ضاغط عنفي فائق
السيارات > الشحن التوربيني الفائق مقابل الشحن التوربيني

تُعد المحافظة على برودة الهواء الداخل للمحرك أمراً مهماً في تصميم كل من الشاحن التوربيني الفائق والشاحن التوربيني. ترتفع درجة حرارة الهواء عند انضغاطه، لذلك من الشائع استخدام مشعاع (مبادل حراري) صغير يُسمى مُبرد بيني يُوضع بينالشاحن والمحرك لخفض درجة حرارة الهواء.
تُستخدم ثلاث فئات رئيسية من الضواغط في السيارات:
الشواحن التوربينية ذات الطرد المركزي المشغلة بواسطة غازات العادم.
الشواحن التوربينية الفائقة المدارة مباشرة باتصالها بعمود مرفق المحرك من خلال حزام.
الضواغط موجبة الإزاحة مثل شاحن روتس التوربيني الفائق وضاغط اللولب الدوار (لولب ليشلوم) وشاحن تي في اس التوربيني الفائق من مؤسسة إتسون.
تتراوح كفاءة شواحن روتس من 40-50% فقط عند مستويات الزيادة المرتفعة للضغوط، بينما على النقيض تتراوح كفاءة الشواحن التوربينية الفائقة ذات الطرد المركزي من 70-85%.
يُمكن أن تقترب كفاءة شواحن ليشلوم من كفاءة الشواحن ذات الطرد المركزي عند مدى قصير من الحمل أو السرعة أو مقدار الزيادة في الضغط، ويجب تصميم نظام السحب لها خصيصاً في هذه الحالة.
قد تبلغ القدرة التي تستهلكها الشواحن التوربينية الفائقة المدارة ميكانيكا من المحرك حوالي ثلث القدرة الكلية لعمود مرفق المحرك، وتُعتبر لذلك أقل كفاءة منالشواحن التوربينية (المشغلة بغازات العادم).
تُعتبر الشواحن التوربينية الفائقة شائعة الاستخدام برغم ذلك في التطبيقات التي تكون أهمية سرعة استجابة المحرك والقدرة الناتجة منه أكبر من أي اعتبارات أخرى، مثل مسابقات العربات الجرارة وجرارات السحب.
تكون الكفاءة الحرارية للمحركات ذات الشواحن التوربينية الفائقة المدارة ميكانيكياً أقل من تلك ذات الشواحن التوربينية المدارة بغازات العادم، حيث يُستهلك جزء منقدرة المحرك الناتجة لتشغيل الشاحن التوربيني الفائق، بينما يُدار الشاحن التوربيني العادي بغازات العادم التي تُعتبر طاقة ضائعة في الأساس. تُعتبر المحركات ذات الشواحن التوربينية أفضل من حيث القدرة ومن الناحية الاقتصادية من تلك المستخدمة للشواحن التوربينية الفائقة نتيجة للأسباب السابقة.
تُعاني الشواحن التوربينية (المشغلة بغازات العادم) بدرجات متفاوتة من مشكلة تأخر الدوران والمسماة «تأخر-التربو» أو بشكل أدق «تأخر زيادة الضغط»، ويُقصد بهذه المشكلة تأخر تسارع الشاحن التوربيني من السرعات المنخفضة عند بداية تشغيله لعدم كفاية تدفق الكتلة من غازات العادم.
عندما تصبح السرعة الدورانية للمحرك كافية لزيادة سرعة تربينة الشاحن لمدى التشغيل خاصتها، ترتفع القدرة بشكل سريع وتزداد غازات العادم التي بدورها تسرع من دوران الشاحن. يجعل هذا زيادة السرعة الدورانية بسلاسة أمرا أكثر صعوبة عند استخدام الشواحن التوربينية عن استخدام الشواحن التوربينية الفائقة التي ترفع الضغط بشكل متناسب مباشرة مع السرعة الدورانية للمحرك.
إن الميزة الأساسية للمحرك المزود بشاحن توربيني فائق (يُدار ميكانيكاً) هي سرعة الصمام الخانق للتغير في كمية الهواء الداخل بالإضافة إلى القدرة على الوصول لقيمة الزيادة المطلوبة في الضغط في لحظات. اقتربت سرعة استجابة الصمام الخانق في السيارات ذات الشواحن التوربينية من سرعة تلك المزودة بشواحن فائقة في التقنيات الأخيرة للشحن التوربيني والحقن المباشر للبنزين، لكن مازال وقت تأخرالشاحن التوربيني عيباً أساسياً خاصة باعتبار أن معظم الشواحن الفائقة المدارة ميكانيكياً تُدار الآن بواسطة بكرات قابضة.
أصبحت الشواحن التوربينية أكثر شيوعاً من الشواحن التوربينية الفائقة بين صانعي السيارات المتطلعينلقدرة وكفاءة أفضل. استخدمتمرسيدس بنز ومرسيدس ايه إم جي على سبيل المثال، شاحن توربيني فائق مسمى «ضاغط مرسيدس-بنز» في طرازات السيارات في بداية الألفية الثانية مثل سي 230 كيه وسي 32 ايه إم جي واس 55 ايه إم جي، لكنهم تخلوا عن هذه التقنية لصالح المحركات ذات الشحن التوربيني في طرازات سيارات عام 2010 مثل سي 250 واس 65 ايه إم جي بيتربو.
قدمت شركة أودي مع ذلك محركها 3 تي إف اس أي ذو الشحن التوربيني الفائق والأسطوانات الستة شكل V في عام 2009، للاستخدام في سياراتها ايه 6 واس 4 وكيو7، بينما جعلتجاجوار محركها ذو الثماني أسطوانات على شكل V والمزود بشاحن توربيني فائق، خياراً متاح للأداء لسياراتها إكس جي وإكس اف وإكس كيه أر والطراز إف، وفي سيارة رانج روفر أيضاً بملكية مشتركة مع محركات تاتا.