اینترکولر چیست و چگونه کار میکند؟
اگر با عملکرد داخلی موتور خودرو آشنا هستید، ممکن است بدانید که هوای ورودی به موتور، قبلاز تزریق سوخت و احتراق فشرده میشود. این فرآیند فشردهسازی، گرما ایجاد میکند و میتواند بازده و عملکرد موتور را کاهش دهد. برای رفع این مشکل از سیستمی به نام اینترکولر استفاده میشود که هوای فشرده را قبل از رسیدن به موتور خنک میکند و باعث میشود که فرآیند احتراق کارآمدتر شود و توان خروجی موتور افزایش یابد. اگر میخواهید بدانید اینترکولر چیست و نحوه عملکرد آن چگونه است، تا انتهای مقاله ما را همراهی کنید.
منظور از اینترکولر چیست؟
اینترکولر یک وسیله مکانیکی است که در موتورهای احتراق داخلی توربوشارژ و سوپرشارژ برای بهبود کارایی وعملکرد آنها استفاده میشود. اینترکولر در اصل یک مبدل حرارتی است که هوای فشردهشده را قبلاز ورود به منیفولد ورودی موتور خنک میکند. این فرآیند خنکسازی، چگالی هوا را افزایش میدهد و باعث میشود تا مقدار بیشتری اکسیژن به سیلندرها وارد شود و در نتیجه احتراق کارآمدتر شود و توان خروجی افزایش یابد. اینترکولرها رامیتوان از مواد مختلفی ساخت؛ اما معمولاً از آلومینیوم در ساخت آنها استفاده میشود؛ زیرا سبکوزن است و رسانایی حرارتی خوبی دارد.
هدف از استفاده از اینترکولر چیست؟
هدف اصلی استفاده از یک اینترکولر، خنککردن هوایی است که توربوشارژر یا سوپرشارژر قبلاز ورود به موتور فشرده کردهاند. با خنککردن هوا، اینترکولر احتمال ناکینگ را کاهش میدهد و موجب میشود که هوای بیشتری به موتور وارد شود و قدرت خروجی آن افزایش پیدا کند. علاوهبراین، خنککردن هوا میتواند انتشار گازهای گلخانهای را کاهش دهد.
اینترکولر را میتوان در موتورهای توربوشارژ و سوپرشارژر استفاده کرد. هنگامیکه در یک موتور توربوشارژ به کارمیرود، بین توربوشارژر و موتور قرار میگیرد. در موتورهای سوپرشارژر نیز معمولاً بین سوپرشارژر و موتور نصب میشود. پساز اینکه متوجه شدید اینترکولر چیست، در قسمت بعد با نحوه کار آن آشنا خواهید شد.
اینترکولر چگونه کار میکند؟
اینترکولر از یک سری پره و صفحه برای دفع گرما استفاده میکند. هوا یا سیال از اینترکولر عبور میکند و پرههاموجب انتقال گرما از هوا یا سیال به جو اطراف میشوند. این فرآیند باعث خنک نگه داشتن هوا یا مایع میشود. علاوهبراین، اینترکولر میتواند با جلوگیری از گرمشدن بیشازحد موتور، عمر آن را افزایش دهد.
وقتی هوا توسط یک توربو/سوپرشارژر فشرده میشود، خیلی سریع داغ میشود و محتوای اکسیژن (چگالی) آنکاهش مییابد؛ اما با کمک اینترکولر، هوای خنک متراکم و غنی از اکسیژن در اختیار موتور قرار داده میشود واحتراق بهبود مییابد.
همچنین این وسیله، قابلیت اطمینان سیستم را افزایش میدهد؛ زیرا دمای هوای ورودی به موتور را ثابت میکند وموجب میشود که نسبت هوا به سوخت موتور در سطح ایمن باقی بماند.
انواع اینترکولر چیست؟
دو نوع اینترکولر وجود دارد که عبارتاند از هوا به هوا و هوا به آب. در ادامه یاد خواهید گرفت که انواع اینترکولرچیست و هرکدام چه مزایا و معایبی دارند.
اینترکولر هوا به هوا
این نوع اینترکولر وسیلهای است که برای خنککردن هوای فشردهشده توسط توربوشارژر یا سوپرشارژر استفاده میشود. آنها بخش مهمی از سیستمهای القایی اجباری هستند، به کاهش دمای ورودی موتور کمک میکنند و منجر به افزایش قدرت و کارایی آن میشوند. دو نوع اصلی اینترکولر هوا به هوا وجود دارد: نصب جلو و نصب بالا. اینترکولرهای نصب جلو معمولاً گستردهتر و موثرتر از اینترکولرهای نصب بالا هستند؛ اما نصب آنها ممکن است چالشبرانگیزتر باشد. اینترکولرهای نصب بالا آسانتر نصب میشوند؛ اما در خنککردن هوا، کارایی کمتری نسبت به مدل دیگر دارد.
مزایای اینترکولر هوا به هوا
● سادگی: اینترکولرهای هوا به هوا از نظر طراحی نسبتاً ساده هستند. این سادگی اغلب منجر به کاهش هزینههای تولید و نصب آسانتر میشود.
● وزن سبک: در مقایسه با اینترکولرهای هوا به آب، اینترکولرهای هوا به هوا سبکتر هستند و برای کاربردهایی که وزن مهم است، مناسباند.
● تعمیر و نگهداری کم: اینترکولرهای هوا به هوا معمولاً به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند؛ زیرا به یکسیستم خنککننده مایع جداگانه متکی نیستند.
معایب اینترکولر هوا به هوا
● وابستگی به هوای محیط: اثربخشی اینترکولرهای هوا به هوا به دردسترسبودن جریان هوای محیط بستگی دارد. در شرایطی که جریان هوا محدود باشد، مانند توقف و حرکت در سرعتهای پایین، راندمان آنها ممکن است کم شود.
● اشباع حرارتی: در طول دورههای طولانیمدت بار زیاد موتور، اینترکولرهای هوا به هوا ممکن است دچاراشباع گرمایی شوند و در خنککردن هوای ورودی کارایی کمتری داشته باشند.
● ظرفیت خنککنندگی محدود: اینترکولرهای هوا به هوا در مقایسه با اینترکولرهای هوا به آب ظرفیت خنککنندگی محدودتری دارند.
اینترکولر هوا به آب
اینترکولر هوا به آب از آب برای خنککردن شارژ هوای خروجی توربوشارژر یا سوپرشارژر استفاده میکند. مزیت اصلی این نوع اینترکولر نسبت به اینترکولر هوا به هوا این است که میتواند بار بسیار متراکمتری از هوا را برای موتور ایجاد کند. این امر منجر به تولید قدرت بیشتر موتور و همچنین افزایش راندمان سوخت میشود. اینترکولرهای هوا به آب را میتوان در هر جایی از محفظه موتور نصب کرد؛ بهشرطیکه رادیاتور در موقعیتی با جریان هوا خوب نصب شود یا یک فن مناسب به آن متصل باشد.
مزایای اینترکولر هوا به آب
● خنککنندگی کارآمد: اینترکولرهای هوا به آب، بهدلیل قابلیت اتلاف گرمای کارآمد خود، بهویژه در شرایطی که جریان هوای محیط محدود است، شهرت دارند.
● مقاومت در برابر اشباع گرمایی: برخلاف اینترکولرهای هوا به هوا، اینترکولرهای هوا به آب کمتر مستعداشباع گرمایی در طول دورههای طولانیمدت بار زیاد موتور هستند؛ زیرا برای دفع گرما از یک سیستم خنککننده مایع جداگانه کمک میگیرند.
● انعطافپذیری: اینترکولرهای هوا به آب به جریان هوای محیط وابسته نیستند که میتواند در کاربردهایی بافضای محدود یا جایی که آیرودینامیک اهمیت دارد، مفید باشد.
معایب اینترکولر هوا به آب
● پیچیدگی: اینترکولرهای هوا به آب معمولاً در طراحی و نصب، در مقایسه با اینترکولرهای هوا به هوا پیچیدهتر هستند و اغلب به قطعات اضافی مانند پمپ آب، رادیاتور و خطوط خنککننده نیاز دارند.
● وزن: با توجه به اجزای اضافی مورد نیاز، اینترکولرهای هوا به آب ممکن است سنگینتر از اینترکولرهای هوابه هوا باشند
● تعمیر و نگهداری: اجزای اضافی اینترکولرهای هوا به آب، مانند پمپ آب و لولههای خنککننده، ممکن است به تعمیر و نگهداری بیشتری نیاز داشته باشند که به پیچیدگی کلی سیستم میافزاید.
اکنون که توضیح دادیم که انواع اینترکولر چیست و مزایا و معایب هرکدام را بررسی کردیم، شاید بخواهید بدانید که کدام یک از آنها بهتر است. در قسمت بعد به این موضوع میپردازیم.
اینترکولر هوا به هوا بهتر است یا هوا به آب؟
انتخاب بین اینترکولر هوا به هوا و اینترکولر هوا به آب به عوامل مختلفی مانند کاربرد، فضای موجود و اهداف عملکرد بستگی دارد.
اینترکولرهای هوا به هوا بهطورکلی از نظر طراحی سادهتر، سبکتر و مقرونبهصرفهتر هستند. آنها برای دفع گرمااز هوای ورودی فشرده، به جریان هوای محیط نیاز دارند. این نوع اینترکولر برای کاربردهایی که فضا و وزن مهم هستند، مانند بسیاری از کاربردهای خودرو، مناسب است.
ازسویدیگر، اینترکولرهای هوا به آب از آب، برای دفع گرما از هوای فشرده استفاده میکنند. این نوع اینترکولرمیتواند در خنککردن هوای ورودی کارآمدتر باشد، بهویژه در شرایطی که جریان هوای محیط محدود است؛ مانندمحفظههای موتور با کارایی بالا.
هر دو نوع اینترکولر مزایا و معایب خود را دارند و انتخاب بهترین نوع به نیازها و محدودیتهای خاص موردنظر شماوابسته است.
سخن پایانی
در این مقاله توضیح دادیم که اینترکولر چیست، انواع آن کدام است و هرکدام چه مزایا و معایبی دارند. همچنین درانتخاب گزینه مناسب، اطلاعات مفیدی در اختیار شما قرار دادیم. اینترکولرها نقش مهمی در بهینهسازی عملکرد وراندمان موتورهای توربوشارژ و سوپرشارژ دارند. آنها با خنککردن هوای ورودی فشرده، چگالی هوا را افزایش میدهند و منجر به احتراق کارآمدتر و افزایش توان خروجی میشوند. برای همین درک عملکرد و اهمیت اینترکولرهابرای هر کسی که علاقهمند به مکانیک سیستمهای القایی اجباری است، ضروری است.
مجموعه گروه مهندسی فرجام ژنراتور یکی از بزرگترین تامین کنندگان ژنراتور های صنعتی در داخل کشور است که عرضه با کیفیتترین محصولات از معتبرترین برندهای شناخته شده بینالمللی را در طول چندین سال فعالیت تجاری خود برعهده داشته است. ارائه کاملترین نوع خدمات خرید، فروش,اجاره و تعمیر انواع دیزل ژنراتور و همچنین ارائه بهترین قیمت بازار در کنار جلب رضایت و حفظ و نگهداشت مشتریان، از مهمترین استراتژیهای فرجام ژنراتور در طول سالیان طولانی فعالیت اقتصادی آن است.
