در ابتدا به توضیحی از مبدل حرارتی اینترکولر و افترکولر می پردازیم:
اینترکولرها نقشی حیاتی در تضمین کارکرد موتورهای توربوشارژ با بازده بهینه خود دارند. نحوه کار آنها و انواع اینترکولرهای موجود را در ادامه مشاهده می کنید.
اینترکولرها (همچنین به عنوان کولرهای هوای شارژ نیز شناخته میشوند) راندمان احتراق موتورهای مجهز به القایی اجباری (اعم از توربوشارژر یا سوپرشارژر) را بهبود میبخشند و قدرت، عملکرد و راندمان سوخت موتورها را افزایش میدهند.
توربوشارژرها فشار هوای احتراق ورودی را افزایش می دهند که انرژی داخلی آن را افزایش می دهد، اما دمای آن را نیز افزایش می دهد. هوای گرم چگالی کمتری نسبت به هوای خنک دارد که باعث کاهش راندمان احتراق آن می شود.
با این حال، با نصب یک اینترکولر بین توربوشارژر و موتور، هوای متراکم ورودی قبل از ورود به موتور خنک میشود و چگالی آن را بازیابی میکند تا عملکرد احتراق بهینه را ارائه دهد.
اینترکولر به عنوان یک مبدل حرارتی عمل می کند و گرمای تولیدی در طول فرآیند افزایش فشار توربوشارژرها را حذف می کند. این کار را با انتقال گرما به محیط خنک کننده دیگری که معمولاً هوا یا آب است انجام می دهد.
در صنعت خودروسازی، افزایش تقاضا برای موتورهای کارآمدتر، با آلایندگی کمتر، منجر به تولید موتورهای توربوشارژر با ظرفیت بسیار کمتر از سوی تولیدکنندگان می شود تا به آنها کمک کند تا به ترکیب مطلوبی از عملکرد و بهره وری سوخت دست یابند.
در اکثر تاسیسات خودرو، خنککننده کافی میتواند توسط یک خنککننده خنککننده با هوا، که بسیار شبیه رادیاتور ماشین کار میکند، تامین شود. هوای خنکتر محیط با حرکت رو به جلو خودرو به داخل کولر می رود و سپس از طریق پرههای خنککننده عبور میکند و گرما را از هوای توربوشارژ به هوای خنکتر محیط منتقل میکند.
در مواردی که خنک کننده هوا مناسب نیست، اینترکولرهای آب خنک یک راه حل بسیار کارآمد هستند. معمولاً بر اساس طرح مبدل حرارتی پوسته و لوله، آب خنککننده از طریق «هسته» لوله مرکزی واحد جریان مییابد، در حالی که هوای شارژ داغ در اطراف بیرونی لولهها جریان دارد و گرمای خود را در حین حرکت از طریق مبدل حرارتی منتقل میکند. “پوسته” داخلی پس از خنک شدن، هوا از اینترکولر خارج می شود و به محفظه احتراق موتور هدایت می شود.
اینترکولرهای آب خنک، قطعات مهندسی دقیقی هستند که برای مقابله با دمای بالای هوای احتراق فشار بالا طراحی می شوند.
یارا مبدل طیف گسترده ای از خنک کننده های هوای شارژی (اینترکولر) را تولید می کند که برای خنک کردن موتورهای دریایی یا زمینی مناسب هستند، تقریباً با استفاده از هر وسیله خنک کننده، از جمله آب نمک، آب شیرین، یا آب غنی از مواد معدنی/آلوده. این واحدها قابلیت دفع حرارت از 5.3 کیلووات تا 146.6 کیلووات را ارائه می دهند و در سراسر جهان معتبر هستند.
افتر کولر یک مبدل حرارتی مکانیکی است که برای حذف گرما و رطوبت تراکم از جریان هوای متراکم طراحی می شود تا هوا به اندازه کافی خنک و خشک باشد تا در تجهیزاتی که با هوا کار می کنند استفاده شود.
افتر کولر هوای فشرده سه عملکرد اصلی دارد:
هوای خروجی از کمپرسور هوا را خنک کند.
رطوبت هوای فشرده را کاهش دهد.
تجهیزات پایین دست را از گرما و رطوبت بیش از حد محافظت کند.
هوای فشرده خارج شده از کمپرسور هوا همیشه گرم خواهد بود. با این حال، دمای دقیق با توجه به نوع کمپرسور مورد استفاده متفاوت خواهد بود.
در موتورهای مدرن، اطمینان از اینکه دمای شارژ بیش از حد نمی شود نیز مهم است. در موتورهای مدرن، این یک امکان واقعی است. دمای بیش از حد می تواند منجر به کاهش چگالی بار و دمای احتراق بالاتر شود. این موضوع می تواند بر گشتاور، قدرت و انتشار گازهای گلخانه ای تأثیر بگذارد.
در حالی که توربوشارژرها و سوپرشارژرها چگالی هوای شارژ را افزایش می دهند، دمای هوا را در منیفولد ورودی نیز افزایش می دهند. این چیدمان با متراکم سازی هوای ورودی بدون خنک کننده بعدی تا دهه 1990 برای کاربردهایی مانند موتورهای دیزل سنگین آمریکای شمالی مناسب بود. با سختتر شدن استانداردهای انتشار، افزایش بیشتری در چگالی هوای شارژ مورد نیاز بود. در حالی که این امر می تواند از طریق متراکم سازی به فشارهای بالاتر حاصل شود، این امر به تجهیزات افزایش فشار گران تری نیاز دارد و دمای چرخه را بیشتر افزایش می دهد.
از طرف دیگر، اگر بتوان دمای منیفولد ورودی را کاهش داد، چگالی ورودی را می توان بیشتر افزایش داد و هوای بیشتری را بدون افزایش فشار منیفولد ورودی به موتور عرضه کرد. در حالی که این امر به کمپرسوری با قابلیت جریان بالاتر نیاز دارد، اما هزینه آن به طور قابل توجهی کمتر از کمپرسوری است که قادر به فشارهای بالاتر نیز باشد.
خنک کردن هوا با مبدل حرارتی هنگام خروج از کمپرسور یک روش معمول برای دستیابی به این خنک کننده هوای شارژ است. چنین مبدل حرارتی به عنوان خنک کننده هوای شارژ (CAC)، اینترکولر یا افتر کولر نامیده می شود. اصطلاح اینترکولر به این واقعیت اشاره دارد که این مبدل حرارتی وظیفه خود را در بین دو مرحله تراکم انجام می دهد. یعنی بین تراکم در کمپرسور و تراکم در سیلندر موتور. اصطلاح افترکولر به هوای شارژی اشاره دارد که پس از افزایش فشار در کمپرسور خنک می شود.
افزایش تقاضا برای بهبود در مصرف سوخت و آلایندگی اگزوز، کولر هوای شارژ را به یکی از اجزای مهم اکثر موتورهای توربوشارژ مدرن تبدیل کرده است.
شما می توانید جهت مشاوره و خرید انواع مبدل حرارتی با متخصصین یاران قطعه توس خراسان(یارا مبدل) در تماس باشید.