Intercooler در ماشین چیست؟
مقدار
بسیاری از علاقه مندان به خودرو اغلب خاطرنشان می کنند که اتومبیل آنها مجهز به موتور توربوشارژ است. خوب ، مطمئناً ، همه خوشحال خواهند شد که می گویند که زیر کاپوت او نه تنها فشار جوی دارد ، بلکه دارای یک سوپرشارژ مکانیکی است. اما اکثر آنها ساختار کل سیستم توربوشارژ موتور را کاملاً درک نمی کنند.
بنابراین، در این مقاله سعی خواهیم کرد در مورد یکی از اجزای توربوشارژ، یعنی اینترکولر صحبت کنیم - آنچه در خودرو است، اصل کارکرد و همچنین چرایی نیاز به اینترکولر در موتورهای توربوشارژر.
اینترکولر چیست
اینترکولر وسیله ای مکانیکی (شبیه رادیاتور) است که برای خنک کردن هوای ورودی توربین یا سوپرشارژر (کمپرسور) استفاده می شود.
اینترکولر برای چیست؟
وظیفه اینترکولر خنک کردن هوا پس از عبور از توربین یا سوپرشارژر است. واقعیت این است که توربین فشار هوا را ایجاد می کند ، به دلیل فشرده سازی ، هوا گرم می شود ، به ترتیب ، با افزایش فشرده و ثابت ، دمای ورودی به سیلندر می تواند به طور قابل توجهی با دمای محیط خنک کننده متفاوت باشد.
اصل عمل
توربوشارژرها با فشرده سازی هوا کار می کنند ، تراکم آن را قبل از رسیدن به سیلندرهای موتور افزایش می دهند. با فشرده سازی هوای بیشتر ، هر سیلندر موتور قادر است به نسبت متناسب سوخت بیشتری بسوزاند ، و با هر احتراق انرژی بیشتری ایجاد کند.
این فرآیند فشرده سازی گرمای زیادی ایجاد می کند. متأسفانه هرچه هوا داغتر می شود ، چگالی آن نیز کمتر می شود و میزان اکسیژن موجود در هر سیلندر را کاهش می دهد و عملکرد را تحت تأثیر قرار می دهد!
اینترکولر برای خنثی سازی این فرآیند با خنک سازی هوای فشرده طراحی شده است تا اکسیژن بیشتری به موتور وارد کند و احتراق را در هر سیلندر بهبود بخشد. علاوه بر این ، با تنظیم دمای هوا ، با اطمینان از نسبت صحیح هوا به سوخت در هر سیلندر ، قابلیت اطمینان موتور را نیز افزایش می دهد.
انواع اینترکولر
دو نوع اصلی اینترکولر وجود دارد که به روش های مختلف کار می کنند:
هوا به هوا
اولین گزینه اینترکولر هوا به هوا است که در آن هوای فشرده شده توسط بسیاری از لوله های کوچک عبور می کند. گرما از هوای فشرده گرم به این باله های خنک کننده منتقل می شود که به نوبه خود با جریان سریع هوا از وسیله نقلیه در حال حرکت ، خنک می شوند.
هنگامی که هوای فشرده خنک شده از داخل کولر عبور کرد ، پس از آن به داخل منیفولد ورودی موتور و به داخل سیلندرها وارد می شود. سادگی ، وزن کم و هزینه کم اینترکولرهای هوا به هوا آنها را به محبوب ترین انتخاب برای اکثر وسایل نقلیه توربو تبدیل می کند.
هوا-آب
همانطور که از نامش پیداست ، اینترکولرهای هوا به آب از آب برای کاهش دمای هوای فشرده استفاده می کنند. آب خنک از طریق لوله های کوچک پمپ می شود و هنگام عبور از دستگاه ، گرما از هوای فشرده گرفته می شود. با گرم شدن این آب ، سپس قبل از ورود مجدد به داخل کولر ، از طریق رادیاتور یا مدار خنک کننده پمپ می شود.
اینترکولرهای هوا به آب معمولاً کوچکتر از اینترکولرهای هوا به هوا هستند و این باعث می شود موتورهایی که فضا زیاد است مناسب باشند و چون آب هوا را بهتر از هوا گرم می کند ، برای دامنه دمای وسیع تری مناسب است.
با این حال ، افزایش پیچیدگی طراحی ، هزینه و وزن مرتبط با کولرهای هوا به آب به معنای آن است که تمایل آنها به کمتر رایج است و بر روی موتورهای خودرو نصب می شوند.
قرار دادن اینترکولرها
اگرچه از لحاظ تئوری ، اینترکولرهای هوا می توانند در هر مکانی بین توربوشارژر و موتور قرار بگیرند ، اما در جایی که جریان هوای بهتری وجود دارد ، بازدهی بالاتری دارند و معمولاً در جلوی اتومبیل پشت مشبک اصلی رادیاتور قرار دارند.
در بعضی از وسایل نقلیه ، محل قرارگیری موتور بر خلاف این است و اینترکولر در بالای موتور قرار می گیرد ، اما جریان هوا معمولاً در اینجا کمتر است و می توان اینترکولر را در معرض گرمای خود موتور قرار داد. در این موارد ، کانال های اضافی هوا یا اسکوپ در کاپوت تعبیه شده است که باعث افزایش جریان هوا می شود.
کارایی برنامه
هنگام نصب تجهیزات اضافی، هر رانندگانی همیشه به منطقی بودن استفاده از یک قطعه یا یک سیستم کامل توجه می کنند. در مورد کارایی اینترکولر، تفاوت وجود و عدم وجود آن به خوبی احساس می شود. همانطور که فهمیدیم، اینترکولر هوای تزریق شده به موتور توسط توربین را خنک می کند. از آنجایی که سوپرشارژر در دمای بالا کار می کند، هوای گرم را به موتور می رساند.
از آنجایی که هوای گرم چگالی کمتری دارد، به احتراق کمتر مخلوط هوا و سوخت کمک می کند. هر چه هوا سردتر باشد، چگالی آن بیشتر می شود، به این معنی که اکسیژن بیشتری وارد سیلندرها می شود و موتور اسب بخار بیشتری دریافت می کند. به عنوان مثال، اگر هوای ورودی را تنها 10 درجه خنک کنید، موتور حدود 3 درصد قدرتمندتر می شود.
اما حتی اگر یک اینترکولر هوای معمولی بگیرید (هوا از لوله های رادیاتور عبور می کند)، تا زمانی که به موتور برسد دمای آن حدود 50 درجه کاهش می یابد. اما اگر یک اینترکولر آبی در خودرو نصب شده باشد، برخی از تغییرات می تواند دمای هوا را در سیستم ورودی موتور تا 70 درجه کاهش دهد. و این افزایش 21 درصدی در قدرت است.
اما این عنصر فقط در یک موتور توربوشارژ خود را نشان می دهد. اولا، پمپاژ هوا از طریق یک سیستم ورودی بزرگ شده برای یک موتور تنفس طبیعی دشوار خواهد بود. ثانیاً، در یک سیستم ورودی کوتاه، هوا مانند توربین زمان گرم شدن ندارد. به این دلایل، نصب اینترکولر در چنین موتورهایی منطقی نیست.
آیا می توانم آن را حذف کنم؟
اگر اینترکولر به نحوی با مالک خودرو تداخل داشته باشد، این سیستم را می توان از بین برد. اما این تنها زمانی می تواند منطقی باشد که خودرو قبلاً به این سیستم مجهز نشده باشد. و حتی اگر ماشین ارتقا یافته باشد، عدم وجود اینترکولر بلافاصله قابل توجه خواهد بود. هنگامی که نصب اینترکولر منجر به افزایش 15-20 درصدی قدرت موتور شود، عدم وجود این قطعه بلافاصله محسوس خواهد شد.
آیا می توان مورد را حذف کرد؟
اما علاوه بر کاهش قدرت موتور احتراق داخلی، در برخی موارد، از بین بردن اینترکولر حتی می تواند منجر به خرابی موتور شود. این می تواند اتفاق بیفتد اگر این سیستم بخشی از طراحی موتور باشد و در تجهیزات کارخانه گنجانده شود.
در ICE های توربوشارژ، نباید اینترکولر را جدا کنید (دوباره اگر تجهیزات کارخانه باشد)، زیرا خنک کننده اضافی مورد نیاز برای عملکرد مناسب موتور را فراهم می کند. به دلیل دماهای بحرانی، ممکن است قطعات آن از کار بیفتند.
معیارهای انتخاب برای خود نصب
در صورت لزوم نصب اینترکولر در خودرو (اصلاحی که با نمونه کارخانه متفاوت است یا به طور کلی به عنوان یک سیستم جدید برای موتور) ، این سیستم باید با پارامترهای زیر مطابقت داشته باشد:
- مساحت مبدل حرارتی کافی همانطور که می دانید به دلیل فرآیند تبادل حرارتی که در رادیاتور انجام می شود، هوا خنک می شود (همین فرآیند در رادیاتور سیستم خنک کننده موتور رخ می دهد). هر چه مساحت رادیاتور بزرگتر باشد، راندمان آن بیشتر است. این فیزیک است و هیچ راهی برای خلاص شدن از آن وجود ندارد. بنابراین، خرید یک رادیاتور کوچک منطقی نیست - نمی تواند مقدار قابل توجهی اسب بخار اضافه کند. اما حتی یک قسمت بسیار بزرگ ممکن است زیر کاپوت جا نگیرد.
- سطح مقطع لوله های سیستم. شما نباید از خط نازک استفاده کنید (هوای کمتری در آن وجود دارد، بنابراین بیشتر خنک می شود)، زیرا در این صورت توربین بار اضافی را تجربه می کند. هوا باید آزادانه در سیستم حرکت کند.
- ساختار مبدل حرارتی. برخی از رانندگان فکر می کنند که رادیاتور با دیواره های مبدل حرارتی ضخیم تر کارآمدتر خواهد بود. در واقع، سیستم فقط سنگین تر می شود. راندمان انتقال حرارت با ضخامت دیوارها نسبت معکوس دارد: هر چه ضخامت آنها بیشتر باشد بازده کمتری دارد.
- شکل بزرگراه هرچه خم های سیستم نرم تر باشد، توربین راحت تر هوا را به سمت موتور هدایت می کند. بنابراین، اولویت باید به لوله های مخروطی داده شود و خم شدن نازل ها باید بیشترین شعاع ممکن را داشته باشد.
- سفتی مهم است که به طور کامل از دست دادن هوای در حال گردش در سیستم یا نشت آن حذف شود. برای انجام این کار، تمام لوله های سیستم باید تا حد امکان محکم شوند. این به ویژه در مورد خنک کننده های آبی صادق است (به طوری که مایع خنک کننده از سیستم تراوش نمی کند).
اینترکولر جدید نصب کنید
اگر ماشین قبلاً مجهز به خنک کننده داخلی باشد، می توان با نصب یک اصلاح سازنده تر، سیستم را اصلاح کرد. همانطور که قبلاً بحث کردیم ، هنگام انتخاب باید شکل لوله ها ، مساحت رادیاتور و ضخامت دیواره های مبدل حرارتی را در نظر گرفت.
برای تعویض قطعه، باید لوله های دیگری نیز خریداری کنید، زیرا آنالوگ های طولانی در خم ها شکسته می شوند که منجر به جریان ضعیف هوا به داخل سیلندرها می شود. برای تعویض اینترکولر کافی است رادیاتور قدیمی را جدا کرده و در عوض رادیاتور جدید با لوله های مناسب نصب کنید.
ویژگی های عملیات و علل اصلی شکست
اکثر اینترکولرهای کارخانه ای برای مدت طولانی به درستی کار می کنند. با وجود این، آنها هنوز نیاز به نگهداری دوره ای دارند. به عنوان مثال، در طول یک بازرسی معمول از سیستم، یکی از خطاهای زیر را می توان شناسایی کرد:
- کاهش فشار خط این زمانی اتفاق می افتد که فشار بیش از حد در سیستم وجود داشته باشد. در این حالت، یا لوله ممکن است بشکند، یا مایع خنک کننده در محل اتصال شروع به نشت می کند (در مورد کولرهای آبی صدق می کند). این نقص ممکن است با کاهش قدرت موتور به دلیل خنک نشدن کافی هوای ورودی به سیلندرها نشان داده شود. در صورت پارگی لوله ها باید با لوله های جدید تعویض شوند و بهتر است اتصال بد را بست.
- حفره مجرای هوا آلوده به روغن است. به دلیل روانکاری فراوان توربین همیشه مقدار کمی روان کننده وارد اینترکولر می شود. اگر یک موتور قابل تعمیر شروع به مصرف بیش از یک لیتر روغن در هر 10 هزار کیلومتر کرد، باید بررسی شود که آیا توربین بیش از حد روغن مصرف می کند یا خیر.
- آسیب رادیاتور آسیب مکانیکی اغلب در اینترکولرهای نصب شده در قسمت پایینی محفظه موتور مشاهده می شود (بیشتر بسیاری آن را زیر رادیاتور خنک کننده اصلی نصب می کنند).
- گرفتگی پره های رادیاتور. از آنجایی که مقدار زیادی هوا به طور مداوم از مبدل حرارتی عبور می کند، خاک بر روی صفحات آن ظاهر می شود. این به ویژه اغلب در زمستان یا در بهار اتفاق می افتد، زمانی که مقدار زیادی شن و ماسه و مواد شیمیایی روی رادیاتور، واقع در زیر سپر جلو، که با آن جاده ها پاشیده می شود، می افتد.
تعمیر اینترکولر DIY
برای تعمیر اینترکولر باید آن را جدا کرد. ظرافت های این فرآیند به نوع دستگاه و محل آن بستگی دارد. اما صرف نظر از این، لازم است اینترکولر در موتور سرد حذف شود و سیستم جرقه زنی باید خاموش شود.
برای تعمیر اینترکولر ممکن است نیاز داشته باشید:
- تمیز کردن خارجی یا داخلی مبدل حرارتی. مواد شیمیایی مختلفی برای انجام این روش ساخته شده است. بسته به نوع پاک کننده و پیچیدگی طراحی رادیاتور، فرآیند تمیز کردن می تواند چند ساعت طول بکشد. اگر مبدل حرارتی بسیار کثیف باشد، آن را به مدت چند ساعت در ظرفی با یک ماده تمیزکننده قرار می دهیم.
- از بین بردن ترک ها. اگر اینترکولر آب است و رادیاتور آن از آلومینیوم ساخته شده است، بهتر است آن را با یک خنک کننده جدید جایگزین کنید. در صورت استفاده از مواد دیگر، می توان از لحیم کاری استفاده کرد. مهم است که مواد وصله با فلزی که خود مبدل حرارتی از آن ساخته شده است، مطابقت داشته باشد.
برای رفع اکثر مشکلات اینترکولر، نیازی به تماس با مراکز خدمات گران قیمت نیست. اگر در لحیم کاری رادیاتورها تجربه دارید، حتی آسیب مکانیکی مبدل حرارتی را می توان به تنهایی از بین برد. می توانید بررسی کنید که اینترکولر در طول سفر تا چه حد تعمیر شده است. اگر خودرو پویایی سابق خود را به دست آورد، خنک کننده هوا برای موتور موثر است.
مزایا و معایب استفاده از اینترکولر
مزیت اصلی استفاده از اینترکولر افزایش قدرت موتور توربوشارژ بدون عواقب ناخوشایند ناشی از خطاهای تنظیم است. در عین حال افزایش اسب بخار با مصرف سوخت بیشتر همراه نخواهد بود.
در برخی موارد افزایش توان تا 20 درصد مشاهده می شود. اگر خودرو از نظر مطابقت با استانداردهای زیست محیطی بررسی شود، این رقم پس از نصب اینترکولر تا حد امکان بالا خواهد بود.
اما با مزایای آن، اینترکولر چندین معایب قابل توجه دارد:
- افزایش مجرای ورودی (در صورتی که این سیستم جزء تجهیزات استاندارد نباشد) همیشه منجر به ایجاد مقاومت در برابر هوای ورودی به موتور می شود. در چنین حالتی، توربین استاندارد برای دستیابی به سطح تقویت مورد نیاز باید بر این مانع غلبه کند.
- اگر اینترکولر جزء طراحی نیروگاه نباشد، برای نصب آن به فضای اضافی نیاز است. در بیشتر موارد، این مکان زیر سپر جلو است و این همیشه زیبا نیست.
- هنگام نصب رادیاتور در زیر سپر جلو، این عنصر اضافی مستعد آسیب است، زیرا به پایین ترین نقطه در خودرو تبدیل می شود. سنگ، خاک، گرد و غبار، چمن و غیره. یک سردرد واقعی برای صاحب خودرو خواهد بود.
- اگر اینترکولر در قسمت گلگیر نصب شده باشد، باید شیارهایی در کاپوت بریده شود تا ورودی های هوای اضافی را در خود جای دهد.
ویدئو در مورد موضوع
در اینجا یک مرور کلی ویدیویی از عملکرد اینترکولرهای هوا آورده شده است:
سوالات و پاسخ ها:
اینترکولر دیزلی برای چیست؟ همانند موتورهای بنزینی، عملکرد اینترکولر در واحد دیزل خنک کردن هوای ورودی به سیلندرها است. این اجازه می دهد تا هوای بیشتری به داخل جریان یابد.
رادیاتور اینترکولر چگونه کار می کند؟ اصل عملکرد چنین رادیاتوری مانند رادیاتور خنک کننده موتور احتراق داخلی است. فقط در داخل اینترکولر هوا توسط موتور مکیده می شود.
اینترکولر چقدر قدرت اضافه می کند؟ این بستگی به ویژگی های موتور دارد. در برخی موارد موتور احتراق داخلی تا 20 درصد افزایش قدرت را نشان می دهد. در موتورهای دیزلی، رادیاتور بین کمپرسور و منیفولد ورودی نصب می شود.
Чاگر اینترکولر مسدود شود چه اتفاقی می افتد؟ اگر توربوشارژر را خنک کند روی عملکرد سوپرشارژر تاثیر می گذارد که منجر به خرابی آن می شود. هنگامی که از یک اینترکولر برای خنک کردن هوا استفاده می شود، جریان ضعیفی از طریق رادیاتور مسدود شده وجود خواهد داشت.
