اینترکولر چیست و چرا هوای خنکتر یعنی قدرت بیشتر؟
توربو هوا را فشرده و داغ میکند؛ اینترکولر این گرما را چطور میگیرد، انواع جلو، بالا و آب به هوا چه فرقی دارند و در دنا پلاس توربو و پراید توربو چه باید چک کرد.
اینترکولر یک مبدل حرارتی بین توربو و منیفولد هواست. کارش این است که گرمایی را که توربو هنگام فشرده کردن هوا به آن داده، پیش از رسیدن به موتور بگیرد. هوای خنکتر چگالتر است، یعنی در همان فشار بوست اکسیژن بیشتری وارد سیلندر میشود، و موتور کمتر به مرز ناک نزدیک میشود. این دو دلیل کافی است که تقریباً همه موتورهای توربوی امروزی اینترکولر داشته باشند.
فشرده کردن هوا یعنی داغ کردنش
هر کس تلمبه دوچرخه زده باشد، دیده که سرش داغ میشود. کمپرسور توربو همین کار را در مقیاس بزرگتر انجام میدهد. دمای هوای خروجی کمپرسور به سه چیز بستگی دارد: دمای هوای ورودی، نسبت فشار (فشار مطلق خروجی تقسیم بر فشار مطلق ورودی) و بازده کمپرسور.
یک حساب سرانگشتی تصویر را روشن میکند. با فرض بازده ۷۰ درصد برای کمپرسور، در روزی ۲۵ درجه و در سطح دریا، یک بار بوست (نسبت فشار حدود ۲) هوا را به حدود ۱۱۷ درجه میرساند. همین بوست در روزی ۳۵ درجه، حدود ۱۳۰ درجه تحویل میدهد.
ارتفاع هم در این حساب اثر دارد. مهرآباد تهران حدود ۱۲۰۰ متر بالاتر از سطح دریاست و فشار هوا در این ارتفاع حدود ۱۳ درصد کمتر است. پس توربو برای رساندن هوا به همان فشار مطلق در منیفولد، باید نسبت فشار بیشتری بسازد؛ با همان فرضها، هوای خروجی در تهرانِ ۳۵ درجه به حدود ۱۵۰ درجه میرسد. این عددها تقریبیاند، ولی جهتشان روشن است: تابستان و ارتفاع، هر دو کار اینترکولر را سختتر میکنند.
هوای خنکتر به موتور چه میدهد
اول، چگالی. در فشار ثابت، چگالی هوا با دمای مطلقش نسبت عکس دارد. اگر اینترکولر هوای ۱۳۰ درجه را به ۵۰ درجه برساند، همان حجم هوا حدود ۲۵ درصد چگالتر میشود؛ بخشی از این سود را افت فشار در خود اینترکولر پس میگیرد، که جلوتر به آن میرسیم. هوای چگالتر یعنی جا برای سوخت بیشتر، و یعنی قدرت بیشتر در همان بوست.
دوم، ناک. هوای داغ مخلوط سوخت و هوا را زودتر به آستانه خودسوزی میرساند، یعنی همان ناک یا کوبش که زیر بار صدای تقتق فلزی میدهد و اگر شدید باشد به پیستون آسیب میزند. ECUهای امروزی دمای هوای ورودی را میخوانند و وقتی بالا برود، معمولاً آوانس جرقه یا فشار بوست را کم میکنند. گرت (Garrett)، از سازندگان بزرگ توربو و اینترکولر، هم همین را میگوید. پس اینترکولر ضعیف فقط قدرت را کم نمیکند؛ ECU را هم محتاط میکند و قدرتی که ریمپ وعده داده، در عمل پیدا نمیشود.
برای مقایسه اینترکولرها از «بازده» استفاده میکنند: اختلاف دمای ورودی و خروجی اینترکولر، تقسیم بر اختلاف دمای ورودی و دمای هوای بیرون. فرض کنید هوا ۱۳۰ درجه وارد شود، ۵۰ درجه خارج شود و هوای بیرون ۳۵ درجه باشد؛ بازده حدود ۸۴ درصد است. هیچ اینترکولر هوا به هوایی نمیتواند هوا را از دمای بیرون خنکتر کند.
جلو، بالا یا آب به هوا
در بسیاری از سواریها اینترکولر یا جلوی ماشین، پشت سپر و دهانه جلوپنجره، نشسته است یا بالای موتور. نوع سوم، اینترکولر آب به هوا، گرما را اول به یک مدار آب جداگانه میدهد و آن مدار گرما را در رادیاتور کوچک خودش به هوا پس میدهد. نمونهاش موتور S55 بیامو است که اینترکولر آب به هوایش روی خود موتور نشسته.
| نوع | خوبی | محدودیت |
|---|---|---|
| هوا به هوا، جلو | هوای تازه مستقیم به آن میخورد؛ ساده و بینیاز به پمپ | لولهکشی بلند و حجم زیاد؛ هوای گرمشدهاش به رادیاتور میرسد |
| هوا به هوا، بالای موتور | مسیر کوتاه و پاسخ سریع | به کانال هوای روی کاپوت وابسته است و در توقف از گرمای موتور داغ میشود |
| آب به هوا | جمعوجور، مسیر هوای خیلی کوتاه، پاسخ سریع | پمپ و رادیاتور و مایع اضافه، یعنی وزن و پیچیدگی بیشتر؛ در بار طولانی آب مدارش گرم میشود |
خنک کردن در برابر افت فشار
اینترکولر هر چقدر هم خوب باشد، جلوی جریان هوا مانعی میگذارد و بخشی از فشار بوست را میخورد. گرت صریح میگوید اینترکولر خوب باید گرمای زیادی بگیرد بدون اینکه افت فشار زیادی بسازد، چون مسیر تنگ کار توربو را بیشتر میکند و خودش گرمای بیشتری میسازد. این تعادل بیشتر از آنکه به ابعاد هسته مربوط باشد، به طراحی آن بستگی دارد: شکل و تراکم پرهها، مسیر عبور هوا و نوع ساخت.
اندازه هم بیهزینه نیست. هسته بزرگتر و لولهکشی بلندتر حجم بیشتری دارند که توربو باید پر کند و پاسخ گاز کمی کندتر میشود، و جای پشت سپر هم محدود است. گرت توصیه میکند بزرگترین هستهای را انتخاب کنید که در جای موجود جا میشود، ولی بزرگ کردن هسته تا وقتی ارزش دارد که این هزینهها را جبران کند. یک نکته دیگر هم هست که کمتر به آن توجه میشود: اینترکولر جلو، مثل کندانسور کولر، هوای گرمشدهاش را تحویل رادیاتور میدهد. اگر ماشین شما در ترافیک مشکل جوش دارد، اول خنککاری را درست کنید و بعد سراغ اینترکولر بزرگتر بروید.
نشتی بوست و گرمای ترافیک
لولهها، رابطهای لاستیکی و بستهای مسیر اینترکولر با هر گاز کامل زیر فشار میروند و با گرما پیر میشوند. دفترچه دنا پلاس توربو این را صریح گفته است: نشتی هوا از لولههای هوای پرفشار و خنککن میانی باعث افت توان، افزایش مصرف سوخت و بالا رفتن احتمال آسیب به موتور میشود، و باید از محکم بودن بستها و سالم بودن لولهها مطمئن شد. همان دفترچه توضیح میدهد که در نشتی، توربو برای جبران افت فشار تندتر میچرخد و داغتر میشود، که آخرش به خود توربو آسیب میزند. نشانهها معمولاً افت قدرت، صدای «فس» زیر بار و گاهی خطای کمبود بوست (P0299) است.
تست نشتی ساده و ارزان است. مسیر بوست را میبندند، با هوای فشردهای که فشارش تنظیم و محدود شده پرش میکنند و با گوش دادن و پاشیدن آب و صابون روی اتصالها، جای نشتی را پیدا میکنند. هوای کارگاه را بیتنظیم به مسیر نبندید؛ فشارش از تحمل رابطها بیشتر است. دفترچه دنا هم انجام آزمون نشتی را در مراجعه به نمایندگی خواسته است.
گرمای ترافیک مسئله دیگری است. اینترکولر هوا به هوا برای خنک کردن به جریان هوا نیاز دارد. پشت چراغ قرمز این جریان تقریباً نیست و اینترکولر کمکم همدمای هوای داغ دور موتور میشود. نتیجه این است که اولین گاز کامل بعد از ترافیک معمولاً بیحالتر از گاز دوم است، چون ECU از دمای بالای هوای ورودی احتیاط میکند. اگر ماشینتان به دیاگ جواب میدهد، دمای هوای ورودی را در همین دو حالت ببینید؛ عددش از هر ادعای فروشندهای گویاتر است.
اینترکولر در دنا پلاس توربو و پراید توربو
موتور EF7 توربوی دنا پلاس توربو از کارخانه یک اینترکولر هوا به هوا در جلوی ماشین دارد و دفترچهاش هم در بخش توربو از آن اسم برده است. برای ماشین استاندارد یا ریمپ ملایم، اولویت با سالم نگه داشتن همین مجموعه است؛ عوض کردن رابط لاستیکی ترکخورده و سفت کردن بست شل ارزانترین راه برگرداندن قدرت گمشده است. اینترکولر بزرگتر وقتی معنا پیدا میکند که بوست و قدرت را بهطور جدی بالا بردهاید و دمای هوای ورودی، در شرایط واقعی رانندگی، ثابت کرده که اینترکولر فعلی کم میآورد. در غیر این صورت، پول را جای دیگری خرج کنید. جزئیات تیون این موتور را در تیونینگ دنا پلاس توربو آوردهایم.
پراید حساب دیگری دارد. موتورش از کارخانه برای توربو ساخته نشده و هر کیت توربویی روی آن، موتور را به مرز ناک نزدیکتر میکند. در چنین موتوری اینترکولر قطعه اختیاری نیست؛ کیتی که برای ارزانتر شدن اینترکولر را حذف کرده، صرفهجویی را از جایی برداشته که موتور بیش از هر جای دیگر به آن نیاز دارد. قبل از خرید، کیت توربوی پراید را با همه هزینههای جانبیاش حساب کنید.
اینترکولر خوب لزوماً بزرگترین هسته بازار نیست. اینترکولر خوب مسیرش نشتی ندارد و دمای هوای ورودی را هم در ترافیک و هم در جاده زیر کنترل نگه میدارد، و این را عدد دمای هوای ورودی نشان میدهد، نه اندازه هسته.
