الترباين المزدوج أم التوربو ذو المسارين (twin-scroll): أيهما أفضل؟

في مناسبات أخرى تحدثنا عن أنواع وطريقة عمل نظام التغذية القسرية، مع التركيز على مزايا إدخال كمية هواء أكبر إلى الأسطوانات مما يستطيع المحرك سحبه بمفرده عندما يكون الهدف زيادة الأداء. الميزة الكبرى للتوربو أنه وسيلة فعالة جداً لرفع قدرة المحرك، وقد انتشر استخدامه في محركات البنزين والديزل على حد سواء.

إلى درجة أن السيارات الجديدة التي تعمل بمحركات طبيعية (غير مزودة بالتغذية القسرية) أصبحت شبه منعدمة، باستثناء الطرازات الصغيرة المخصصة للاستخدام الحضري حيث لا تُحتاج قدرة كبيرة. أو في السيارات الهجينة، حيث يمكن للمحرك الكهربائي أن يؤدي وظيفة شبيهة بالتوربو، مع فارق في المقارنة، إذ يقدم دفعة إضافية في مواقف معينة عبر إضافة قوته إلى محرك الاحتراق.

عيب السيارات المزودة بتوربو أن هذا النظام معقد، فهو آلية قادرة على الدوران بسرعات دورانية عالية جداً، وتحتاج إلى عناية خاصة، لا سيما فيما يتعلق بتزييتها. يعد تلف الشاحن التوربيني من أغلى الأعطال التي يمكن أن تواجهها: إذ قد تتراوح تكلفة استبدال التوربو في محرك ديزل توربيني رباعي الأسطوانات بين 1.000 و1.500 يورو.

المحركات التي تضم أكثر من شاحن توربيني

تخيل لو تحدثنا عن سيارات تضم أكثر من شاحن توربيني واحد. من مشكلات التغذية القسرية بالتوربو “تأخر الاستجابة” (turbo lag)، لأن عمله يعتمد على ضغط تدفق غازات العادم، أي على حمل المحرك. ولحل هذه المشكلة ظهرت شواحن توربينية ذات هندسة متغيرة، وشواحن توربينية مدعومة بمحرك كهربائي، واستخدام أكثر من شاحن توربيني، أو الشواحن ذات المسارين (twin scroll).

التوربو الصغير يسمح لغازات العادم بتسريع الدوار بسرعة فتكون الاستجابة فورية، لكنه يحد من إمكانية رفع الأداء. وعلى العكس: التوربو الكبير يتيح تحقيق قدرة عالية، لكن التغلب على قصور الدوار حتى يبدأ التوربو بالعمل فعلياً يستغرق وقتاً طويلاً. ويُعد الجمع بين توربو صغير أو منخفض الضغط وآخر أكبر أو عالي الضغط حلاً شائعاً جداً في المحركات المزودة بالتغذية القسرية ذات الأسطوانات المصفوفة على خط واحد.

من الناحية الفنية، لا يملك المحرك ذو الترتيب على شكل V الذي يحوي توربو واحداً لكل صف من الأسطوانات هذه التغذية القسرية المزدوجة، وإن كانا في الحالتين يُعدّان محركين “ثنائي التوربو”. وهناك أيضاً محركات على شكل V بتوربو واحد لصفي الأسطوانات… أو بتوربوين متسلسلين يعملان معاً لجميع الأسطوانات. وBMW، في محرك الديزل التوربيني ذي الست أسطوانات على خط واحد، يستخدم الآن ما لا يقل عن أربعة شواحن توربينية، اثنان منخفضا الضغط واثنان عاليا الضغط. انتبه، فنحن نتحدث عن أربعة توربوات لصف واحد من الأسطوانات. كما أن Bugatti Chiron، على سبيل المثال، يضم أيضاً 4 توربوات… لكن في محرك من 16 أسطوانة، أي كأنه أربعة محركات رباعية الأسطوانات، بتوربو لكل كتلة أسطوانات.

التوربو Twin Scroll: استجابة أفضل من السرعات المنخفضة

وفي الحقيقة كانت BMW من أوائل من راهنوا على مزايا توربو Twin Scroll، واستخدمته بدلاً من التوربو المزدوج. وكلمة “Twin” قد تسبب التباساً، خاصة عند الحديث عن “Twin-Turbo” أو “Twin-Scroll”، إذ يشير البعض إلى توربو Twin scroll بأي من المصطلحين، بينما قد يكون المحرك “Twin-Turbo” محركاً بتوربوين لا يكون أي منهما Twin Scroll.