الفرق بين المُضخِّم التوربيني والمُضخِّم الميكانيكي (السوبرتشارجر)، أيهما أفضل؟

أصبحت مفاهيم السيارات معروفة إلى حد كبير، لكن ربما لا يزال من المفيد معرفة المزيد بما يتجاوز المفاهيم الأساسية. فمثلاً، نعلم أن التوربو يرفع أداء المحرك، وبفضله تحصل السيارة على قدرة أكبر وتتحسن استجابتها. لكن هل نعرف كيف يحقق هذه الزيادة في أداء المحرك؟ هناك طريقتان لتحقيق ذلك: استخدام المُضخِّم التوربيني والمُضخِّم الميكانيكي (السوبرتشارجر).

يعمل المحرك الجوي بالهواء الموجود في المحيط، بضغط الهواء الجوي العادي. في هذه الحالة، يُسحب الهواء ويدخل إلى المحرك كما هو ويساعد على الاحتراق داخل المحرك. وبهذه الطريقة يتم الحصول على الطاقة التي تدير عمود المرفق وتنتقل إلى العجلات. أما مع استخدام هذين النظامين، فإن الهواء يُضغط قبل دخوله إلى المحرك، ويتحسن الاحتراق داخل الأسطوانة وفقاً لدرجة الضغط. والفرق بين المُضخِّم التوربيني والمُضخِّم الميكانيكي يكمن في الطريقة التي يتحقق بها هذا الضغط.

المُضخِّم التوربيني

في حالة المُضخِّم التوربيني، يدخل الهواء المضغوط إلى المحرك بفضل عمل مروحة تدور شفراتها بالطاقة الناتجة عن مرور غازات العادم. تخرج هذه الغازات من المحرك وقبل أن تمر إلى دائرة العادم تولّد الطاقة اللازمة لتشغيل المُضخِّم التوربيني. شكل الشفرات يلتقط الهواء ويضغطه ليؤدي دوره في المحرك.

المُضخِّم الميكانيكي

يؤدي المُضخِّم الميكانيكي، وهو الترجمة الحرفية للكلمة الإنجليزية supercharger، الوظيفة نفسها، لكنه يحصل على طاقة تشغيله من دوران عمود المرفق عبر سير. وهذا يعني أنه مرتبط بالمحرك، ما قد يجعل أداءه أقل كفاءة من الحالة السابقة.

أي نظام هو الأفضل؟

يُعتبر عادةً أن المُضخِّم التوربيني أفضل من المُضخِّم الميكانيكي. والسبب في ذلك أن تصميم المُضخِّم التوربيني يوفر أداءً أفضل، إذ إن تركيبه أقل تكلفة ويعمل بحرية أكبر لأنه غير مرتبط بالمحرك نفسه. ولا يقتصر استخدامه على المحركات ذات القدرة العالية، بل يوجد أيضاً في المحركات الأصغر حجماً. ويتيح التوربو لهذه المحركات الصغيرة تقديم أداء أعلى دون الحاجة إلى زيادة حجم الكتلة.

المُضخِّمات الميكانيكية والتوربينات الكهربائية

وجدنا اليوم أيضاً مُضخِّمات ميكانيكية وتوربينات كهربائية. في هذه الحالة، يستخدم كلا النظامين محركاً كهربائياً يدير الشفرات التي تلتقط الهواء اللازم لتحسين الاحتراق. لكنهما، كما في العناصر التقليدية، يعملان بطريقة مختلفة.

يستخدم المُضخِّم الميكانيكي الكهربائي محركاً كهربائياً يعمل بنظام 48 فولت. وهذا يلغي السير الذي يدير المُضخِّم الميكانيكي التقليدي. أما في حالة التوربو الكهربائي فيستخدم هو الآخر محركاً كهربائياً، لكنه أصغر حجماً. وهو يعمل في هذه الحالة عند السرعات المنخفضة فقط. يبدأ التوربو العمل عندما ترتفع سرعة الدوران وتتولد غازات كافية لتشغيله. أما في حالة التوربو الإلكتروني، فيحل هذا المحرك محل الغازات عندما لا تكون كافية لتحريك المروحة.

ونقص غازات العادم هذا هو ما يسبب التأخر في الاستفادة من دفعة التوربو عندما لا يكون المحرك الكهربائي متاحاً. وبهذه الطريقة يمكن تجنب التأخر الاستجابي (Lag)، وهو الاسم المعروف لهذا التأخير في بدء عمل التوربو.