العلاقة بين "التربو" وقوة المحرك

كثيراً ما نسمع عن جهاز "التربو" أو "شاحن الهواء" الذي تحمله بعض محركات السيارات خاصة الرياضية منها، واقترن اسم "تربو" في أذهان الكثيرين منا بالسرعة والأداء القوي دون معرفة طبيعة العلاقة التي تربط بين تلك التكنولوجيا وبين السرعة وقوة الأداء.
وقد يعتقد كثيرون أن هذا الجهاز معقد ومتطور للغاية، وفي الواقع فإن فكرة جهاز "التربو" بسيطة، كما أنه صغير الحجم وخفيف الوزن، بالإضافة إلى أنه ليس جهازا حديثا، بل له تاريخ طويل، حيث كان يستخدم في محركات الطائرات الحربية لزيادة قوة محركاتها.
ولكي نوضح كيفية عمل "التربو" بشكل بسيط يجب التذكير بآلية عمل محرك السيارة العادي ، فالطاقة التي ينتجها المحرك العادي تكون محدودة وتعتمد على كمية الوقود التي يقوم المحرك بإحراقها، وكمية الوقود التي يتم إحراقها هي أيضاً محدودة وتعتمد على كمية الأوكسجين الموجودة داخل أسطوانات المحرك، وبدورها فإن كمية الأوكسجين تعتمد على كمية الهواء الموجودة في الأسطوانة.
وبالتالي فإذا أردنا الحصول على قوة أكبر من المحرك يجب إحراق كمية أكبر من الوقود داخل الأسطوانة، وللحصول على ذلك علينا القيام بإدخال كمية أكبر من الهواء إلى داخل الأسطوانة، وهذا بالضبط ما يقوم به جهاز "التربو".
ويتكون جهاز "التربو" من مروحتين مرتبطتين بعمود واحد، تدور أحدهما بطاقة هواء العادم الخارج من المحرك والثانية تدور معها، أي أن "التربو" يعمل بقوة الهواء الخارج مع عادم المحرك.
وبطبيعة الحال يكون الهواء الخارج من العادم ساخنا، وهو ما يُعد خطراً على المحرك، ولهذا السبب يزود "التربو" بجهاز تبريد يبرد الهواء الخارج من التوربو باتجاه المحرك.
وتدور مروحة "التربو" أسرع بمقدار 30 مرة من أسرع محرك من محركات السيارات، حيث تدور بمقدار قد يصل إلى 150 ألف دورة في الدقيقة.
وبالتالي فإنه كلما زادت عدد دورات المحرك (RPM) زاد ضغط غاز العادم وبالتالي زادت نسبة الهواء الذي يضخه "التربو".
ويتضح أنه كلما زادت دورات المحرك زادت القوة وزادت نسبة الهواء الداخل من "التربو" إلى المحرك وتزيد نسبة القوة الحصانية التي سيولدها.
فإذا كان محرك سيارة ما قوته 150 حصانا، فإذا أدخلنا إلى محركها 50% من كمية الهواء الأصلية كزيادة ستزيد نسبة حرق الوقود بنسبة 50% أيضا وبالتالي سنحصل على75 حصانا فيكون المجموع 225 حصانا.