محركات الديزل و التربو

[M.E. Aous]

إإن محركات الديزل عوضت دوماً ضعف قوتها (والسرعة العالية) بتفوقها على المحركات البنزينية في نسبة إستخراجها لعزم الدوران (نيوتون-متر)
هذا الضعف كان حافزا ومحرضا لساعات طويلة من العمل من قبل الخبراء و المختصين للتغلب عليه فكانت فكرة الشاحن التوربيني نتيجة لذلك و تم تطويره لزيادة الاستفادة من محركات الديزل حيث يقوم على فكرة ضغط الغاز (الهواء) الداخل إلى المحرك لتزداد القوة الناتجة عن احتراق الوقود بنسبة جيدة و من آخر ما توصل إليه الخبراء هو الشاحن التوربيني المزدوج الذي سنتطرق إليه الان

2-stageturbochargingarabic2.JPG

حيث يتضمن الشاحن الدورةالدورةقسمين متصلين، لكل منهما توربين turbine تحركه الغازات المحترقة، لكن بحجم مختلف :
1 - في مجالات الدوران المنخفضة للمحرك ، تمر الغازات المحترقة (اللون الأحمر في الرسم )، وهي ضئيلة نسبياً، عبر توربين الضغط العالي (السفلية اليسرى في الرسم) قبل الإنتقال منها الى توربين الضغط المتدني (الجهة اليمنى في الرسم). بذلك تتولى توربين الضغط العالي اليسرى، وهي الأصغر حجماً، ضغط الهواء المسحوب في الجانب الأعلى (الأزرق) بواسطة الروتور أو الشاحن المتصل بها في الجانب العلوي الأيسر في الرسم rotor, compressor علماً بأن الهواء المسحوب يدخل أولاً وفي مطلق الأحوال الى شفيرات الروتور الكبير (الأيمن العلوي في الرسم) المتصل بتوربين الضغط المتدني، والتي لا تتدخل إلا في مجالات الدوران المتوسطة الى العليا، وتدريجاً. بذلك تبدأ التلبية منذ مجالات الدوران المتدنية جداً .
2 - في مجالات الدوران المتوسطة، تزداد كمية الغازات المحترقة وضغطها بالتالي، فيفتح صمام التحويل السفلي wastegate مؤمنا ممراً إضافياً لتلك الغازات، الى التوربين الكبرى (توربين الضغط المتدني)، والتي تبدأ في المساهمة تدريجاً في ضغط مزيد من الهواء النظيف في مواسير السحب (الجانب العلوي الأيمن في الرسم)، ليزداد ضغط الهواء الواصل الى الشاحن العلوي الأيسر في الرسم (شاحن الضغط العالي)، والمنتقل منه الى المواسير المؤدية الى غرف الإشتعال (بعد عبور المبادل الحراري). بذلك تلعب التوربين اليمنى، وشاحنها المقابل لها في الجانب العلوي الأيمن من الرسم، دور ضغط تحضيري لمضاعفة ضغط الهواء العابر في روتور الشاحن الأيسر والأصغر حجماً.
3 - في مجالات الدوران العليا، تمر الغازات المتدفقة بقوة وبكميات كبيرة، عبر الممرين السفليين لتشغيل توربيني الشاحنين الأيسر والأيمن، فيتم ضغط الهواء أكثر واكثر في الجانب العلوي، بواسطة شاحنَي الضغطين العالي والمتدني، فيتدفق الهواء المضغوط (الأزرق العلوي في الرسم) عبر الممر الأساسي والمجرى الثانوي bypass (العلوي الوسط في الرسم) الذي لا يفتح إلا مع تزايد ضغط الهواء المسحوب، وتدريجاً.
وفي مطلق الأحوال، لا يصل الهواء المضغوط الى غرف الإحتراق إلا بعد عبوره في المبادل الحراري intercooler الذي يبرّد الهواء لتكثيفه، وزيادة نسبة الأوكسيجين وفاعلية الإشتعال بالتالي، نظراً الى تمدد الهواء مع إرتفاع الحرارة وإنكماشه مع هبوطها. وتكثيف الهواء يعني عملياً زيادة كميته (مع البرودة) في الحجم ذاته.
علماً بأن كمية الغازات المحترقة لا تزداد منطقياً إلا مع تزايد سرعة دوران المحرك، وتزايد حاجة الأخير الى الهواء في مجالات الدوران العالية، وهي المجالات التي تنتقل فيها الأهمية من عنصر عزم الدوران (تلبية التسارع في السرعات المتدنية الى المتوسطة) الى عنصر القوة (الأحصنة) التي تسمح بزيادة سرعة دوران المحرك.

ميزة الشاحن التوربيني الجديد الشاحن المزدوج والمتبدل الضغط ( Variable Twin Turbo) هي تجاوز حدود الشاحن التوربيني المفترض به التوفيق بين مقتضيات تلبية أدنى مستويات الدوران (العزم) وأعلاها (السرعة)، ومشكلة تركيب شاحنين توربينيين يأخذان مساحة أكبر ولا يتكاملان حكماً مثل شاحن مزدوج ومتكامل من داخله.
عرفت صناعة التوربو تطوراً كبيراً مع رواج تقنية الشاحن التوربيني ذي الشفيرات المتحركة
فغاية التوربو أساساً زيادة القوة والعزم من دون زيادة سعة الأسطوانات أو عددها، أو الحصول على قوة محرك كبير لكن في محرك أصغر وأقل إستهلاكاً للوقود . مع الشفيرات المتحركة، يمكن تشغيل التوربين منذ مجالات الدوران المتدنية الى المتوسطة، بفضل الشفيرات القلابة حول التوربين فتبدأ من فتحات صغيرة تكتفي بضغط بسيط لتبدأ بالدوران، ثم تتسع عند إرتفاع ضغط الغازات، فتزداد كمية شحن المحرك لكن من دون فجائية التدخل، لأن التوربو بدأ تدخله من قبل.
لكن ما تتفوّق فيه تقنية الشاحن المزدوج هو إمكان تبدّل ضغط الشحن في نسب متصاعدة وعلى إمتداد مجالات دوران المحرك، وبتدرج يفوق ما يمكن تحقيقه مع الشاحن التوربيني ذي الشفيرات المتبدلة.




[/size]

[e1s2a3m4]

على فكرة الموضوع جميل جدا بس طريقة التوصيل عاوزه توضيح سنة صغيرة علشان اللي شبهي بليييييييييز

[Bahreya]

أهلاً بك e1s2a3m4 معنا ....

بالنسبة للتوضيحات ... أي سؤال نحن جاهزون للمساعدة قدر ما نستطيع .

[حامد السمدان]

السلام عليكم
الموضوع ممتع ومفيد وكل الشكر لمن كتبة
حامد

[themariner]

هذا النوع من الشواحن التوربينية لم يلق الانتشار الكبير بالبحر على الرغم من قدرته على تحسين القدرة، و ذلك لأسباب كثيرة:

- تعقيد نظام الصيانة و كلفته بسبب وجود شاحنين و الوصلات اللازمة له و المبردات....
- كفاءة الشاحن لا تظهر الا عند الحمل الكامل ( 85 % mcr ) و يسبب انخفاض كبير بضغط هواء الكسح عند الأحمال المنخفضة و ارتفاع درجة حرارة العادم
- تطورت صناعة الشواحن و تقدمت جدا"، و تم الحصول على كفاءات عالية من الشواحن التوربينية الغير مبردة

[GODA SAMI]

السلام عليكم و رحمة الله

[FONT=Comic Sans MS] أنا طالب هندسة بحرية سنة أولي موضوع جاااااااامد أوي تسلم إيدك بس ممكن توضيح للفرق بين الشاحن التوربيني و الشاحن الميكانيكي[/FONT]

[M.E. Aous]

تكرم هذه فكرة سريعة عن الموضوع توضح الفرق

الشاحن التوربينى Turbo Charger

التربو تشارجر هو جهاز من اجهزة زيادة القدرة فى المحرك وذلك عن طريق الاستفادة من
غازات العادم

40621alsh3er.gif

فكرته وطريقة عمله:
فكرة عمله تعتمد على غازات العادم الخارجة من المحرك حيث يتم اعاده توجيهها الى تربينه
وتلك التربينة بداخلها الريشة المعدن التى تدور بسبب اندفاع غازات العادم اليها

ويودئ دورانها الى سحب الهواء من الخارج وضغطه الى داخل المحرك وبذلك يزيد من نسبة
الانضغاط داخل المحرك Compression Ratio بنسبة كبيرة مما يزيد من كفاءة الحريق

ويركب مع التربو جهاز يسمى Inter cooler او المبرد

و وظيفته تبريد الهواء قبل دخوله
الى المحرك وذلك لان التربينة عندما تضغط الهواء يؤدى ذلك الى زيادة درجة حرارته
ويكون شكل المبرد قريب من شكل الراديتار الموجود بالسيارة

مميزاته:

1- يزيد قدرة المحرك بنسبة 65 % اى لو كان عندك محرك قدرته 100 حصان فانه يجعلها
165 حصان

2- سهل التصنيع ويستفيد من غازات العادم دون تحميل ميكانيكى على المحرك

عيوبه:

1- غالى الثمن جدا فى التركيب والصيانة
2- فكرة استخدام غازات العادم تؤدى الى زيادة التحميل الحرارى Thermal loading على المحرك
3- غالبا لا يستخدم الا فى محركات الديزل لصعوبة تنفيذه فى محرك البنزين
4- يحتاج الى مبرد وماء للتبريد مما يزيد من اعطاله


Super charger الشاحن الميكانيكي:


ووظيفته تشبه تماما وظيفة الشاحن التوربينى حيث انه يستخدم لزيادة قدرة المحرك



وفكره عمله تعتمد على تربينة تدور مثل الشاحن التوبينى ولكن فى الشاحن الميكانيكى تلك التربينة
لاتستخدم غازات العادم بل تستمد حركتها من المحرك مباشرة عن طرق سير،ويوجد ايضا به Inter Cooler مبرد .

مميزاته:

1- يزيد قدرة المحرك بمقدار 65 %
2- ارخص نسبيا فى الثمن من الشاحن التوربينى

عيوبه:

1- يسبب اجهادات ميكانيكية على المحرك نتيجة تحميل تربينة تأخذ حركتها منه.
2- يطرح من القدرة النهائية 5 % وهى النسبة التى تستهلكها التربينة للدوران
3- احتياجة الى تبريد ومبرد

[GODA SAMI]

[FONT=Verdana]متشكر جدااااااااا ليك والله و الموقع ده مفيد جدا لينا كلنا و إن شاء الله يبقه من أحسن للأحسن و شكرا كمان مرة علي التوضبح المثالي ده[/FONT]

[schreiner]

موضوع ظريف جدا"
يبقى من المهم شرح العادم المستنزف إلى هواء السحب Exhaust gas recirculation وهو مشار إليه في الشكل الأول بوصلة بين دارة العادم ودارة الهواء
وهو مستخدم دائما" في السفن لغرض تخفيض كمية أكاسيد الآزوت المتولدة

[Bahreya]

شكراً على النقطة الهامة التي وضحتها لنا schreiner !