X
تبلیغات
رایتل

اینترکولر چیست؟

شنبه 23 آبان 1394 ساعت 05:32

یکی دیگر از مشکلاتی که استفاده از توربوشارژر و سوپرشارژر به وجود می آورد افزایش دمای هوایی است که وارد موتور می شود. هوای خروجی از توربو می تواند دمایی بین C °120 تا C°150 داشته باشد و این مساله به دو علت رخ می دهد:


1.      مجاورت هوای ورودی با تجهیزات و متعلقات سیستم توربو که در اثر عبور جریان بسیار داغ اگزوز دمایشان به میزان زیادی بالا رفته است.

2.      افزایش فشار در یک سیال (طبق قانون عمومی گاز ها؛ PV=nRT) در حجم و مقدار ثابت سبب افزایش دما می شود. از آنجا که کار اصلی توربو شارژر و سوپر شارژر فشرده سازی هوا است، بر اساس قانون بیان شده دمای هوا افزایش پیدا می کند.

دمای بیش از حد هوا در هنگام ورود به موتور باعث کاهش راندمان می شود چرا که هوای گرم چگالی کمتری دارد بنابراین درصد اکسیژن موجود در یک حجم مشخص هوای گرم کمتر است که مانع سوختن کامل بنزین می شود و از طرفی این گرما می تواند موجب ضربه (knock) در موتور شود همچنین به سرسیلندر آسیب برساند.


برای رفع این مشکل مکانیسمی ارایه شده است که در ادامه می بینیم نحوه ی کارکردی شبیه به رادیاتور اتومبیل دارد با این تفاوت که عمل انتقال حرارت به جای آب با جریان هوا صورت می گیرد.


همانطور که در شکل زیر می بینید هوا بعد از توربو شارژر از شبکه ای مانند رادیاتور که در اینجا با هوا خنک می شود عبور کرده و حرارت خود را از دست می دهد.



در سال 1978 پورشه اینتر کولر را بر روی مدل 3.3 لیتری 911turbo معرفی کرد که تاثیر چشمگیری در بهبود بازده حجمی داشت و دمای هوا را بعد از فشرده سازی 50 تا 60 درجه کاهش می داد و به این ترتیب نسبت کمپرس بیشتری را میسر می ساخت.


توربوشارژر- قسمت دوم

شنبه 23 آبان 1394 ساعت 04:16

همانطور که در قسمت قبل بیان شد یکی از مشکلات اصلی استفاده از توربوشارژر ها تاخیر آنها در پاسخگویی موتور است و انواع توربوشارژر از نظر طراحی، برای رفع این مشکل معرفی کردیم. حال در این قسمت به روش های مختلف به کار بستن سیستم های توربو که برای برطرف کردن مشکل تاخیر ابداع شده اند می پردازیم.


معمول ترین شیوه ی بکار گیری توربوشارژر ها twin-turbo نام دارد که خود به سه روش مختلف نصب می شود:


1.      Parallel twin-turbo:

ساده ترین روش به کارگیری توربو شارژر های دوتایی است. در این طراحی دو توربو ی بزرگ و کوچک به طور همزمان و مستقل فشار هوا را تقویت می کنند به این صورت که خروجی بعضی از سیلندر ها به توربو ی کوچکتر و باقی سیلندر ها به توربوشارژر بزرگتر منتهی می شوند. در دور پایین توربو ی کوچک از تاخیر جلوگیری می کند و توربو ی بزرگ در دور بالا بیشترین بازده ممکن را نتیجه می دهد.


2.      Sequential twin-turbo:

توربو شارژر های متوالی به نحوی در سیستم تعبیه می شوند که در دور پایین تمامی قدرت محدود خروجی اگزوز فقط به سمت توربوی کوچک هدایت می شود و زمانی که در دور بالا جریان اگزوز به اندازه کافی شدت گرفت توربوشارژر قدرتمند و بزرگ تر نیز وارد مدار شده و بازده موتور را به حداکثر می رساند.


3.      Two-stage variable twin-turbo:

این طراحی ویژه ی موتور های دیزل است و بیشتر در این گونه موتور ها مورد استفاده قرار می گیرد چرا که در دور های بسیار پایین کار می کنند و سرعت گاز خروجی آنها به اندازه کافی نیست و بیشتر از موتور های بنزینی باعث turbo lag می شوند.

این طراحی در سه مرحله عملکرد جداگانه ای دارد که بسته به محدوده دور موتور تنظیم می شود که در تصاویر زیر می توانید مشاهده کنید.







توربوشارژر- قسمت اول

جمعه 22 آبان 1394 ساعت 12:12

نیرویی که اتومبیل را به حرکت در می آورد، حاصل از احتراق بنزین در موتور و تبدیل انرژی بنزین به حرکات دورانی توسط موتور است و لازمه احتراق اکسیژن است. از آن جا که هر حجمی از هوا دارای مقدار مشخص و محدودی از اکسیژن است بنابراین تعریف نسبت سوخت و هوا در محفظه احتراق و رساندن اکسیژن کافی به سیلندر ها از دغدغه های مهم مهندسین بوده و همچنان یکی از مواردی است که آنها را به چالش می کشاند.



مدتی است که اتومبیل سازان بزرگ برای رفع مشکلاتی از این دست راه حل های بخصوصی ارایه کرده اند که در طول 4 دهه گذشته بعضی از آنها شکست خورده و به کنار رانده شده اند و برخی دیگر توانسته اند به دلایل مختلف در این عرصه باقی مانده و خدمت رسان صنعت اتومبیل سازی باشند. ایده کلی این راهکار ها بر اساس فشرده سازی هوا و وارد کردن هوای فشرده به درون موتور است تا به این ترتیب مقدار اکسیژن کافی برای احتراق کامل سوخت را حاصل کنند و حداکثر قدرت ممکن را در دسترس ما قرار دهند. سوپر شارژر ها و توربو شارژر ها از موفق ترین و محبوب ترین این راه حل ها هستند.


نحوه ی کار توربو شارژر:

در این سیستم برای فشرده سازی هوا از جریان خروجی اگزوز استفاده می شود به این صورت که هوای خروجی اگزوز یک توربین را به سرعت به حرکت در می آورد و در طرف دیگر این توربین هوایی را که موتور از بیرون دریافت کرده است را مکیده و با فشار تعیین شده به سمت انژکتور ارسال می کند.


مشکل بزرگ:

تاخیر توربو [Turbo lag] بزرگترین مساله ای است که اتومبیل سازان در سیستم های توربو با آن مواجه اند و همین مشکل باعث شده تا مکنیسم های مختلفی در به کار بستن توربوشارژر ها خلق شوند. توربوهای بزرگ در دور موتور های پایین به کار نمی افتند و تا زمانی که به محدوده عملکرد خود برسند مانند وزنه ای بر روی موتور تاثیر می گذارند که پاسخگویی موتور را به شدت تضعیف می کنند. از طرفی توربوشارژر کوچک در دور موتور پایین بخوبی عمل می کند و از تاخیر در پاسخگویی موتور خبری نیست اما در دورهای بالا مانع عملکرد مناسب موتور می شود. شرکت های مختلف راهکار های مخصوص خود را برای حل این مشکل ارایه کردند که در ادامه بررسی می کنیم.

 


ادامه مطلب ...