدرة إلى 150 % ولكن الكلام دة نظرى فقط أما من النحية العملية بيكون أقل من كدة ياعنى ممكن تكون الزيادة بنسبة 30 - 40 % أى حوالى 130 - 140 حصان ودة راجع لعدة أسباب :-
1 - أنالتربينة اللى بتدور التربو مهياش حرة الحركة اعنى بيبقى فى مفاقيد وبالتالى بيقلل من الكفائة النهائية .
2 - نتيجة وجود التربو فى مخرج العادم دة بيعمل على تقيييد خروج العادم أى إعاقة لية وبالتالى أيضا المحرك مبيبقاش واخد رحتوا زى مابيقولوا وبكدة يقللى القدرة بردوا .
ودة بيعنيلى أن فى شوط العادم المطلوب من المحرك أنوا يدفعلى فى الضغط العالى الناتج من التربو ودة طبعا بدوروا بيستنفذ قدر من قدرة المحرك .
تصميم التربو وطريقة العمل الهندسية
بيتم تثبيت التربو على مينفول الخرج بتاع العادم ونتيجة غازات العادم اللى خارجة هندور تربينة التربو زى ماقولت قبل كدة بتشبة التربينة الغازية فى طريقة العمل والترينة طبعا ركبة على شفط وراك فى النحية التانية من الشفط دة ضاغط بيقوم بالدوران مع دوران التربينة عشان يضغط الهواء الداخل إالى المحرك وبيتركب الضاغط دة بين قبل فلتر الهواء عشان اضغط الهواء وبعدين انقية وبعدين أدخلوا عشان اخلط وأحرق والصوة اللى قدمنا توضح الموضوع بالتفصيل .
الكومبريسور اللى بيبقى محطوط دة بيبقى من النوع centrifugal بيقوم بسحب الهواء الى مركز ريش الكومبرسور وبعد كدة يضغطها ويضخها اثناء الدوران .
بيعمل بالزيت بنبقى مغطيين الشفط عند نقط التثبيت بطبقة رقيقة من الزيت ودى بتكون بتضخ على طول ياعنى بتبقى شايلة الشفط على طول مبتخليهوش متحمل على قواعد الكرسى ودة طبعا عشان سببين مهمين جدا : -
1 - عشان الزيت يبرد الشفط وكمان يبرد لى أجزاء التربو التانية نتيجة السرعة العاالية مع العمل الشاق .
2 - من أجل تقليل الاحتكاك لأقل مايمكن وبكدة نحافظ على القطعه من التأكل .
أجزاء التربو
زى ماتكلمنا عن التربو قبل كدة وعرفنا هو اية ووضيفتوا اية دلوقت ىبقى هنتكلم عن أجزاء التربو من أكتر المشكلات اللى بتواجهنا فى التربو اننا بنبقى عايزين زيادة فى القدرة بسرعة ياعنى أول متشتغل المحرك ويبتدى خروج غاز العادم نبتدى نحصل على الزيادة ولكن دة مش بسهولة فى معوقات بتمنع الكلام دة يحصل .
عشان بقى أقدر اقلل التأخير فى الزيادة الباور لازم اقلل عزم القصور للأجزاء الدورانية ودة بيكون بتقيل وزنها ودة بيسمحلى انى اقدر ازود سرعة التربينة والكومبريسور بسرعة مياخدش منى وقت وبالتالى يقدر يديلى زيادة فى الباور بدرى شوية .
من أحسن الطرق لتقليل inertia للتربو هى تصغير حجموا دة بيعمل انوا يديك المزيد من القدرة فى السرعات المنخفضة وأسرع طبعاولكن ميقدرش يديك القدرة المناسبة فى السرعة العاالية بالمقارنة بكمية الهواء الللى بتبقى داخلة للمحرك وكمان بيبقى خطر جدا علية انوا يلف بسرعة عالية جدا فى حالة السرعات العالية لما بيكون الكتير من العادم طالع وبيمر على التربينة .
ولكن بقى لو جينا نتكلم عن التربو الأكبر حجما شوبة فدا ممكن دينى الباور اللى انا عايزوا فى حالة السرعات العالية ولكن مشكلتوا انوابياخد وقت عشان يدور ليا التربينة والكمبرسور بااحجامهم دى ولكن من حسن الحظ فى حلول للمشكلة دى عشان اقدر اتغلب على مشكلة التاخير .
المعروف ان أغلب تربوا السيارات فية حاجة سمها wastegate دى بقى اللى بتسحملى انى أستخدم التربو اللى حجموا صغير من غير ما السرعة بتاعة الدوران تزيد أوى فى السرعات العالية للمرحك .
اية هى wastegate دى : دى عبارة عن بوابة الفاقد عاملة زى الصمام كدةبتحس بضغط الغازات العادم ولو زاد الضغط بتقوم فاتحة زى ممر للغاز كدة بتخلية يمر حولين ريش التربينة وبالتالى بتعمل على تقليل السرعة الدوران للتربينة .
لو اتكلمنا عن جزء الكراسى فهناك بعض التربو بتستخدم bal l bearing بخلاف fluid bearing اللى أتكلمنا علية ولكن النوع دة بيبقى أكثر دقة ومصنوع من مواد عالية وشية ياعنى غالى التكلفة عشان يقدر يثبت الشفط فى السرعات العالية ويتحمل درجة الحرارة ويسمح بتقليل الاحتكاك عن النوع الى كنا اتكلمنا عنوا والنوع دة كمان بيكون أقل حجما وأخف وزنا .
وكمان بنستخدم ريش للتربينة مصنعة من السيراميك عشان هى أخف من الحديد ودا كلوا عشان يسمح بزيادة سرعة دوران التربينة ومتتأخرش .
1- شاحن فردى (Single turbo) اى اننا نركب شاحن واحد فقط .
2- شاوحن تتابعية (Sequentiol turbo) اى اننا نركب شاحننين احدهما كبير (اساسى) و احدهما صغير يستخدم فى البداية لات سرعة دورانه ستكون اسرع بكثير من الكبير و القوة التى سنحصل عليها منه سنحصل عليه فى زمن اقل بكثير من الكبير.
3- Twin turbo و نستخدم فى هذه الطريقة شاحننين من نفس الحجمو فى هذه الطريقة سنحصل على ضغط اكبر من الطريقتين السابقتين
0 التعليقات:
إرسال تعليق