اینترکولر چگونه کار می کند؟
اینترکولر (که کولر هوای شارژ نیز نامیده می شود) راندمان احتراق را در موتورهای مجهز به القایی اجباری (توربوشارژر یا سوپرشارژر) بهبود می بخشد و در نتیجه قدرت موتور، عملکرد و راندمان سوخت را افزایش می دهد.
اینترکولر معمولا فقط در خودروهای مجهز به توربوشارژر دیده می شود. اینترکولر در واقع جزئی از توربوشارژر است و عملکرد آن بهبود راندمان تهویه موتور است. چه یک موتور سوپرشارژر یا یک موتور توربوشارژ، یک اینترکولر باید بین سوپرشارژر و منیفولد ورودی موتور نصب شود. از آنجایی که این رادیاتور بین موتور و سوپرشارژر قرار دارد، به آن خنک کننده داخلی نیز می گویند. اینترکولر که به اینترکولر گفته می شود.
یکی از دلایلی که موتور توربوشارژر قدرت بیشتری نسبت به موتور معمولی دارد این است که راندمان تبادل هوای آن بیشتر از ورودی طبیعی یک موتور معمولی است. هنگامی که هوا وارد توربوشارژر می شود، دمای آن به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و چگالی آن کاهش می یابد. اینترکولر نقش خنک کننده هوا را ایفا می کند. هوای با دمای بالا توسط اینترکولر خنک می شود و سپس وارد موتور می شود. اگر اینترکولر کمبود داشته باشد و هوای سوپرشارژ شده با دمای بالا مستقیماً وارد موتور شود، موتور به دلیل دمای بیش از حد هوا آسیب دیده و یا حتی از کار می افتد.
از آنجایی که دمای گاز خروجی از موتور بسیار بالا است، انتقال حرارت از طریق سوپرشارژر باعث افزایش دمای هوای ورودی می شود. علاوه بر این، چگالی هوا در طول فرآیند فشرده شدن افزایش می یابد، که به ناچار منجر به افزایش دمای هوا می شود و در نتیجه راندمان شارژ موتور را تحت تاثیر قرار می دهد. اگر می‌خواهید راندمان شارژ را بیشتر کنید، باید دمای هوای ورودی را کاهش دهید. برخی از داده ها نشان می دهد که تحت یک نسبت هوا به سوخت یکسان، قدرت موتور می تواند 3 تا 5 درصد به ازای هر 10 درجه سانتی گراد کاهش در دمای هوای سوپرشارژ شده افزایش یابد.
اگر هوای سوپرشارژ سرد نشده وارد محفظه احتراق شود، علاوه بر تاثیر بر راندمان شارژ موتور، به راحتی می تواند باعث بالا رفتن بیش از حد دمای احتراق موتور و ایجاد ضربه و خرابی های دیگر شود. همچنین محتوای NOx در گاز خروجی موتور را افزایش می دهد و باعث آلودگی هوا می شود. برای رفع اثرات نامطلوب ناشی از گرم شدن هوای سوپرشارژ، نیاز به نصب اینترکولر برای کاهش دمای هوای ورودی است.
با توجه به وجود اینترکولر می توان مصرف سوخت موتور را کاهش داد و سازگاری با ارتفاع را بهبود بخشید. در مناطق مرتفع، با استفاده از خنک کننده داخلی می توان از کمپرسور با نسبت فشار بالاتر استفاده کرد که به موتور اجازه می دهد قدرت بیشتری به دست آورد و سازگاری خودرو را بهبود می بخشد.
توربوشارژر هوای احتراق ورودی را فشرده می کند و انرژی داخلی آن را افزایش می دهد اما دمای آن را نیز افزایش می دهد. هوای گرم چگالی کمتری نسبت به هوای سرد دارد، بنابراین کارایی آن در سوختن کمتر است.
با این حال، با نصب یک اینترکولر بین توربوشارژر و موتور، هوای فشرده ورودی قبل از رسیدن به موتور خنک می‌شود و در نتیجه چگالی آن بازیابی می‌شود و در نتیجه عملکرد احتراق بهینه حاصل می‌شود.
اینترکولر به عنوان یک مبدل حرارتی عمل می کند و گرمای ایجاد شده در هنگام فشرده سازی گاز توسط توربوشارژر را حذف می کند. این مرحله انتقال حرارت را با انتقال گرما به یک محیط خنک کننده دیگر، معمولاً هوا یا آب، انجام می دهد.
اینترکولر هوا خنک (که نوع انفجار نیز نامیده می شود).
در صنعت خودروسازی، افزایش تقاضا برای موتورهای کارآمدتر با آلایندگی کمتر، بسیاری از تولیدکنندگان را به توسعه موتورهای توربوشارژر با ظرفیت کمتر برای دستیابی به ترکیب ایده آلی از عملکرد موتور و بهره وری سوخت سوق داده است.
در اکثر تاسیسات خودرو، یک اینترکولر با هوا خنک کننده خنک کننده کافی را فراهم می کند و بسیار شبیه به رادیاتور خودرو عمل می کند. همانطور که خودرو به سمت جلو حرکت می کند، هوای محیط خنک تری به داخل کولر کشیده می شود و از پره ها عبور می کند و گرما را از هوای توربوشارژ به هوای خنک تر محیط منتقل می کند.
اینترکولر آب خنک
اینترکولرهای آب خنک در محیط هایی که خنک کننده هوا مناسب نیست راه حل بسیار موثری هستند. اینترکولرهای آب خنک معمولاً از طرح مبدل حرارتی "پوسته و لوله" استفاده می کنند که آب خنک کننده از طریق "هسته" در مرکز واحد جریان دارد، در حالی که هوای شارژ داغ در خارج از بانک لوله و از طریق یک "پوسته" جریان دارد. در قسمت داخلی مبدل حرارتی بدن" گرما را منتقل می کند. پس از خنک شدن، هوا از اینترکولر تخلیه شده و به محفظه احتراق موتور هدایت می شود.
اینترکولرهای آب خنک، دستگاه هایی با مهندسی دقیق هستند که برای کنترل دمای بالای هوای احتراق فشرده طراحی شده اند.
