بالتوربو الكهربائية E-Turbo، هكذا تساعد على تقليل التأخير الزمني (lag) والانبعاثات

تعتمد علامات مثل Mercedes-Benz، وتحديدا قسمها الرياضي Mercedes-AMG، على توربينات كهربائية، تُعرف باسم e-Turbo، في طرازاتها. تتميز هذه التقنية باستجابة أسرع، وتقلل التأخير الزمني وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون CO2.

لقد سمعنا كثيرا عن الدفع الكهربائي (e-boosting) في محركات الديزل خلال السنوات الأخيرة. وتستخدمه عدة علامات فاخرة الآن إلى جانب التوربينات التقليدية لتحسين الاستجابة عند السرعات المنخفضة والقدرة المنخفضة، إذ يتولى التوربين التقليدي التحكم بعد ذلك.

ومع ذلك، فإن أحدث التطورات، التي تهدف أيضا إلى مساعدة المحركات على الامتثال للتشريعات المستقبلية للانبعاثات، هو التوربو الإلكتروني. وهو مستخدم بالفعل في سباقات الفورمula 1، ويجري تطويره للاستخدام على الطرق من قبل Mercedes-AMG بالتعاون مع شركة Garrett Motion المصنعة للتوربينات.

إن المعززات الكهربائية E-boosters (أو المضخات الكهربائية) والتوربينات الإلكترونية e-turbo أمران مختلفان تماما. فالتوربو التقليدي يعمل بطاقة غازات العادم، ويتكون من مكونين رئيسيين: توربين يدفعه الغاز، وضاغط يقوم فعليا بضغط هواء السحب للمحرك.

هل ستساعد التوربينات الإلكترونية e-Turbo الشركات المصنعة على تحقيق انبعاثات اللوائح المستقبلية؟

تستبدل المعززات الكهربائية E-boosters التوربين بمحرك كهربائي بقدرة 48 فولت، لذلك لا تدخل غازات العادم في العملية. ميزة المعزز الكهربائي أنه يمكنه توليد دفعة عندما تكون طاقة غازات العادم منخفضة جدا، مما يلغي التأخير ويمنح استجابة سريعة لدواسة الوقود.

تحتفظ التوربينات الإلكترونية بالتوربين والضاغط، لكنها تضيف محركا لتعزيز استجابة التوربو عبر التغلب على القصور الذاتي في التوربين والضاغط، وهو ما يجعلهما بطيئين في التسارع. كما يساعد ذلك على الاستجابة عندما تكون طاقة غازات العادم أقل، ويستعيد الطاقة عبر التوربو المكافئ لـالفرملة المتجددة. فعندما يرفع السائق قدمه عن دواسة الوقود، لا تزال هناك كمية كبيرة من الطاقة في الأجزاء الدوارة، وفي غازات العادم في البداية.

في الواقع، توجد طاقة كافية لكي يواصل التوربو توليد الدفعة حتى عندما لم تعد مطلوبة. يستفيد التوربو الإلكتروني من هذه الطاقة الزائدة لتوليد الكهرباء، التي تُخزن في بطارية المركبة الهجينة.

يضم محرك Mercedes-AMG Garrett E-Turbo محركا بسماكة 40 ملم فقط، مدمجا بين توربين التوربو وأغلفة الضاغط. يدير المحرك التوربو قبل أن تنشط غازات العادم التوربين، لذلك تكون الاستجابة فورية حتى في وضع الخمول، مما يقلل التأخير الزمني.

يمكن للتوربو، كما تقول Garrett، أن يكون “بالحجم المناسب” للعمل، وهو أمر ضروري لكي تتوافق استراتيجيات الاحتراق مع لوائح الانبعاثات المستقبلية. أما Mercedes-AMG فلم تذكر في هذه المرحلة ما إذا كانت ستتبع ممارسة الفورمولا 1 وتستخدم ميزة استعادة الطاقة الكهربائية.

https://www.youtube.com/watch?v=4nLIgb8swGc

المضخات الفائقة Supercharger، ماذا سيحدث لها؟

لا تزال المضخات الفائقة موجودة، لكن استخدامها يتراجع بسبب الكفاءة الأعلى والاستجابة المحسنة للتوربينات. ويمنع التشغيل الميكانيكي تعرضها للتأخير، بفضل انخفاض ضغط غازات العادم. ولا تزال تستخدم من قبل Jaguar، Land Rover، Lotus وVolvo.