عادة ما يكون المبرد البيني مرئيًا فقط في المركبات المجهزة بشاحن توربيني. نظرًا لأن المبرد البيني هو في الواقع مكون داعم للشحن التوربيني، فإن وظيفته هي تقليل درجة حرارة الهواء عالية الحرارة بعد الشحن التوربيني، وخفض الحمل الحراري للمحرك، وزيادة حجم هواء السحب، وبالتالي زيادة قوة المحرك. بالنسبة للمحركات ذات الشحن التوربيني، يعد المبرد البيني مكونًا مهمًا في نظام الشحن التوربيني. سواء كان محركًا فائق الشحن أو محركًا بشاحن توربيني، فيجب تركيب مبرد بين الشاحن التوربيني ومشعب السحب. مع الأخذ في الاعتبار محركًا بشاحن توربيني كمثال، سيتم تقديم مقدمة موجزة عن المبرد البيني أدناه
أحد الأسباب التي تجعل المحركات التوربينية تتمتع بقوة أكبر من المحركات العادية هو أن كفاءة التهوية الخاصة بها أعلى من كفاءة محركات السحب الطبيعي. عندما يدخل الهواء إلى الشحن التوربيني، سترتفع درجة حرارته بشكل كبير وستنخفض كثافته وفقًا لذلك. يلعب المبرد البيني دورًا في تبريد الهواء، ويتم تبريد الهواء عالي الحرارة بواسطة المبرد البيني قبل دخول المحرك. إذا كان هناك نقص في المبرد البيني ودخل الهواء عالي الحرارة بعد الشحن التوربيني مباشرة إلى المحرك، فقد يتسبب ذلك في انفجار المحرك أو حتى تلفه وتوقفه بسبب ارتفاع درجة حرارة الهواء.
يوجد المبرد المتوسط عادة في المركبات المجهزة بشاحن توربيني. لأن المبرد المتوسط هو في الواقع مكون داعم للشحن التوربيني، ووظيفته هي تحسين كفاءة التهوية للمحرك التوربيني.
تأثير
وظيفة المبرد المتوسط هي خفض درجة حرارة سحب المحرك، فلماذا نخفض درجة حرارة السحب؟
(1) درجة حرارة غاز العادم المنبعث من المحرك مرتفعة للغاية، وسوف يؤدي التوصيل الحراري عبر الشاحن التوربيني إلى زيادة درجة حرارة هواء السحب. علاوة على ذلك، أثناء عملية الضغط، تزداد كثافة الهواء، مما يؤدي أيضًا إلى زيادة درجة حرارة الهواء المنبعث من الشاحن التوربيني. مع زيادة ضغط الهواء، تنخفض كثافة الأكسجين، مما يؤثر على كفاءة الشحن الفعالة للمحرك. إذا كنت تريد تحسين كفاءة التضخم بشكل أكبر، فأنت بحاجة إلى خفض درجة حرارة السحب. تظهر البيانات أنه في ظل نفس ظروف نسبة الهواء إلى الوقود، لكل انخفاض بمقدار 10 درجات في درجة حرارة هواء الشحن، يمكن أن تزيد قوة المحرك بنسبة 3٪ إلى 5٪.
(2) إذا دخل هواء التعزيز غير المبرد إلى غرفة الاحتراق، فلن يؤثر ذلك على كفاءة شحن المحرك فحسب، بل سيؤدي أيضًا بسهولة إلى ارتفاع درجة حرارة احتراق المحرك، مما يتسبب في الانفجار والأخطاء الأخرى، وزيادة محتوى NOx في عادم المحرك، مما يتسبب في تلوث الهواء.
ولمعالجة التأثيرات السلبية الناتجة عن ارتفاع درجة حرارة الهواء بعد الشحن التوربيني، فمن الضروري تركيب مبرد داخلي لتقليل درجة حرارة السحب.
(3) تقليل استهلاك وقود المحرك.
(4) تحسين القدرة على التكيف مع الارتفاع. في المناطق ذات الارتفاع العالي، يمكن استخدام مبرد داخلي لضاغط بنسبة ضغط أعلى، مما يسمح للمحرك بتحقيق قوة أكبر وتحسين قدرة السيارة على التكيف.
(5) تحسين مطابقة الشاحن التوربيني وقدرته على التكيف.
طرق الصيانة
يتم تركيب المبرد الداخلي المبرد بالهواء والمبرد معًا أمام المحرك، ويعتمدان على مروحة الشفط والهواء السطحي للسيارة للتبريد. قد يؤدي التبريد السيئ للمبرد الداخلي إلى عدم كفاية قوة المحرك وزيادة استهلاك الوقود. لذلك، يجب إجراء فحص وصيانة منتظمة للمبرد الداخلي، بما في ذلك بشكل أساسي:
التنظيف الخارجي
بسبب تركيب المبرد البيني في المقدمة، غالبًا ما يتم حجب قناة زعنفة التبريد للمبرد البيني بالأوراق أو الحمأة الزيتية (تدفق الزيت الهيدروليكي من خزان زيت التوجيه)، وما إلى ذلك، مما يعيق تبديد حرارة المبرد البيني. لذلك، يجب تنظيف هذه المنطقة بانتظام. تتمثل طريقة التنظيف في استخدام مسدس ماء بضغط منخفض نسبيًا للتنظيف ببطء من أعلى إلى أسفل أو من أسفل إلى أعلى بزاوية عمودية على مستوى المبرد البيني، ولكن ليس قطريًا أبدًا لمنع تلف المبرد البيني.
التنظيف الداخلي والتفتيش
غالبًا ما تحتوي الأنابيب الداخلية للمبرد المتوسط على أوساخ مثل الحمأة الزيتية والصمغ، مما لا يضيق قناة تدفق الهواء فحسب، بل يقلل أيضًا من سعة تبادل الحرارة المبردة. لذلك، فإن الصيانة والتنظيف ضروريان أيضًا. بشكل عام، يجب تنظيف الجزء الداخلي من المبرد المتوسط وفحصه كل عام أو أثناء إصلاح المحرك أو إصلاح اللحام لخزان المياه.
طريقة التنظيف: أضف محلول مائي يحتوي على 2% صودا كاوية (يجب أن تكون درجة الحرارة بين 70-80 درجة) إلى المبرد البيني، واملأه، وانتظر لمدة 15 دقيقة، وتحقق من أي تسرب للمياه في المبرد البيني. إذا لزم الأمر، يجب تفكيكه للفحص وإصلاحه عن طريق اللحام (مثل إصلاح خزان المياه)؛ إذا لم يكن هناك تسرب للمياه، رجّه ذهابًا وإيابًا بشكل متكرر، واسكب محلول الغسيل، ثم املأه بمحلول مائي نظيف يحتوي على 2% صودا للشطف حتى يصبح نظيفًا نسبيًا. ثم أضف ماءً ساخنًا نظيفًا (80-90 درجة) للتنظيف حتى يصبح الماء المنطلق نظيفًا. إذا كان الجزء الخارجي من المبرد البيني ملطخًا بالزيت، فيمكن أيضًا تنظيفه بالماء القلوي. الطريقة هي نقع بقعة الزيت في محلول قلوي وإزالتها بفرشاة حتى تصبح نظيفة. بعد التنظيف، استخدم الهواء المضغوط لتجفيف الماء داخل المبرد البيني أو اتركه يبرد بشكل طبيعي. عند تركيب المبرد الداخلي، لا تقم بتوصيل المبرد الداخلي بأنبوب توصيل المحرك أولاً، بل قم بتشغيل المحرك وانتظر حتى لا توجد رطوبة عند مخرج المبرد الداخلي قبل توصيل أنبوب سحب المحرك. إذا تم العثور على أوساخ شديدة داخل قلب المبرد الداخلي، فافحص فلتر الهواء وأنابيب السحب بعناية بحثًا عن أي تسريبات واستكشف الأعطال وإصلاحها.
المشكلة الأكبر في الشواحن التوربينية هي أن المسافة بين منفذ السحب الذي يسحب الهواء النقي والعادم عالي الحرارة قريبة جدًا، كما أن درجة حرارة الهواء النقي المسحوب سترتفع أيضًا بشكل كبير بعد الضغط. لذلك، حتى المحركات التوربينية الميكانيكية التي لا تتأثر بدرجات حرارة العادم العالية تحتاج إلى استخدام مبردات داخلية لتبريد هواء السحب. سترتفع درجة حرارة الهواء المضغوط. أبسط مثال على ذلك هو مضخة الهواء المستخدمة لنفخ الإطارات. إذا كنت لا تصدق ذلك، يمكنك لمس مضخة الهواء التي تنفخها ومعرفة مدى رعب الحرارة المتراكمة بسبب ضغط الهواء. بالإضافة إلى ذلك، من خلال معرفة الكيمياء والفيزياء، يمكننا أن نعرف أنه كلما انخفضت درجة الحرارة، زاد محتوى الأكسجين في الهواء. قد يسأل بعض الناس: ما أهمية هذا؟ يجب أن تعلم أن احتراق الوقود يتطلب الأكسجين في الهواء، وكلما زاد الأكسجين، يمكن حرق المزيد من الوقود، وبالتالي إطلاق المزيد من الطاقة. يمكن للأصدقاء الذين يريدون معرفة المزيد الرجوع إلى المقدمة ذات الصلة في "نظام الاستنشاق". المبرد البيني هو مبرد فعال يعمل في المقام الأول على تبريد الهواء النقي قبل دخوله إلى المحرك. يمكنك أن تتخيل أن المبرد البيني يقع أمام المبرد، لذلك يمكن أن يتأثر بشكل مباشر بالهواء البارد الذي ينفخ من الأمام، كما يجب أن يكون موجودًا خلف فلتر الهواء أو الشاحن التوربيني أو الشاحن الفائق الميكانيكي. الوضع الفعلي هو بالفعل مثل هذا. معظم السيارات مجهزة بمبرد بيني يقع أمام المبرد، وتأثير التبريد أفضل بالفعل من بعض المبردات البيني ذات التصميم العلوي. ومع ذلك، سيؤثر هذا على تدفق الهواء الذي ينفخ في المبرد إلى حد ما. لذلك، في بعض المواقف المتطرفة، مثل على المسار، من الضروري ترقية المبرد للتحكم في درجة حرارة المحرك.
مبدأ العمل
يمكن أن يؤدي استخدام مبرد داخلي مصمم جيدًا إلى توفير 5% إضافية -10% من الطاقة.
تستخدم بعض السيارات أيضًا مبردات علوية، والتي تحصل على هواء التبريد من خلال فتحات في غطاء المحرك. لذلك، قبل بدء تشغيل السيارة، سيتم نفخ المبرد فقط بواسطة بعض الهواء الساخن من حجرة المحرك. على الرغم من تأثر كفاءة تبديد الحرارة، فإن استهلاك الوقود للمحرك سينخفض بشكل كبير لأن درجة حرارة السحب سترتفع في مثل هذه الحالة، مما يقلل بشكل غير مباشر من كفاءة عمل المحرك. ومع ذلك، بالنسبة للسيارات القوية ذات الشاحن التوربيني، يمكن التخفيف من البداية غير المستقرة الناجمة عن الطاقة الزائدة في هذا الموقف. سلسلة Impreza من Subaru هي مثال نموذجي للمبردات العلوية. بالإضافة إلى ذلك، فإن أكبر ميزة لتخطيط المبرد العلوي هي أنه يمكنه تقصير شوط الغاز المضغوط الذي يصل إلى المحرك بشكل فعال.