اینتر کولر و افتر کولر

عاملی به نام تراکم هوا :

اصل کار سیستم‌های پر خوران به فشرده کردن هوا و افزایش حجم ورودی مخلوط  هوا و سوخت به داخل سیلندر است. طبق قوانین ترمودینامیکی وقتی که یک سیال فشرده می‌شود، برخورد‌های مولکولی بیشتر می‌شود، فشار بالاتر می‌رود و در نتیجه دمای آن افزایش پیدا می‌کند.

ورود هوای گرم به داخل سیلندر‌ها برای سوخت و ساز چندان مشکل‌ساز نمی شود اما وقتی که این هوا از میزان معینی گرم‌تر شود، دو مشکل اساسی پدید می‌آورد؛ یکی این که به خاطر هوای موجود در داخل سیلندر که دمای بالایی دارد، به محض این که پیستون بالا می‌آید و مخلوط هوا و سوخت فشرده می‌شود، این تراکم باعث می‌شود تا دمای هوایی که گرم است بالا تر برود و منجر به پدیده خودسوزی  شود که به آن پدیده ضربه نیز می‌گویند و اثرات مخربی روی پیشرانه می‌گذارد ( پدیده خودسوزی، ضربه یا Knocking به حالتی گفته می‌شود که پیستون در حال بالا آمدن داخل سیلندر است و هنوز که به نقطه نهایی بالا یا مرگ بالا نرسیده است، مخلوط سوخت منفجر می‌شود و سعی دارد تا پیستونی را که در حال بالا آمدن است به پایین فشار دهد که با صدای زیادی شبیه به تقه ای که با چکش به بدنه موتور زده شود، قابل شناسایی و درک است).

در این حال برای این که از این مشکل ناخوشایند دوری کنیم، باید از بنزین با اکتان بالاتر یا از مکمل‌های مناسب استفاده شود تا نقطه اشتعال و انفجار بنزین بالاتر رفته و از این پدیده جلوگیری شود. اما ایراد دیگر ورود هوای گرم به داخل پیشرانه، این است که هوای گرم هر چند توسط سیستم پر خوران فشرده شده است، اما چگالی مولکولی آن به خاطر گرم بودنش کمتر است و هوای سرد از این نظر دارای کارکرد بسیار بهتری است.

هوای سرد دارای مولکول‌های اکسیژن بیشتری نسبت به همان حجم از هوای گرم است. این مشکل در سیستم پرخورانی با توربو شارژر شدیدتر است؛ چرا که توربو شارژر به خاطر قرار داشتن در مسیر هوای گرم و داغ گاز‌های خروجی اگزوز، هوایی را که به سمت موتور و سیلندر‌ها می‌فرستد، بسیار بیشتر از سوپر شارژر‌ها گرم می‌کند پس باید از یک وسیله برای سرد کردن و افزایش چگالی آن استفاده کرد و آن چیزی نیست جز خنک کن‌های خودرویی که به دو دسته اینتر کولر و افتر کولر تقسیم‌بندی می‌شوند.

با سرد شدن هوا، هر چند که فشار آن نیز پایین می‌آید و کارایی توربو شارژر زیر سوال می‌رود، اما اگر این قطعه به شکل مهندسی شده و به شکل علمی ساخته شده باشد، میزان افزایش چگالی هوا نسبت به کاهش فشار آن، به قدری است که اثر اینتر کولر و افتر کولر به نحو مطلوبی در سیستم دیده می‌شود. این قطعه می‌تواند تا 15 درصد منجر به افزایش قدرت پیشرانه شود.

اینتر کولر

هنگامی که توربوشارژ هوا را فشرده می نماید، در اثر افزایش فشار، دمای آن نیز افزایش می یابد. افزایش دمای هوا نیز باعث انبساط آن و کاهش مقدار اکسیژن موجود در یک حجم مشخص می گردد. بنابراین لازم است که از گرم شدن هوا جلوگیری به عمل آید. برای این منظور از یک واحد خنک کننده به نام اینتر کولر استفاده می شود که در جلوی رادیاتور نصب می گردد.

اینتر کولر یک مبدل حرارتی (Heat Exchanger) می باشد که هوای خارج شده از توربوشارژ قبل از ورود به سیلندر، از داخل آن عبور نموده و خنک کاری می شود. توجه داشته باشید که در اینترکولر، هوا با هوا خنک می شود. خنک کاری هوای فشرده قبل از ورود به سیلندر تا حد زیادی می تواند باعث افزایش راندمان موتور، کاهش مصرف سوخت و کم شدن میزان آلایندگی گازهای خروجی اگزوز شود.

افتر کولر

افتر کولر نیز همچون اینتر کولر به منظور خنک کاری هوای خارج شده از توربوشارژ قبل از ورود به داخل سیلندر مورد استفاده قرار می گیرد. با این تفاوت که اینترکولر در جلوی رادیاتور قرار می گیرد و هوای داخل خارج شده از توربوشارژ، طی یک مسیر نسبتاً طولانی با هوا خنک می شود. ولی افتر کولر در دهانه ورودی سیلندر قرار گرفته و عمل خنک کاری هوای بیرون آمده از توربوشارژ را توسط آب انجام می دهد.

برای این منظور در افتر کولر محفظه ای تعبیه شده است که در جداره های آن تعدادی لوله قرار گرفته است. این لوله به منظور عبور جریان آب می باشند. این جریان آب همان آبی است که برای خنک کاری موتور استفاده می شود و در رادیاتور خنک کاری می شود. بنابراین با عبور جریان آب از درون لوله های جداره محفظه افتر کولر، هوای خارج شده از توربو شارژ خنک می گردد.

مرکز یادگیری سایت تبیان