چگونه اینترکولر را انتخاب کنیم؟

روش انتخاب

برای بسیاری از طرفداران خودرو، اینترکولر در سپر جلو یک بخش اصلاح رویایی در قلب آنها است و همچنین یک نماد عملکرد ضروری است، درست مانند صدای شیر فشارشکن. با این حال، دانش اینترکولرهای مختلف که از بیرون یکسان به نظر می رسند چیست؟ در صورت تمایل به ارتقا یا نصب به چه مواردی باید توجه کرد؟ در این واحد به سوالات فوق تک تک پاسخ داده خواهد شد.

هدف از نصب اینترکولر عمدتا کاهش دمای ورودی است. شاید خوانندگان بپرسند: چرا باید دمای ورودی را کاهش دهیم؟ این امر مستلزم ذکر اصل توربوشارژ است. اصل کار توربوشارژ صرفاً استفاده از گاز خروجی موتور برای ضربه زدن به پره های اگزوز و سپس هدایت تیغه های ورودی از طرف دیگر است تا هوای فشرده را مجبور به ارسال به محفظه احتراق کند. از آنجایی که دمای گاز خروجی معمولاً به 800 یا 900 درجه می رسد، بدنه توربین نیز در حالت دمای بسیار بالایی قرار دارد که باعث افزایش دمای هوای عبوری از انتهای توربین ورودی می شود و هوای فشرده نیز گرما تولید می کند (زیرا فاصله بین مولکول های هوای فشرده نسبت به یکدیگر انرژی تولید می کند و گرما کمتر می شود). اگر این گاز با دمای بالا بدون خنک شدن وارد سیلندر شود، به راحتی می توان دمای احتراق موتور را بیش از حد زیاد کرد و سپس پیش احتراق بنزین باعث انفجار می شود که باعث افزایش بیشتر دمای موتور می شود. در عین حال، حجم هوای فشرده نیز به دلیل انبساط حرارتی، محتوای اکسیژن را تا حد زیادی کاهش می دهد، که باعث کاهش راندمان افزایش می شود و طبیعتا توان خروجی را که باید داشته باشد، تولید نمی کند. علاوه بر این، دمای بالا نیز یک قاتل نامرئی موتور است. اگر سعی نکنید دمای کار را پایین بیاورید، زمانی که با هوای گرم مواجه می شوید یا برای مدت طولانی رانندگی می کنید، به راحتی می توانید احتمال خرابی موتور را افزایش دهید. بنابراین نصب اینترکولر برای کاهش دمای ورودی ضروری است. پس از دانستن عملکرد اینترکولر، اجازه دهید ساختار آن و اصل اتلاف گرما را بررسی کنیم.

اینترکولر عمدتا از دو قسمت تشکیل شده است. قسمت اول لوله نام دارد. عملکرد آن فراهم کردن کانالی برای قرار دادن هوای فشرده است تا بتواند از آن عبور کند. بنابراین لوله باید یک فضای بسته باشد تا هوای فشرده فشار نشت نکند. شکل لوله به سه نوع مربع، بیضی و مخروطی بلند تقسیم می شود. تفاوت در تعادل بین مقاومت باد و راندمان خنک کننده نهفته است. قسمت دوم فین نام دارد که معمولاً به باله معروف است. معمولاً بین لایه های بالایی و پایینی لوله قرار دارد و محکم به لوله متصل می شود. عملکرد آن دفع گرما است، زیرا هنگامی که هوای گرم فشرده از طریق لوله جریان می یابد، گرما از طریق دیواره بیرونی لوله به پره ها منتقل می شود. در این زمان، اگر هوای با دمای بیرونی پایین‌تر از میان پره‌ها جریان داشته باشد، می‌تواند گرما را از بین ببرد و به هدف خنک کردن دمای ورودی دست یابد. ساختاری که از روی هم قرار گرفتن دو قسمت به طور مداوم بر روی یکدیگر تا زمانی که 10 تا 20 لایه وجود داشته باشد تشکیل می شود، هسته نامیده می شود که بدنه اصلی اینترکولر است. علاوه بر این، برای اینکه گاز فشرده شده از توربین قبل از ورود به هسته دارای یک بافر و فضای ذخیره فشار باشد و برای افزایش دبی هوا پس از خروج از هسته، معمولاً قطعاتی به نام مخزن در دو طرف هسته نصب می شود. ظاهر آن مانند قیف است و ورودی و خروجی های دایره ای بر روی آن تعبیه شده است تا اتصال لوله های سیلیکونی را تسهیل کند. اینترکولر از چهار قسمت فوق تشکیل شده است. در مورد اصل اتلاف حرارت اینترکولر، دقیقاً مانند چیزی است که در بالا ذکر کردم. از لوله‌های افقی زیادی برای تقسیم هوای فشرده استفاده می‌کند و سپس هوای سرد مستقیم از بیرون جلوی خودرو از پره‌های خنک‌کننده متصل به لوله‌ها عبور می‌کند تا به هدف خنک‌سازی هوای فشرده دست یابد، به طوری که دمای ورودی به دمای بیرون نزدیک‌تر شود. بنابراین اگر می خواهید راندمان اتلاف حرارت اینترکولر را افزایش دهید، برای رسیدن به این هدف فقط باید مساحت و ضخامت آن را افزایش دهید، تعداد، طول و پره های خنک کننده لوله ها و ... را افزایش دهید. اما آیا به همین راحتی است؟ در واقع اینطور نیست، زیرا هرچه اینترکولر طولانی تر و بزرگتر باشد، احتمال افت فشار ورودی افزایش می یابد که این نیز یکی از موضوعات اصلی مورد بحث در این واحد است. چرا افت فشار رخ می دهد؟ اینترکولر که بر عملکرد تأکید دارد نه تنها باید قابلیت اتلاف حرارت خوبی داشته باشد، بلکه باید افت فشار را نیز کاهش دهد. با این حال، سرکوب افت فشار و بهبود راندمان خنک کننده از نظر تکنیک کاملاً متضاد هستند. به عنوان مثال، اگر اینترکولر با همان اندازه کاملاً برای اتلاف گرما طراحی شده باشد، باید لوله داخل آن نازک‌تر شود و تعداد پره‌ها افزایش یابد، که مقاومت هوا را افزایش می‌دهد. اما اگر برای حفظ سطح فشار طراحی شده باشد، لوله باید ضخیم شود و تعداد پره ها کاهش یابد و راندمان تبادل حرارت در مقایسه با آن ضعیف تر خواهد بود. بنابراین، اصلاح اینترکولر آنقدر که ما فکر می کنیم ساده نیست. بنابراین، به منظور متعادل کردن راندمان خنک کننده و نگهداری فشار، اکثر افراد با لوله و پره ها شروع می کنند.

قسمت بعدی باله هاست. پره های یک اینترکولر عمومی معمولاً نوارهای مستقیم و بدون هیچ منفذی هستند و عرض اینترکولر طول باله ها را تعیین می کند. با این حال، از آنجایی که پره ها نقش عمده ای در عملکرد اتلاف گرما در کل اینترکولر دارند، تا زمانی که سطح تماس با هوای سرد افزایش یابد، راندمان تبادل گرما را می توان افزایش داد. از این رو بسیاری از پره های اینترکولر طرح های متنوعی دارند که در این میان پره های موجی یا به اصطلاح کرکره ای پرطرفدارترین هستند. با این حال، از نظر راندمان اتلاف گرما، پره های خنک کننده همپوشانی هنوز بهترین هستند، اما مقاومت در برابر باد که ایجاد می کنند نیز واضح ترین است. بنابراین، آنها بیشتر در اتومبیل های مسابقه ای ژاپنی D1 رایج هستند، زیرا این اتومبیل های مسابقه ای سریع نیستند، اما برای محافظت از موتور در حال کار در سرعت های بالا به اتلاف گرمای خوب نیاز دارند. اینترکولر را اصلاح کنید. [2]

بسته به ظرفیت توربین

پس از بحث در مورد تئوری های مختلف اصلاح اینترکولر، چه مواردی باید در هنگام اصلاح واقعی مورد توجه قرار گیرد؟ به طور کلی، اینترکولرهای اصلاح شده عمدتاً به انواع مبادله اصلی و کیت های با ظرفیت بالا تقسیم می شوند که نیاز به تغییر قابل توجهی در پیکربندی لوله دارند. مشخصات نوع تعویض مستقیم مشابه نمونه های اصلی است که تنها تفاوت آن در طراحی متفاوت لوله و پره های داخلی و ضخامت کمی بیشتر است. این کیت برای وسایل نقلیه ای که از کارخانه اصلی اصلاح نشده اند یا مواردی که تغییرات زیاد نیست مناسب است و می تواند پتانسیل موتور اصلی را تحریک کند. در مورد اینترکولر با ظرفیت زیاد، علاوه بر افزایش مساحت بادگیر برای افزایش اتلاف گرما، ضخامت آن برای اطمینان از دمای ثابت افزایش می یابد. با در نظر گرفتن اینترکولر تولید شده توسط Haoyang به عنوان مثال، نوع عمومی آن حدود 5.5 تا 7.5 سانتی متر (مناسب برای خودروهای 1.6-2.0 لیتری) و نوع تقویت شده حدود 8 تا 105 سانتی متر است (مناسب برای خودروهای بالای 2.5 لیتر). علاوه بر این، یک مخزن بزرگ ذخیره هوا به شکل قیف برای به حداقل رساندن مقاومت جریان هوا استفاده می شود. البته استفاده از اینترکولرهای تقویت شده زمانی مناسب تر است که به توربین های متوسط ​​و بزرگ مجهز شوند. به عنوان مثال، استفاده از موتورهایی با توربین های زیر 6 توصیه نمی شود، زیرا هیسترزیس جدی تر خواهد بود و منجر به واکنش سوپرشارژ با سرعت کم نمی شود. با این حال، در خودروهای NA-to-Turbo، بهتر است اینترکولر بزرگتر داشته باشید، زیرا ممکن است راندمان خنک کننده طرح اصلی کافی نباشد. علاوه بر این، حتی اگر تنظیم سوپرشارژ پایین باشد، نمی توان اینترکولر را حذف کرد. از این گذشته، دمای ورودی کمتر نه تنها می تواند دوام موتور را افزایش دهد، بلکه به پایداری توان خروجی نیز کمک می کند.

از سوی دیگر، اینترکولرها علاوه بر استفاده از هوا برای دفع گرما، از خنک کننده آبی نیز استفاده می کنند. تویوتا Mingji 3S-GTE یک نمونه است. مزیت اصلی آن این است که بدنه کولر آن درست در جلوی دریچه گاز قرار گرفته است، بنابراین لوله ورودی بسیار کوتاه است و ویژگی های پاسخ دهی بالا را دارد. علاوه بر این، خود آب دارای دمای ثابت بسیار بالایی است که برای پایداری دمای ورودی نیز بسیار مفید است، به خصوص در مواقعی که هیچ اثر ضربه ای در جلوی خودرو وجود ندارد، مانند ترافیک. با این حال، از آنجایی که باید به یک پمپ آب اختصاصی و یک رادیاتور متصل شود و کاهش دما به اندازه خنک کننده مستقیم هوا نیست، اینترکولرهای هوا خنک هنوز هم جریان اصلی هستند.

صاف کردن اولویت است

در مورد موقعیت نصب اینترکولر، به طور کلی به دو نوع نصب شده در جلو و نصب در بالا تقسیم می شود. از نظر اتلاف گرما، نوع نصب شده در جلو که در سپر جلو قرار دارد البته بهتر است، اما از نظر پاسخگویی، نوع نصب شده در بالا مزیت بیشتری دارد. این اثر مستقیم بوست ناشی از لوله کوتاه است. به عنوان مثال، برای کوتاه کردن لوله اینترکولر جلو، Impreza WRCar دریچه گاز را معکوس می کند تا افت فشار ناشی از لوله طولانی را کاهش دهد. تصور اینکه تطابق کلی لوله ورودی نیز یک نکته کلیدی است که هنگام اصلاح اینترکولر باید به آن توجه شود، دشوار نیست. بنابراین در هنگام ارتقا یا نصب اینترکولر علاوه بر توجه به سایز اینترکولر باید تا حد امکان طول لوله را کوتاه کرد و جهت کاهش خمیدگی و نقاط جوش و غیره صاف کرد. اینها همگی راه هایی برای افزایش دبی هوا هستند، زیرا اگر نقاط جوش و خمش زیاد باشد، صافی جریان هوا را تحت تاثیر قرار می دهد.