لماذا تستخدم الشواحن التوربينية المبردات الداخلية؟

لماذا تستخدم الشواحن التوربينية المبردات الداخلية؟

1. خفض درجة حرارة السحب وزيادة كثافة الهواء 

• المبدأ الديناميكي الحراري: عندما يضغط الشاحن التوربيني الهواء، ترتفع درجة حرارة الغاز بشكل كبير (وفقًا لقانون الغاز المثالي 𝑃𝑉=𝑛𝑅𝑇). 

تؤدي درجة الحرارة المرتفعة إلى تمدد الهواء، وانخفاض الكثافة، وتناقص كمية الأكسجين التي تدخل الأسطوانة فعليًا. 

• وظيفة المبرد المتوسط: عن طريق تبريد الهواء المضغوط (عادةً عن طريق تقليله بمقدار 50-100 درجة مئوية)، يعمل المبرد المتوسط ​​على زيادة كثافة الهواء، 

السماح لمزيد من الأكسجين بالمشاركة في الاحتراق، وبالتالي تعزيز إنتاج الطاقة وكفاءة الاحتراق. 

2. قمع الطرق وحماية المحرك 

• خطر ارتفاع درجة الحرارة: سيؤدي تناول درجة حرارة عالية إلى زيادة درجة حرارة غرفة الاحتراق، 

زيادة خطر الطرق (الاشتعال الذاتي المبكر للخليط)، وإتلاف المحرك وتقليل الأداء. 

• تأثير التبريد: يعمل المبرد المتوسط ​​على تقليل درجة حرارة السحب، ويقلل من ميل الطرق، ويسمح بنسبة ضغط أعلى أو ضغط معزز، ويحسن ضبط الطاقة. 

3. تحسين كفاءة الاحتراق وحماية البيئة 

• كمية كافية من الأكسجين: يضمن الهواء المبرد عالي الكثافة احتراقًا أكثر اكتمالاً للوقود، ويقلل من انبعاث الهيدروكربونات غير المحترقة والجسيمات. 

وتلبي معايير حماية البيئة. 

• التوازن بين القوة والاقتصاد: يمكن للاحتراق الفعال أن يزيد القوة ويقلل من استهلاك الوقود (وخاصة تقليل تأخر التوربو عندما يكون التوربو مشاركًا). 

4. تقليل الحمل الحراري وإطالة العمر 

• متطلبات تبديد الحرارة: يزيد الهواء ذو ​​درجة الحرارة المرتفعة من الضغط الحراري للمحرك ويؤثر على عمر المكونات (مثل المكابس والصمامات). 

تعمل المبردات المتوسطة بشكل غير مباشر على تقليل درجة حرارة الاحتراق، وتقليل الحمل الحراري، وتحسين الموثوقية. 

5. اختيار النوع والتصميم 

• مبرد داخلي مبرد بالهواء: هيكل بسيط، يعتمد على تدفق الهواء الخارجي، مناسب لمعظم المركبات المدنية، لكن كفاءة التبريد فيه محدودة في ظل الظروف القاسية. 

• مبرد داخلي مبرد بالماء: يستخدم دوران سائل التبريد، والحجم الصغير والتبريد المستقر، وهو مناسب للمحركات ذات الدفع العالي أو المساحة المحدودة (مثل المركبات عالية الأداء). 

ملخص يعتبر المبرد المتوسط ​​مكونًا لا غنى عنه في نظام الشاحن التوربيني. 

يعمل على تحسين كثافة الهواء وكفاءة الاحتراق من خلال التبريد الفيزيائي، مع حل مشاكل الطرق والمتانة الناتجة عن درجات الحرارة العالية. 

وعلى الرغم من أنها تزيد من تعقيد النظام وتكلفته، فإن مزاياها في تحسين الطاقة وتوفير الوقود وحماية المحرك تفوق بكثير عيوبها المحتملة.