المبرد ما هو عليه في السيارة
محتوى
غالبًا ما يذكر العديد من عشاق السيارات أن سيارتهم مجهزة بمحرك توربيني. حسنًا ، بالطبع ، سيسعد الجميع أن يقولوا إنه تحت الغطاء ليس لديه ضغط جوي فحسب ، بل أيضًا شاحن ميكانيكي فائق. لكن معظمهم لا يفهم تمامًا الهيكل الكامل لنظام الشحن التوربيني للمحرك.
لذلك ، سنحاول في هذه المقالة التحدث عن أحد مكونات الشحن التوربيني ، وهو المبرد الداخلي - ما هو موجود في السيارة ، ومبدأ التشغيل ، وكذلك سبب الحاجة إلى مبرد داخلي في المحركات ذات الشحن التوربيني.
ما هو المبرد البيني
المبرد البيني هو جهاز ميكانيكي (مشابه للرادياتير) يستخدم لتبريد هواء السحب من التوربينات أو الشاحن الفائق (ضاغط).
ما هو المبرد؟
تتمثل وظيفة المبرد البيني في تبريد الهواء بعد مروره عبر التوربين أو الشاحن الفائق. الحقيقة هي أن التوربين يخلق ضغطًا جويًا ، بسبب الضغط ، يتم تسخين الهواء ، على التوالي ، مع زيادة مكثفة وثابتة ، يمكن أن تختلف درجة الحرارة عند مدخل الأسطوانة بشكل كبير عن درجة حرارة وسيط التبريد.
كيف يعمل
تعمل الشواحن التوربينية عن طريق ضغط الهواء وزيادة كثافته قبل وصوله إلى أسطوانات المحرك. من خلال ضغط المزيد من الهواء ، تكون كل أسطوانة من المحرك قادرة على حرق المزيد من الوقود بشكل متناسب ، وتوليد المزيد من الطاقة مع كل اشتعال.
تنتج عملية الضغط هذه قدرًا كبيرًا من الحرارة. لسوء الحظ ، مع ارتفاع درجة حرارة الهواء ، يصبح أيضًا أقل كثافة ، مما يقلل من كمية الأكسجين المتوفرة في كل أسطوانة ويؤثر على الأداء!
تم تصميم المبرد البيني لمواجهة هذه العملية عن طريق تبريد الهواء المضغوط لتزويد المحرك بمزيد من الأكسجين وتحسين الاحتراق في كل أسطوانة. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال تنظيم درجة حرارة الهواء ، فإنه يزيد أيضًا من موثوقية المحرك من خلال ضمان نسبة الهواء إلى الوقود الصحيحة في كل أسطوانة.
أنواع المبردات
هناك نوعان رئيسيان من المبردات التي تعمل بطرق مختلفة:
جو-جو
الخيار الأول هو المبرد البيني هواء إلى هواء ، حيث يتم تمرير الهواء المضغوط عبر العديد من الأنابيب الصغيرة. يتم نقل الحرارة من الهواء المضغوط الساخن إلى زعانف التبريد ، والتي بدورها يتم تبريدها بالتدفق السريع للهواء من السيارة المتحركة.
بمجرد مرور الهواء المضغوط المبرد عبر المبرد البيني ، يتم إدخاله بعد ذلك في مشعب سحب المحرك وفي الأسطوانات. تجعلها البساطة والوزن الخفيف والتكلفة المنخفضة للمبردات الداخلية جوًا من أكثر الخيارات شيوعًا لمعظم المركبات ذات الشحن التوربيني.
ماء هواء
كما يوحي الاسم ، تستخدم المبردات البينية بين الهواء والماء الماء لخفض درجة حرارة الهواء المضغوط. يتم ضخ الماء البارد من خلال أنابيب صغيرة ، حيث يتم سحب الحرارة من الهواء المضغوط أثناء مروره عبر الجهاز. عندما يسخن هذا الماء ، يتم ضخه بعد ذلك عبر المبرد أو دائرة التبريد قبل إعادة دخول المبرد البيني.
تميل المبردات الداخلية بين الهواء والماء إلى أن تكون أصغر من المبردات البينية من الهواء إلى الهواء ، مما يجعلها مناسبة للمحركات ذات المساحة العالية ، ولأن الماء يسخن الهواء أفضل من الهواء ، فهو مناسب لنطاق درجة حرارة أوسع.
ومع ذلك ، فإن زيادة تعقيد التصميم والتكلفة والوزن المرتبط بالمبردات الداخلية من الهواء إلى الماء تعني أنها تميل إلى أن تكون أقل شيوعًا ويتم تثبيتها على محركات السيارات.
وضع المبردات
على الرغم من أنه ، من الناحية النظرية ، يمكن وضع مبردات الهواء في أي مكان بين الشاحن التوربيني والمحرك ، إلا أنها تكون أكثر كفاءة حيث يكون هناك تدفق هواء أفضل ، وعادة ما تكون موجودة أمام السيارة خلف شبكة المبرد الرئيسية.
في بعض المركبات ، يكون موقع المحرك مخالفًا لهذا ويتم وضع المبرد البيني أعلى المحرك ، لكن تدفق الهواء يكون بشكل عام أقل هنا ويمكن أن يتعرض المبرد البيني للحرارة من المحرك نفسه. في هذه الحالات ، يتم تركيب مجارف أو مجارف هواء إضافية في غطاء المحرك ، مما يزيد من تدفق الهواء.
كفاءة التطبيق
عند تثبيت أي معدات إضافية ، يهتم كل سائق سيارة دائمًا بمدى معقولية استخدام جزء أو نظام كامل. بالنسبة لفعالية المبرد البيني ، فإن الفرق بين وجوده وغيابه واضح. كما فهمنا ، فإن المبرد البيني يبرد الهواء المحقون في المحرك بواسطة التوربين. نظرًا لأن الشحان يعمل في درجات حرارة عالية ، فإنه يمد المحرك بالهواء الساخن.
نظرًا لأن الهواء الساخن أقل كثافة ، فإنه يساهم في تقليل كفاءة احتراق خليط الوقود والهواء. كلما كان الهواء أكثر برودة ، زادت كثافته ، مما يعني أن المزيد من الأكسجين يدخل الأسطوانات ، ويتلقى المحرك قوة حصانية إضافية. على سبيل المثال ، إذا قمت بتبريد الهواء الداخل بمقدار 10 درجات فقط ، سيصبح المحرك أكثر قوة بنحو 3 بالمائة.
ولكن حتى إذا كنت تأخذ مبرد هواء تقليدي (يمر الهواء عبر أنابيب الرادياتير) ، فعند وصوله إلى المحرك ، ستنخفض درجة حرارته بنحو 50 درجة. ولكن إذا تم تركيب مبرد مائي في السيارة ، فيمكن لبعض التعديلات أن تخفض درجة حرارة الهواء في نظام سحب المحرك بما يصل إلى 70 درجة. وهذه زيادة في القوة بنسبة 21 بالمائة.
لكن هذا العنصر لن يظهر إلا في محرك توربيني. أولاً ، سيكون من الصعب على المحرك الذي يعمل بسحب الهواء الطبيعي ضخ الهواء من خلال نظام سحب موسع. ثانيًا ، في نظام السحب القصير ، لا يتوفر للهواء وقت حتى يسخن ، كما هو الحال في التوربينات. لهذه الأسباب ، ليس من المنطقي تركيب مبرد داخلي في مثل هذه المحركات.
هل يمكنني إزالته؟
إذا تداخل المبرد البيني مع مالك السيارة بطريقة ما ، فيمكن تفكيك هذا النظام. لكن هذا لن يكون منطقيًا إلا إذا لم تكن السيارة مجهزة بهذا النظام من قبل. وحتى إذا تمت ترقية السيارة ، فسيصبح عدم وجود مبرد داخلي ملحوظًا على الفور. عندما يؤدي تركيب المبرد البيني إلى زيادة قوة المحرك بنسبة 15-20 في المائة ، سيصبح غياب هذا الجزء ملحوظًا على الفور.
هل يمكن إزالة العنصر؟
ولكن بالإضافة إلى تقليل قوة محرك الاحتراق الداخلي ، في بعض الحالات ، يمكن أن يؤدي تفكيك المبرد البيني إلى تعطل المحرك. يمكن أن يحدث هذا إذا كان هذا النظام جزءًا من تصميم المحرك ، وتم تضمينه في معدات المصنع.
في محركات الاحتراق الداخلي المزودة بشاحن توربيني ، لا يجب إزالة المبرد البيني (مرة أخرى: إذا كان من معدات المصنع) ، لأنه يوفر التبريد الإضافي المطلوب للتشغيل المناسب للمحرك. بسبب درجات الحرارة الحرجة ، قد تتعطل أجزائه.
معايير الاختيار للتثبيت الذاتي
إذا أصبح من الضروري تركيب مبرد داخلي في السيارة (تعديل يختلف عن المصنع ، أو بشكل عام كنظام جديد للمحرك) ، فيجب أن يتوافق هذا النظام مع المعايير التالية:
- منطقة مبادل حراري كافية. كما تعلم ، يتم تبريد الهواء بسبب عملية التبادل الحراري التي تحدث في المبرد (تحدث نفس العملية في المبرد الخاص بنظام تبريد المحرك). كلما زادت مساحة المبرد ، زادت كفاءته. هذه فيزياء ولا سبيل للتخلص منها. لذلك ، ليس من المنطقي شراء مبرد صغير - لن يكون قادرًا على إضافة كمية ملحوظة من القدرة الحصانية. ولكن حتى جزء كبير جدًا قد لا يتناسب مع الغطاء.
- المقطع العرضي لأنابيب النظام. يجب ألا تستخدم خطًا رفيعًا (يوجد هواء أقل فيه ، لذلك سيتم تبريده أكثر) ، لأنه في هذه الحالة سيواجه التوربين حملًا إضافيًا. يجب أن يتحرك الهواء بحرية عبر النظام.
- هيكل المبادل الحراري. يعتقد بعض سائقي السيارات أن المبرد ذو الجدران السميكة للمبادل الحراري سيكون أكثر كفاءة. في الواقع ، سيصبح النظام أثقل فقط. تتناسب كفاءة نقل الحرارة عكسًا مع سمك الجدران: فكلما زاد سمكها ، قلت الكفاءة.
- شكل الطريق السريع. كلما كانت الانحناءات أكثر سلاسة في النظام ، كان من الأسهل على التوربين دفع الهواء إلى المحرك. لذلك ، يجب إعطاء الأفضلية للأنابيب المخروطية ، ويجب أن يكون لانحناء الفوهات أكبر نصف قطر ممكن.
- ضيق. من المهم القضاء تمامًا على فقدان الهواء المتداول في النظام أو تسربه. للقيام بذلك ، يجب إصلاح جميع أنابيب النظام بإحكام قدر الإمكان. هذا ينطبق بشكل خاص على مبردات المياه (بحيث لا ينضح سائل التبريد من النظام).
تثبيت المبرد الجديد
إذا كانت السيارة مجهزة بالفعل بمبرد داخلي ، فيمكن تعديل النظام عن طريق تثبيت تعديل أكثر إنتاجية. كما ناقشنا سابقًا ، من الضروري مراعاة شكل الأنابيب ومنطقة المبرد وسمك جدران المبادل الحراري عند الاختيار.
لاستبدال الجزء ، ستحتاج أيضًا إلى شراء أنابيب أخرى ، لأن النظائر الطويلة سوف تنكسر عند الانحناءات ، مما يؤدي إلى ضعف تدفق الهواء إلى الأسطوانات. لاستبدال المبرد البيني ، يكفي إزالة المبرد القديم ، وبدلاً من ذلك قم بتثبيت واحد جديد بأنابيب مناسبة.
ملامح العملية وأسباب الفشل الرئيسية
تعمل معظم مبردات المصنع بشكل صحيح لفترة طويلة من الزمن. على الرغم من ذلك ، لا يزالون بحاجة إلى صيانة دورية. على سبيل المثال ، أثناء الفحص الروتيني للنظام ، يمكن تحديد أحد العيوب التالية:
- إزالة الضغط عن الخط. يحدث هذا عندما يكون هناك ضغط كبير في النظام. في هذه الحالة ، قد ينكسر الأنبوب ، أو يبدأ المبرد في التسرب عند التقاطع (ينطبق على مبردات المياه). يمكن الإشارة إلى هذا العطل من خلال انخفاض قوة المحرك بسبب التبريد غير الكافي للهواء الداخل إلى الأسطوانات. في حالة حدوث تمزق ، يجب استبدال الأنابيب بأخرى جديدة ، ومن الأفضل تثبيت الاتصال السيئ.
- تجويف مجرى الهواء ملوث بالزيت. تدخل كمية صغيرة من مادة التشحيم دائمًا إلى المبرد الداخلي بسبب التزييت الوفير للتوربين. إذا بدأ محرك صالح للخدمة في استهلاك أكثر من لتر واحد من الزيت لكل 10 آلاف كيلومتر ، فمن الضروري التحقق مما إذا كان التوربين يستهلك الكثير من الزيت.
- تلف المبرد. غالبًا ما يوجد التلف الميكانيكي في المبردات الداخلية المثبتة في الجزء السفلي من حجرة المحرك (غالبًا ما يتم تثبيته تحت المبرد الرئيسي للتبريد).
- زعانف المبرد المسدودة. نظرًا لأن كمية كبيرة من الهواء تمر باستمرار عبر المبادل الحراري ، تظهر الأوساخ على لوحاته. يحدث هذا غالبًا في الشتاء أو في الربيع ، عندما تسقط كمية كبيرة من الرمل والمواد الكيميائية على الرادياتير ، الموجود أسفل المصد الأمامي ، والذي يتم رش الطرق به.
إصلاح المبرد الذاتي
لإصلاح المبرد الداخلي ، يجب تفكيكه. تعتمد التفاصيل الدقيقة لهذه العملية على نوع الجهاز وموقعه. ولكن بغض النظر عن ذلك ، من الضروري إزالة المبرد البيني على محرك بارد ، ويجب إيقاف تشغيل نظام الإشعال.
لإصلاح المبرد البيني ، قد تحتاج إلى:
- التنظيف الخارجي أو الداخلي للمبادل الحراري. تم تطوير مواد كيميائية مختلفة لتنفيذ هذا الإجراء. اعتمادًا على نوع المنظف ومدى تعقيد تصميم المبرد ، يمكن أن تستغرق عملية التنظيف بضع ساعات. إذا كان المبادل الحراري متسخًا جدًا ، يتم إنزاله في وعاء به عامل تنظيف لعدة ساعات.
- القضاء على التشققات. إذا كان المبرد عبارة عن ماء ، وكان المبرد مصنوعًا من الألومنيوم ، فمن المستحسن استبداله بآخر جديد. في حالة استخدام مواد أخرى ، يمكن استخدام اللحام. من المهم أن تتطابق مادة الرقعة مع المعدن الذي صنع منه المبادل الحراري نفسه.
لإصلاح معظم مشاكل المبرد البيني ، ليست هناك حاجة للاتصال بمراكز الخدمة باهظة الثمن. إذا كانت لديك خبرة في لحام مشعات اللحام ، فيمكن التخلص من التلف الميكانيكي للمبادل الحراري بنفسك. يمكنك التحقق من مدى جودة إصلاح المبرد الداخلي أثناء الرحلة. إذا استعادت السيارة ديناميكيتها السابقة ، فعندئذٍ يكون تبريد الهواء للمحرك فعالاً.
مزايا وعيوب استخدام المبرد
الميزة الرئيسية لاستخدام المبرد البيني هي زيادة قوة المحرك التوربيني دون عواقب غير سارة بسبب أخطاء الضبط. في الوقت نفسه ، لن ترتبط الزيادة في القدرة الحصانية باستهلاك المزيد من الوقود.
في بعض الحالات ، لوحظ زيادة في الطاقة تصل إلى 20 بالمائة. إذا تم فحص السيارة للتأكد من امتثالها للمعايير البيئية ، فسيكون هذا الرقم بعد تثبيت المبرد الداخلي أعلى ما يمكن.
ولكن مع مزاياها ، فإن المبرد البيني له العديد من العيوب المهمة:
- تؤدي الزيادة في مسار السحب (إذا لم يكن هذا النظام جزءًا من المعدات القياسية) دائمًا إلى خلق مقاومة للهواء الداخل إلى المحرك. في مثل هذه الحالة ، سيحتاج التوربين القياسي إلى التغلب على هذه العقبة من أجل تحقيق المستوى المطلوب من التعزيز.
- إذا لم يكن المبرد البيني جزءًا من تصميم محطة الطاقة ، فستكون هناك حاجة إلى مساحة إضافية لتثبيته. في معظم الحالات يكون هذا المكان أسفل المصد الأمامي ، وهذا ليس جميلًا دائمًا.
- عند تركيب رادياتير أسفل المصد الأمامي ، فإن هذا العنصر الإضافي يكون عرضة للتلف ، حيث يصبح أدنى نقطة في السيارة. الحجارة والأوساخ والغبار والعشب ، إلخ. سيكون صداعا حقيقيا لصاحب السيارة.
- إذا تم تركيب المبرد البيني في منطقة الحاجز ، فسيلزم قطع الفتحات في غطاء المحرك لاستيعاب مآخذ الهواء الإضافية.
فيديو حول الموضوع
فيما يلي نظرة عامة قصيرة بالفيديو على تشغيل المبردات الهوائية:
أسئلة وأجوبة:
ما هو مبرد الديزل؟ كما هو الحال في محرك البنزين ، فإن وظيفة المبرد البيني في وحدة الديزل هي تبريد الهواء الداخل إلى الأسطوانات. هذا يسمح بتدفق المزيد من الهواء.
كيف يعمل المبرد المبرد؟ مبدأ تشغيل مثل هذا المبرد هو نفس مبدأ مبرد محرك الاحتراق الداخلي. فقط داخل المبرد البيني هو الهواء الذي يمتصه المحرك.
ما مقدار الطاقة التي يضيفها المبرد البيني؟ ذلك يعتمد على خصائص المحرك. في بعض الحالات ، يُظهر محرك الاحتراق الداخلي زيادة في الطاقة تصل إلى 20 بالمائة. في محركات الديزل ، يتم تثبيت المبرد بين الضاغط ومشعب السحب.
Чماذا سيحدث إذا تم انسداد المبرد البيني؟ إذا قام بتبريد الشاحن التوربيني ، فسيؤثر ذلك على تشغيل الشاحن التوربيني ، مما يؤدي إلى فشله. عند استخدام مبرد داخلي لتبريد الهواء ، سيكون هناك تدفق ضعيف من خلال المبرد المسدود.
