تعمل المبردات الداخلية (المعروفة أيضًا باسم مبردات هواء الشحن) على زيادة كفاءة الاحتراق للمحركات المجهزة بسحب الهواء القسري (الشواحن التوربينية أو الشواحن الفائقة)، وبالتالي زيادة قوة المحرك والأداء وكفاءة استهلاك الوقود.
يقوم الشاحن التوربيني بضغط هواء الاحتراق الداخل، مما يزيد من طاقته الداخلية ويرفع درجة حرارته أيضًا. الهواء الساخن أقل كثافة من الهواء البارد، مما يجعله يحترق بكفاءة أقل.
ومع ذلك، من خلال تركيب مبرد داخلي بين الشاحن التوربيني والمحرك، يتم تبريد الهواء المضغوط الداخل قبل وصوله إلى المحرك، وبالتالي استعادة كثافته وتحقيق أداء الاحتراق الأمثل.
يمكن للمبرد الداخلي، باعتباره مبادلًا حراريًا، تفريغ الحرارة المتولدة أثناء عملية غاز الضاغط للشاحن التوربيني. وهو ينجز خطوة نقل الحرارة هذه عن طريق نقل الحرارة إلى وسط تبريد آخر، عادة الهواء أو الماء.
مبرد داخلي مبرد بالهواء (يُعرف أيضًا بنوع الانفجار).
في صناعة السيارات، أدى الطلب المتزايد على محركات أكثر كفاءة مع انبعاثات أقل إلى قيام العديد من الشركات المصنعة بتطوير محركات توربينية ذات سعة أصغر لتحقيق المزيج المثالي بين أداء المحرك وكفاءة استهلاك الوقود.
في معظم تركيبات السيارات، يمكن للمبردات الداخلية المبردة بالهواء توفير التبريد الكافي والعمل مثل مشعات السيارة. عندما تتحرك السيارة للأمام، يتم سحب الهواء المحيط البارد إلى المبرد الداخلي ثم من خلال المشتت الحراري، مما يؤدي إلى نقل الحرارة من الهواء المزود بشاحن توربيني إلى الهواء المحيط البارد.
المبرد بالماء المبرد
في البيئات التي لا يمكن فيها استخدام تبريد الهواء، تعد المبردات الداخلية المبردة بالماء حلاً فعالاً للغاية. تستخدم المبردات الداخلية المبردة بالماء عادةً تصميم مبادل حراري "الغلاف والأنبوب"، حيث يتدفق ماء التبريد عبر "قلب الأنبوب" في وسط الوحدة ويتم ضغط الحرارة
يتدفق الهواء خارج مجموعة الأنابيب، وينقل الحرارة أثناء مرورها عبر "المبيت" الموجود داخل المبادل الحراري. بعد التبريد، يتم تفريغ الهواء من المبرد الفرعي ويتم تغذيته عبر خط أنابيب إلى غرفة الاحتراق في المحرك.
المبردات الداخلية المبردة بالماء عبارة عن أجهزة مصممة بدقة للتعامل مع درجات الحرارة المرتفعة لهواء الاحتراق المضغوط.
عادةً ما يتم رؤية المبردات الداخلية فقط في السيارات المزودة بشاحن توربيني. المبرد الداخلي هو في الواقع جزء من الشاحن التوربيني، ويتمثل دوره في تحسين كفاءة تبادل الهواء في المحرك. سواء كان محركًا فائق الشحن أو محركًا مزودًا بشاحن توربيني، فمن الضروري تركيب مبرد داخلي بين الشاحن الفائق ومجمع سحب المحرك، لأن المبرد يقع بين المحرك والشاحن الفائق، ويسمى أيضًا المبرد البيني، ويشار إليه باسم المبرد.
لماذا أحتاج إلى المبرد
أحد الأسباب التي تجعل المحركات ذات الشحن التوربيني تتمتع بقوة أكبر من المحركات العادية هو أن كفاءة تبادل الهواء فيها أعلى من المدخول الطبيعي للمحركات العادية. عندما يدخل الهواء إلى الشاحن التوربيني، سترتفع درجة حرارته بشكل ملحوظ وستقل كثافته. يلعب المبرد الداخلي دور تبريد الهواء، ويتم تبريد الهواء ذو درجة الحرارة المرتفعة بواسطة المبرد الداخلي ثم يدخل إلى المحرك. إذا لم يكن هناك مبرد داخلي وسمح للهواء المضغوط ذو درجة الحرارة المرتفعة بالدخول مباشرة إلى المحرك، فسيؤدي ذلك إلى تلف المحرك أو حتى نشوب حريق بسبب ارتفاع درجة حرارة الهواء.
نظرًا لأن درجة حرارة غاز العادم من المحرك مرتفعة جدًا، فإن توصيل الحرارة عبر الشاحن الفائق سيزيد من درجة حرارة الهواء الداخل. علاوة على ذلك فإن كثافة الهواء ستزداد أثناء عملية ضغطه، الأمر الذي سيؤدي حتماً إلى زيادة درجة حرارة الهواء، وبالتالي يؤثر على كفاءة المحرك. إذا كنت ترغب في تحسين كفاءة النفخ بشكل أكبر، فمن الضروري تقليل درجة حرارة الهواء الداخل. تشير البيانات إلى أنه في ظل نفس ظروف نسبة الهواء إلى الوقود، يمكن زيادة قوة المحرك بنسبة 3% إلى 5% لكل انخفاض بمقدار 10 درجات مئوية في درجة حرارة الهواء المشحون.
إذا دخل الهواء المشحون غير المبرد إلى غرفة الاحتراق، بالإضافة إلى التأثير على كفاءة نفخ المحرك، فمن السهل أن تتسبب في ارتفاع درجة حرارة احتراق المحرك للغاية، مما يتسبب في حدوث أعطال مثل التفجير، وسيؤدي إلى زيادة محتوى أكاسيد النيتروجين في غازات عادم المحرك، مما يسبب تلوث الهواء. من أجل حل الآثار الضارة الناجمة عن تسخين الهواء بعد الشحن الفائق، من الضروري تركيب مبرد داخلي لتقليل درجة حرارة السحب.
ونظرًا لوجود المبرد البيني، يمكن تقليل استهلاك وقود المحرك وتحسين القدرة على التكيف مع الارتفاع. في المناطق المرتفعة، يمكن استخدام التبريد الداخلي باستخدام نسبة ضغط أعلى للضاغط، مما يجعل المحرك يحصل على المزيد من الطاقة، ويحسن قدرة السيارة على التكيف.
تصنيف المبرد
المبردات الداخلية عادة ما تكون مصنوعة من مواد سبائك الألومنيوم. وفقًا لوسائل التبريد المختلفة، يمكن تقسيم المبردات الداخلية الشائعة إلى نوعين: المبرد بالهواء والمبرد بالماء.
ما هو المبرد الداخلي للمحرك
عندما يشتري الناس سيارة، فإنهم يتحدثون دائمًا عما إذا كان من الأفضل شراء سيارة ذات محرك طبيعي أو سيارة ذات شاحن توربيني. سبب هذه المشكلة هو أن المحركات ذات الشحن التوربيني تحتوي على مبردات داخلية أكثر من المحركات ذات الشفاط الطبيعي، وتكون القوة أفضل. يعد المبرد البيني جزءًا مهمًا من المحرك فائق الشحن، سواء كان شاحنًا ميكانيكيًا فائقًا أو محركًا مزودًا بشاحن توربيني، فأنت بحاجة إلى تركيب مبرد داخلي بين الشاحن الفائق وأنبوب سحب المحرك، لأن المبرد يقع بين المحرك والشاحن الفائق، لذلك ويسمى أيضًا المبرد البيني، ويشار إليه باسم المبرد البيني.
ما هو دور المبرد الداخلي للمحرك
هل يعطي المبرد الداخلي حرارة للمبرد الداخلي؟ وسيكون ذلك خطأ كبيرا. إذا تم فهمه على أنه تبريد الهواء، فهو ليس دقيقًا جدًا. يرتبط المبرد والشاحن الفائق ارتباطًا وثيقًا بالجزأين، حيث يتم ضغط الشاحن الفائق في هواء المحرك، والمبرد البيني كمبرد هواء، هو إدخال حرارة الغاز إلى ضغط المحرك، وتقليل درجة حرارة الغاز في المحرك.
تعتبر المحركات ذات الشحن التوربيني أقوى من المحركات ذات الشفط الطبيعي لأنها تعتمد على الشواحن الفائقة لزيادة كفاءة احتراق الهواء. ومع ذلك، فإن وجود الشواحن الفائقة يجلب أيضًا مشاكل. فمن ناحية، نظرًا لأن درجة حرارة غاز العادم من المحرك مرتفعة جدًا، فإن توصيل الحرارة عبر الشاحن الفائق سيزيد من درجة حرارة الهواء الداخل. ومن ناحية أخرى فإن كثافة الهواء ستزداد أثناء عملية ضغطه، الأمر الذي سيؤدي حتماً إلى زيادة درجة حرارة الهواء، وبالتالي التأثير على كفاءة المحرك. إذا كنت ترغب في تحسين كفاءة النفخ بشكل أكبر، فمن الضروري تقليل درجة حرارة الهواء الداخل. تشير البيانات إلى أنه في ظل نفس ظروف نسبة الهواء إلى الوقود، يمكن زيادة قوة المحرك بنسبة 3% إلى 5% لكل انخفاض بمقدار 10 درجات مئوية في درجة حرارة الهواء المشحون. إذا دخل الهواء المشحون غير المبرد إلى غرفة الاحتراق، بالإضافة إلى التأثير على كفاءة سحب المحرك، فمن السهل أن تتسبب في ارتفاع درجة حرارة احتراق المحرك للغاية، مما يؤدي إلى تفجير وفشل آخر، وذلك من أجل حل الآثار الضارة لارتفاع درجة حرارة الهواء بعد الضغط، يجب إضافة المبرد الداخلي للتعاون مع نظام الضغط
مبدأ عمل المبرد الداخلي
الآن بعد أن عرفنا أن المبرد الداخلي يبرد الغاز المضغوط، كيف يبدد الحرارة؟ باعتباره أحد المكونات الرئيسية لنظام تبريد المحرك، فإن عمل المبرد الداخلي يتوافق مع كفاءة نظام تبريد المحرك بأكمله. إذا كان نظام تبريد المحرك يستخدم مروحة ميكانيكية لتبديد الحرارة، فإن المبرد البيني يستخدم مروحة ميكانيكية لتبديد الحرارة. التحول إلى المراوح الهيدروليكية ومراوح التبريد الإلكترونية هو الحال أيضًا. يوجد أيضًا نظام لتدوير الهواء في المبرد الداخلي. يدخل الهواء الخارجي إلى شاحن الهواء الفائق ويدخل إلى المبرد الداخلي بعد الشحن الفائق. يستخدم المبرد البيني شريحة التبريد ومروحة التبريد لتبادل الحرارة للغاز المضغوط، أي للتبريد. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 45 درجة مئوية، سوف يدخل إلى غرفة غاز المحرك من خلال منفذ المبرد البيني. يعود بعض الهواء المحروق إلى دورة الشاحن الفائق، ويتبدد البعض الآخر بالحرارة.
المشاكل الموجودة في عمل المبرد
في الوقت الحاضر، نظام تبريد محرك المركبات التجارية الشائع هو استخدام مروحة كبيرة لتبديد الحرارة. تعمل مروحة الحزام أو مروحة القابض المصنوعة من السيليكون أو مروحة القابض الكهرومغناطيسية على تبديد الحرارة من كل من مشعاع الخزان والمبرد الداخلي. ونظرًا لأن خزان المياه والمبرد الداخلي يتم ترتيبهما في سلسلة، فطالما أن خزان المياه يحتاج إلى تبديد الحرارة، فسوف يتم نفخ المبرد الداخلي أيضًا بواسطة الرياح الباردة. ومع ذلك، في بعض الأحيان لا يحتاج المبرد البيني إلى هواء بارد لينفخ. هذه هي مشكلة "انتقال الحرارة الثنائي" في نظام تبريد المحرك. لحل هذه المشكلة، يمكن استخدام نظام ذكي للتحكم في درجة الحرارة. على سبيل المثال، يتم ترتيب نظام التبريد الذكي للمحرك ATS، والمبرد الداخلي والرادياتير بالتوازي، ولا يحجب كل منهما الآخر، ويقوم مستشعر درجة الحرارة المنفصل بمراقبة درجة حرارة الماء والغاز في الوقت الفعلي، وهو مزود بمروحة إلكترونية مستقلة للحرارة المنفصلة تبديد، ولا يتم عبور مجرى الهواء. يمكن العثور على التفاصيل على www.yilitek.cn.
احتياطات صيانة المبرد
التنظيف الخارجي
نظرًا لأن المبرد البيني مثبت في المقدمة، فغالبًا ما يتم حظر قناة المشتت الحراري للمبرد البيني بأوراق الشجر والطين (تجاوز الزيت الهيدروليكي في خزان التوجيه)، بحيث يتم حظر تبديد الحرارة للمبرد البيني، لذلك يجب تنظيفه بانتظام. تتمثل طريقة التنظيف في استخدام مسدس مائي بضغط غير مرتفع جدًا على الزاوية الرأسية لمستوى المبرد البيني، أو التنظيف البطيء من أعلى إلى أسفل أو من أسفل إلى أعلى، ولكن يجب ألا يكون مائلاً لمنع تلف المبرد البيني. (طريقة تنظيف المبرد الداخلي للمركبات التجارية هي نفسها)
التنظيف والفحص الداخلي (طريقة التفكيك والتنظيف)
غالبًا ما يكون خط الأنابيب الداخلي للمبرد الداخلي مصحوبًا بالطين والصمغ والأوساخ الأخرى، مما لا يؤدي إلى تضييق قناة تدفق الهواء فحسب، بل يقلل أيضًا من قدرة التبادل الحراري للتبريد، لذلك يجب أيضًا صيانته وتنظيفه. بشكل عام، كل عام أو عند إصلاح المحرك ولحام الخزان، يجب تنظيف وفحص الجزء الداخلي للمبرد الداخلي.
طريقة التنظيف: أضف محلول مائي يحتوي على 2% رماد الصودا (يجب أن تكون درجة الحرارة 70-80 درجة مئوية) إلى المبرد البيني، املأه، انتظر 15 دقيقة لمعرفة ما إذا كان المبرد الداخلي به تسرب. إن وجدت، يجب تفكيكها ولحامها وإصلاحها (مثل إصلاح خزان المياه)؛ إذا لم يكن هناك تسرب، قم بالرج ذهابًا وإيابًا، وكرر ذلك عدة مرات، ثم اسكب المستحضر، ثم املأ محلول ماء نظيف يحتوي على 2٪ رماد الصودا للغسيل حتى يصبح نظيفًا نسبيًا، ثم أضف ماء ساخنًا نظيفًا (80-) 90 درجة مئوية) للتنظيف حتى يصبح الماء المتسرب نظيفًا. إذا كان الجزء الخارجي من المبرد البيني ملطخًا بالزيت، فيمكن أيضًا تنظيفه بالماء القلوي. والطريقة هي: نقع الزيت في الغسول وإزالته بالفرشاة حتى يصبح نظيفاً. بعد التنظيف، قم بتجفيف الماء الموجود في المبرد البيني بالهواء المضغوط أو تجفيفه بشكل طبيعي، أو قم بتشغيل المحرك دون توصيل المبرد البيني وأنبوب توصيل المحرك عند تركيب المبرد البيني، ثم قم بتوصيل أنبوب سحب المحرك في حالة عدم وجود ماء في الهواء مخرج المبرد الداخلي. إذا وجد أن قلب المبرد البيني متسخ بشكل خطير، فيجب فحص مرشح الهواء وأنابيب السحب بعناية حيث يوجد تسرب، ويجب إزالة العطل.
