اینترکولر وعملکردآن درموتور دیزل

در این مقاله

اینتر کولر خنک کننده هوا بعداز توربو شارژ و قبل از ورود به موتور است اما چرا این کار فوق العاده است احتمالا مهم تر از کاهش دمای هوا که به دست می آورد افزایش در چگالی بار هوایی است که می توان با خنک کننده رادیاتور هوا به دست آورد. 

هوا  ی گرمتر هنگامی که فشرده - و هوای گرم نسبت به هوای سرد متراکم (کمتر) است بنابراین یک توده پایین تر از هوا در یک دوره خاص زمانی که آن را گرم تر از زمانی که آن را سرد شده هدف واقعی شارژ فشرده و سرمایش است برای افزایش توده هوا که به سیلندر موتور قرار داده میشود 

توجه داشته باشید که هوا دارای جرم و تعداد مولکول های اکسیژن برای احتراق سوخت به طور مستقیم مربوط به توده هوا در سیلندر موتور است اگر حجم ثابتی از هوا به مقدار 1 لیتری چگالی در 15 C و فشار اتمسفر نرمال (حدود 14.7 PSI به صورت مطلق و یا در حدود 1.0 بار مطلق) چگالی 1.225 گرم / L است به عنوان حجم سیلندر موتور ثابت است تنها راه برای افزایش توده هوا در آنها این است که افزایش چگالی آن بیشتر است بنابراین ابتدا فشرده سازی هوا می باشد اگر توربوشارژر هوا را افزایش می دهد به 2.0 بار مطلق (حدود 30 PSI سیستم ترمز ضد قفل (ABS)) و درجه حرارت هوا هنوز 15 C چگالی حدود 2.45 G / L اما در صورتی که درجه حرارت بیشتر از 15 C اصلی ما چگالی کمتر از 2.45 گرم / L خواهد بود 

چگال شارژ هواکولر به این معنی است که ما باید یک توده هوا به سوخت تبدیل بخار و قدرت بیشتر در نهایت از موتورکه در دسترس می باشد به طور کلی آن را نیز خنک تر می نماید و بیشتر سوخت کارآمدتر بنابراین پاسخ این است که هوا سرد است که کولر می تواند بهوجود آورد وبه محفظه احتراق ارسال کند

 ینترکولر یا شارژ کولر

در مقدمه این مقاله ذکرشده که اصطلاح میانی اصطلاح فنی دقیق در این نرم افزار نیست 

برای روشن شدن این اجازه را میدهد تا با مقایسه آنچه اتفاق می افتد در سایت های بزرگ صنعتی و معادن که در آن کمپرسورهای بزرگ هوا تامین هوای موردنیاز به سایت های بزرگ صنعتی و معادن اغلب هوا از فشار اتمسفر را افزایش می دهد می گویند فشار سنج 800kPa (kPag) (حدود 120psig) چند مرحله اغلب سه یا بیشتر برای مثال ممکن است فشار به 300kPag در مرحله اول بالا بردن 600kPag در مرحله دوم و در مرحله سوم 800kPag. 
کولر ها یا دستگاه های هوا به آب مانند رادیاتور خنک کننده خودرو مشغول به کار در جهت معکوس است در پایان از کمپرسور آن که به طور معمول به یک مبدل حرارتی نهایی به طور کلی به نام "aftercooler برای خنک کردن هوا قبل از آن را به کاربران هوای فشرده لوله کشی شده

بنابراین زمانی که در دنیای خودرو نگاه کنید مگر اینکه خودرو بسیار با تکنولوژی بالا با 2 ترتیبی توربو شارژر-و کولر در بین آنها آن را به امن است که فقط در مورد تمام وسایل نقلیه توربو-دیزل که شارژ هوا سرد دارند aftercoolers  ​​نه اینتر کولر در واقع اصطلاح ایده آل برای چنین دستگاه هایی است که احتمالا کولر مسئول زیرا آن را توصیف چه چیزی است که در واقع وجود دارد به انجام - صرف نظر از اینکه خنک کننده شارژ است که توسط مبدل حرارتی هوا به هوا و یا هوا به آب انجام میشود 

در بین هر مرحله هوا را از بدنه اصلی از کمپرسور و خروج از طریق مبدل حرارتی به نام اینتر کولر مرحله یا میانی منتقل می کند و سپس به مرحله بعدی فشرده بیشتر منتقل می کند مبدل حرارتی می تواند دستگاه های هوا به هوا مانند خودرو اینتر

 شارژ انواع کولر

کولر شارژ می تواندبا اشکال مختلف و در مکان های مختلف در خودرو نصب می کنند اکثر دستگاه های هوا به هوا و بنابراین نیاز به یک منبع خوب از هوای سرد در خارج از خودرو است این معمولا یک رادیاتور کوچک شبیه با لوله های نازک هوا شارژ و باله های خوب برای مهار برای پراکنده کردن گرما را به هوای محیط. 

 این نظریه

در عوض از نظریه عمل و ریاضی توضیحات در مورد انتقال حرارت همکاری efficients، مناطق سطح موثر و غیره ما را در اثر خنک کننده مسئول نگاه کنید. 

فشار دما و حجم جرم ثابت گاز توسط یک قانون فیزیک به نام معادله گاز ایده آل

PV / T = ثابت

که در آن P = فشار مطلقV = حجم و T = درجه حرارت مطلق است. 

آن را واقعا می گوید این است که اگر هر یک از این پارامترها به شما تغییر کند حداقل یکی از دیگران نیز تغییر خواهد کرد. 

راه دیگر برای نوشتن این است: P1V1/T1 = P2V2/T2

که در آن نظرات P1، V1 و T1 توصیف هوای محیط ما وارد هوای پاک و P2، V2 و T2 توصیف بیرون آمدن هوا از کمپرسور توربو ما. 

شما ممکن است فکر کنید که عنوان آن را به نام "معادله گاز ایده آل آن را در دنیای واقعی واقعا اعمال نمی شود اما در فشار و درجه حرارت پایین پذیری در حال صحبت کردن در مورد آن بسیار دقیق است[هر چند فوق فشار العاده بالا ی دیگهای بخار در نیروگاه های برق به عنوان مثال در ریاضیات کمی سختتر است 



همانطور که قبلا ذکر شد این معادله به جرم گاز ثابت است فیزیک دانان می گویند این است که توده هوا از طریق پاک کننده هوا از موتور در یک ثانیه کشیده شده است در حالی که ما در حال رانندگی در دریچه گاز و بار سنگین حجم از هوا مربوط به توده هوایی ما با معادله زیر محاسبه میشود

V = M / D، که در آن M = جرم (گرم) و D = چگالی (گرم / لیتری)

و بنابراین اگر "V" را در معادله جایگزین کنیم( دریافت  P1m1/T1d1 = P2m2/T2d2. 

به عنوان جرم از هوا ترک توربو است همان است که در جمعی از هوا وارد آنM1 = M2 و معادله ما می شود

P1/T1d1 = P2/T2d2 

وهم می توانیم این را به تنظیم مجدد درآوریم 

D2 / D1 = پس از تراکم توربو شارژر / پیش توربو چگالی = P2/P1 X T1 / T2. 

قبل از اینکه نیاز به فشار و اندازه گیری درجه حرارت روشن است در مورد مفهوم فشار مطلق در اولین مقاله از این سریکه، فشار بالا یک خلاء مطلق است بنابراین، برای تبدیل از فشار سنج (و یا افزایش فشار) فشار مطلقنیاز به اضافه کردن 14.7psi یا 1.0Bar. 

 مقاله 2

آشکار است ه اینترکولرها تنها با وسایل نقلیه سوپرشارژ شده یا توربوشارژ شده کار می کنند که در آن ها یک اختلاف اساسی در دمای بین هوای ورودی به موتور و محیط خنک کننده وجود دارد (اینترکولر). از آن جایی که سوپرشارژرها هوا را به طور قابل توجهی در هنگام فشرده کردن آن گرم می کنند، ممکن است تفاوت دمایی بسیار بالایی بین اینترکولر (دمای هوای محیط – ۲۷ درجه سانتی گراد یا بیشتر) و هوای فشرده شده (۹۳-۱۷۷ درجه سانتی گراد) وجود داشته باشد. سوپرشارژرهایی با قدرت بیشتر هوای خروجی گرم تری را ایجاد می کنند و همان طور که قدرت را افزایش می دهندذ اثرات اینترکولر بیشتر و بیشتر ملموس می شود. به طور کلی اینترکولرهایی با کمتر از psi9- 8 افت فشار برای موتورهای سوپرشارژ شده توصیه نمی شود و می توان از مزایای آن صرف نظر کرد. عمدتاً اینترکولر زمانی که قدرت ماکزیمم برای اکتان خاصی از سوخت مد نظر است مورد استفاده قرار می گیرد. اینترکولرها در اقلیم های گرم و خنک به خوبی عمل می کنند و در کاربردهای مناطق آبی به خاطر دست یابی آسان به آب خنک مناسب است
سوال اساسی این است که آیا اینترکولر جریان هوا به موتور را محدود می کند؟ در پاسخ باید گفت: بله! هر زمانی که مانعی در مسیر جریان هوا به درون موتور وجود داشته باشد (شبیه یک پره یا بادگیر اینترکولر)، افت فشار ایجاد خواهد شد. اینترکولرهای امروزی در کاهش این نقصان بهینه شده اند به طوری که مزایای به دست آمده از خنک کردن دمای هوای ورودی به موتور بر از دست دادن ۱ – psi 2 فشار برتری دارد به طوری که دوباره می توان توسط یک مکانیزم ساده آن را بازیافت کرد
در حالی که اینترکولرها به خوبی بر روی سوپرشارژرهای با فشار خروجی بالاتر کار می کنند برای قدرت پایین تر توصیه نمی شوند. اگر نیاز به عملکرد استثنایی موتور باشد، اضافه کردن اینترکولر به موتور توصیه می شود. یا کیت سوپرشارژری که دارای یک اینترکولر و قیمت مناسبی هستند. Paxton نیز چندین اینترکولر را معرفی کرده که بسیار متناسب با سیستم های سوپرشارژری هستند در حالی که Vortech دارای اینترکولرهایی با چندین کیت است

زمینه

به طور خلاصه عمل اینترکولرها خنک کردن هوای شارژ شده در حال عبور از منیفولد ورودی است. وقتی که توربوشارژر هوای ورودی را برای تغذیه نیروی موتور فشرده می کند، یک محصول جانبی این فشردگی تولید گرما یا حرارت است. هدف آن است که با عبور کردن هوای گرم در طول مبدل، خنک شده و تراکم آن افزایش (برای افزایش توان) و حتمال انفجار کاهش یابد (همچنین افزایش توان بدون انفجار). در واقع دو چیز برای بحث کردن زمان ارزیابی عملکرد یک c/I وجود دارد. یکی راندمان دمایی آن و دیگری نسبت فشار آن است. هدف شما کارایی دمایی و فشار صد درصد خواهد بود؛ یعنی این که هوای موجود در I/C به دمای محیط برسد به طوری که کاهش در فشار به وجود نیاید اما محدودیت ابعادی و هزینه تمام شده اجازه نمی دهد، هوای شارژ را به دمای محیط برگرداند. به علاوه مقداری افت فشار در طول مرکز وجود دارد که توان را کاهش می دهد. به دست آوردن تراکم ۱۵ درصد از خنک کردن تنها برای برگرداندن ۱۰ درصد از انرژی از دست رفته در افت فشار که تنها سبب بازیافت پنج درصد توان می شود، مقرون به صرفه نیست. بعضی از افراد بر این عقیده اند که می توان قدرت را بالا برد تا فشار از دست رفته جبران شود اما آن چه در واقع انجام می شود این است که نیاز است هوا را فشرده کرد تا به نسبت بالاتری در نقطه اولیه برسیم. بدین ترتیب هوای خروجی فشرده کننده یا کمپرسور گرم تر نیز خواهد بود وقتی که به I/C می رسد (کاهش دادن مزیت)

کارایی دمایی
زمانی که دمالی هوا ۲۷ درجه سانتی گراد است و هوای گرم ۹۳ درجه به I/C وارد می شود، اگر I/C از لحاظ دمایی صد در صد کارا باشد (دمای هوای ورودی به موتور با دمای هوای محیط برابر باشد). در این مثال یک کاهش ۱۲۰ درجه ای در دمای هوای شارژ است. اگر I/C دارای ۵۰ درصد کارایی بود نیمی از این اختلاف دمایی وجود داشت.
از لحاظ ریاضی این فرمول عبارت است از
کارایی دمایی (درصد) = ۱۰۰× (افت دما در I/C / (افت حداکثری ممکن دما)
یا به طور معمول تر: کارایی مایی (درصد)=۱۰۰× (tin-tin-tambient)/(tout)
البته دمای ورودی و دمای خروجی، دمای هواهای درون و بیرون I/C هستند و Tambient دمای هوای خارج خودرو (محیط بیرون) است
پیش از آن که موارد دیگر را مطرح کنیم یک بحث نهایی وجود دارد و آن مربوط به این است که کارایی فقط یک عدد برای بیان کردن نیست بلکه ارزش آن زمانی آشکار می شود که بخواهیم بدانیم، آهنگ تغییرات جریان هوای عبوری از سیستم چگونه تغییر می کند. زمانی که جریان هوا بالا باشد، اختلاف دما کاهش می یابد در نتیجه کارایی نیز کاهش می یابد. اگر اینترکولری با کارایی حرارتی ۸۰ درصد بر روی wolvo نصب شود و سپس آن را بر روی موتور ۵۰۰ اینچ مکعبی توربوشارژر شده نصب کنیم مشخص خواهد شد که کارایی پایین تر می آید. (افت فشار بیشتر از دما خواهد بود.)

کارایی فشار
به جای مطرح کردن کارایی به درصد، اغلب افت فشار را در I/C طرح می کنند البته نقصان فشار وابسته به جریان هوا در مرکز آن است و بدین ترتیب افت فشار با دور موتور (RPM) موقعیت دریچه کنترل، بالا رفتن قدرت و … افزایش می یابد. اختلاف فشار مناسب به ورودی و خروجی اجازه می دهد تا به حداکثر درجه تشابه رسیده و این اختلاف فشار نمایش داده شود. چون افت فشار معمولاً زمانی که با فشارهایی کوچک اندازه گیری شده مقایسه می شود دقت داده ها افزایش می یابد
البته هدف افت فشار صفر Psi است اما معمولاً افت فشارهای ۲و ۱ psi بالا بوده و حداکثر ۱psi هنوز قابل قبول است. زمانی که افت فشار بالاتر از ۲و ۱ psi می رود می توان پذیرفت که افت توان قابل قبول نبوده و باید بهبود ایجاد کرد. اینترکولر کارخانه ای در تقویت بار دارای یک افت فشار حداکثری ۲و۱ psi است. چه مقدار توان این برای ما هزینه دارد؟ یک قاعده خوب این است که هرپوند افزایش فشار اضافه (تقریباً ۸ HP اسب بخار) قدرت خروجی موتور را افزایش می دهد و بدین ترتیب می توان قدرت HP 10 اضافه را به دست آورد اما هرگز نمی توان افت فشار صفر Psi را برای I/c جایگزین کرد. بدین ترتیب میزان قدرت به دست آمده در محدوده ۵-۸ Hp خواهد بود. اگر I/C جایگزین دارای کارایی دمایی بالاتری باشد، می توان Hp10 قدرت را به دست آورداگر بتوان افت فشار را در حد psi5/0 نگه داشت، می توان کارایی دمایی را ۱۵-۱۰ درصد افزایش دارد

اینترکولر، استانه افنجار را به واسطه شارژ هوای خنک تر بالا برده و این بدین معناست که می وان برای کارایی بیشتر احتراق بیشتر را اعمال کرد
مزیت های اینترکولر
چندین مزیت مهم برای خنک کننده میانی یا اینترکولر وجود دارد که باعث طرفداران بیشتری شده است. مهم ترین مزیت آن این است که اینترکولر، آستانه انفجار را به واسطه شارژ هوای خنک تر بالا برده و این بدین معناست که می توان برای کارایی بیشتر احتراق بیشتر را عمال کرد و یا سوخت با اکتان کمتر را قبل از به وجود آمدن انفجار وارد موتور کنید. این خصوصیات، اینترکولرها را بسیار مناسب برای موتورهایی کرده است که می توانند مسافت زیادی را بدون سوخت گیری طی کنند همچنین هوای خنک تر به موتور اجازه می ده تا به طور جزئی سرد کار کند و احتمال گرم شدن بیش از حد را کاهش می دهد همچنین اینترکولر موتور را قادر می سازد تا توان بیشتری تولید کند چرا که هوای متراکم تری به اتاق احتراق موتور وارد می شود
به هر حال نمی توان تصور کرد که به سادگی می توان یک اینترکولر را بر روی موتور سوپرشارژ شده نصب کرد و انتظار داشت قدرت موتور با هر تغییر دیگری افزایش یابد. اینترکولرها برخی اصطکاک های داخلی را ایجاد می کنند که باعث کاهش جزئی در قدرت شده و همچنین می تواند باعث شود که موتور به واسطه شارژ هوای متراکم تر به سستی کار کند. این مشکلات به سادگی قابل حل شدن بوده و جای نگرانی وجود ندارد. به هر حال نمی توان این مشکلات را نادیده گرفت. فشار تقویت می تواند توسط حلزونی سوپرشارژر کوچک تر و به عقب برگشت داده شود. (در واقع می توان قدرت بیشتری را ایجاد کرد.) حلزونی کوچک تر سوپرشارژر را به طور سریع تر گردش داده و خروجی آن را فزایش می دهد.حلزونی کوچک تر سوپرشارژر برای تنظیم و مدیریت سطوح تقویت بالاتر موتور طراحی شده است. اصلاح کردن نسبت هوا/سوخت برای جبران هوای ورودی متراکم تر می تواند با انژکتورهای سوختی بزرگ تر FMU و تنظیم و کالیبره مجدد، پمپ سوخت بزرگ تر و سنسور فشار هوای ورودی انجام گیرد.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: