به گزارش پایگاه خبری «عصرخودرو»، پس با 2 موضوع متفاوت و متناقض بر خورد کرده‌ایم که رفتن به سمت هر کدام از آنها، ما را با مشکلی از سمت دیگری روبه‌رو می‌کند. در اینگونه مواقع بهترین کار این است که حد وسط را در نظر بگیریم. از اینگونه مشکلات و محدودیت‌های فیزیکی در سیستم‌های مکانیکی و قوای فنی خودرو‌ها نیز بسیار دیده می‏شود؛ مشکلاتی که اگر بخواهیم آن را به طور کامل رفع کنیم، در آینده حتما در جای دیگری همین سفت‌کاری ما، مشکل‌ساز خواهد شد و اگر بخواهیم آن را نادیده بگیریم، ضرر زیادی خواهیم کرد. برای مثال، اگر قرار بود همه بخش‏های خودرو دارای بدنه و شاسی بسیار سنگین و محکمی باشند تا ضربه تصادف در همان ناحیه جذب شود و حتی چند سانتیمتر دیگر از خودرو آسیب نبیند، این حرکت و محکم‏کاری زیادی در کنار وزن بالای خودرو، مشکلات بیشتری برای سرنشینان و دیگر قسمت‌های خودرو پدید می‌آورد. به همین دلیل است که در علم طراحی اجزا، همیشه یک ضریب اطمینان در نظر گرفته می‌شود تا با رعایت آن، از مشکلات احتمالی جلوگیری شود و از طرفی اگر طراحی با ضریب اطمینان بالاتری از میزان استاندارد آن انجام شود، به هدر رفت مواد اولیه و سرمایه منجر می‏شود. در روز‌هایی که سیستم‌های پر خوران سوپر شارژر و توربو شارژر کم کم فراگیر شدند و جای خود را در دل خودرو‌ها باز کردند، کم‌کم مشکلات کاری آنها نیز هویدا شد. یکی از این مشکلات که نیاز به تجدید نظر اساسی در کارکرد سیستم‌های پر خوران را نشان می‌داد، گرم بودن هوای ورودی به موتور‌ها و کمبود چگالی مخلوط سوخت و هوا از نظر میزان اکسیژن آن بود. پس برای حل این مشکل چه راهکاری لازم بود؟! حذف سیستم‌های پر خوران یا عادت کردن به این مشکل فنی؟! از طرف دیگر سوپر شارژر با داشتن معایب خاص خود، این مشکل توربو شارژر را بسیار کمتر داشت. پس لازم بود تا همه به سمت سوپر شارژر بروند و از امتیازات بالای آن صرف نظر کنند؟!

عاملی به نام تراکم هوا :
اصل کار سیستم‌های پر خوران به فشرده کردن هوا و افزایش حجم ورودی مخلوط هوا و سوخت به داخل سیلندر است. طبق قوانین ترمودینامیکی وقتی که یک سیال فشرده می‌شود، برخورد‌های مولکولی بیشتر می‌شود، فشار بالاتر می‌رود و در نتیجه دمای آن افزایش پیدا می‌کند. ورود هوای گرم به داخل سیلندر‌ها برای سوخت و ساز چندان مشکل‌ساز نمی شود اما وقتی که این هوا از میزان معینی گرم‌تر شود، دو مشکل اساسی پدید می‌آورد؛ یکی اینکه به خاطر هوای موجود در داخل سیلندر که دمای بالایی دارد، به محض اینکه پیستون بالا می‌آید و مخلوط هوا و سوخت فشرده می‌شود، این تراکم باعث می‌شود تا دمای هوایی که گرم است بالا تر برود و منجر به پدیده خودسوزی شود که به آن پدیده ضربه نیز می‌گویند و اثرات مخربی روی پیشرانه می‌گذارد ( پدیده خودسوزی، ضربه یا Knocking به حالتی گفته می‌شود که پیستون در حال بالا آمدن در داخل سیلندر است و هنوز که به نقطه نهایی بالا یا مرگ بالا نرسیده است، مخلوط سوخت منفجر می‌شود و سعی دارد تا پیستونی را که در حال بالا آمدن است به پایین فشار دهد که با صدای زیادی شبیه به تقه ای که با چکش به بدنه موتور زده شود، قابل شناسایی و درک است). در این حال برای اینکه از این مشکل نا خوشایند دوری کنیم، باید از بنزین با اکتان بالاتر یا از مکمل‌های مناسب استفاده شود تا نقطه اشتعال و انفجار بنزین بالاتر رفته و از این پدیده جلوگیری شود. اما ایراد دیگر ورود هوای گرم به داخل پیشرانه، این است که هوای گرم هر چند توسط سیستم پر خوران فشرده شده است، اما چگالی مولکولی آن به خاطر گرم بودنش کمتر است و هوای سرد از این نظر دارای کارکرد بسیار بهتری است. هوای سرد دارای مولکول‌های اکسیژن بیشتری نسبت به همان حجم از هوای گرم است. این مشکل در سیستم پرخورانی با توربو شارژر شدیدتر است؛ چرا که توربو شارژر به خاطر قرار داشتن در مسیر هوای گرم و داغ گاز‌های خروجی اگزوز، هوایی را که به سمت موتور و سیلندر‌ها می‌فرستد، بسیار بیشتر از سوپرشارژر‌ها گرم می‌کند پس باید از یک وسیله برای سرد کردن و افزایش چگالی آن استفاده کرد و آن چیزی نیست جز خنک کن‌های خودرویی که به دو دسته اینتر کولر و افتر کولر تقسیم‌بندی می‌شوند. با سرد شدن هوا، هر چند که فشار آن نیز پایین می‌آید و کارایی توربو شارژر زیر سوال می‌رود، اما اگر این قطعه به شکل مهندسی شده و به شکل علمی ساخته شده باشد، میزان افزایش چگالی هوا نسبت به کاهش فشار آن، به قدری است که اثر اینتر کولر و افتر کولر به نحو مطلوبی در سیستم دیده می‌شود. این قطعه می‌تواند تا 15 درصد منجر به افزایش قدرت پیشرانه شود.

خنک‌کن‌ها‌:
در بین خنک‌کن‌ها یا سیستم‌های کولینگ در خودرو، غیر از سیستم خنک‌کن پیشرانه و تهویه مطبوع خودرو، سامانه‌های دیگری نیز ممکن است بسته به نوع خودرو دیده شود. برای مثال، در خودرو‌های دارای دنده اتوماتیک، جعبه دنده متصل به این پیشرانه‌ها چون به طور مداوم با پیشرانه درگیر هستند و سیال موجود در توربین آنها در حال چرخش است، لازم است تا روغن آن به قدر کافی خنک شود. در برخی خودرو‌ها برای خنک‌کردن این روغن، از قسمت رادیاتور آب خودرو به شکل مشترک با پیشرانه استفاده می‌شود و آب موجود در سیستم برای خنک‌کاری جعبه دنده نیز استفاده می‌شود. در نمونه‌های دیگر نیز از روغن سرد‌کن‌های مجزا استفاده می‌شود. حتی در برخی خودرو‌های دنده دستی، روغن موتور نیز دارای سرد‌کن است. در خودرو‌های دیزل دارای ریتاردر نیز این وسایل دیده می‌شوند. اما در خودرو‌هایی که دارای سیستم‌های پر‌خوران خصوصا از نوع توربو شارژر هستند، لازم است تا قطعه‌ای مسئول سرد‌کردن هوایی که به سمت سیلندر‌ها می‌رود، باشد که راندمان استفاده از توربو شارژر و سوپر شارژر پایین نیاید.

خنک‌کن میانی یا پسین؟!
اینتر کولر‌ها و افتر کولر‌ها سیستمی هستند که به خنک‌کردن یک سیال، چه گازی و چه مایع می‌پردازند و نه تنها در خودرو‌ها بلکه در بسیاری از انواع پیشرانه‌ها چه درون‌سوز و چه برون‌سوز نیز کارایی دارند. اما مهم‌ترین و در واقع قابل لمس‌ترین کاربرد آنها در صنایع خودرویی است. اینتر کولر‌ها بسیار زودتر از افتر‌کولر‌ها وارد دنیای خودروسازی شده‌اند و به همین علت هم، افتر کولر‌ها را زیر مجموعه ای از آنها می‌دانند و این همان رویه‌ای است که در دنیای خودرو‌های سنگین نیز پیاده می‌شود و اینتاردر‌ها را زیر مجموعه‌ای از ریتاردر‌ها می‌دانند. اصل کار هر دو سیستم یکی است و تفاوت در آنها در مکانی است که در یک سیکل کاری نصب می‌شوند. کلمه اینتر کولر به معنی خنک‌کن میانی است و این در حالی است که در خودرو‌ها قبل از توربو شارژر قرار می‌گیرد. این وسیله از دنیای موتور‌های هواپیما به دنیای خودروسازی وارد شده است. این وسیله در پیشرانه‌های هواپیما، در بین سیکل کاری آنها قرار می‌گرفته و به همین دلیل، به نام خنک‌کن میانی معروف شده است. اما در خودرو‌ها این وسیله قبل از توربو شارژر است و نام آن چندان با محل نصبش همخوانی ندارد. اما افتر کولر‌ها، همان سیستم اینتر کولر هستند، با این تفاوت که بعد از توربو شارژر نصب می‌شوند. اینتر کولر‌ها معمولا در جلوی خودرو نصب می‌شوند اما افتر کولر‌ها معمولا در بالای پیشرانه قرار می‌گیرند و حتی در برخی خودرو‌ها، این وسایل در بغل خودرو ممکن است قرار داده شوند. اما هر کدام از این نمونه‌ها دارای مشکلات خاص خود هستند. برای مثال، مدل‌هایی که روی موتور قرار داده می‌شوند و از طریق یک هواکش روی کاپوت، هوای خنک و تازه به آنها برخورد می‌کند، به خاطر قرار‌داشتن در معرض گرمای موتور، کمی از بازده آنها کم می‌شود. آنهایی که در کنار خودرو قرار می‌گیرند، باید به خاطر کمبود جا، ابعاد کوچک‌تری داشته باشند و اینتر‌کولر‌هایی که در جلوی خودرو قرار دارند، باید سپر‌های دهانه گشادی داشته باشند و در برابر تصادف‌های کوچک نیز آسیب‌پذیرند. البته مکان آنها به روش خنک‌سازی‌شان نیز بر‌می‌گردد اما سیستم کاری هر دو آنها به این شکل است که هوای ورودی به موتور و سیلندر‌ها را خنک کنند تا چگالی آن بالا رود و به میزان مولکول‌های اکسیژن موجود در آن اضافه شود. با توجه به اینکه این دو سامانه در دو جای متفاوت از هم قرار می‌گیرند، ممکن است در یک خودرو از هر دو آنها نیز استفاده شود؛ یعنی هوایی که به سمت توربو شارژر یا سوپر شارژر می‌رود، ابتدا وارد اینتر کولر شود و بعد از گذشتن از سیستم پر خوران، وارد افترکولر شود و به سمت سیلندر هدایت گردد. حتی می‌توان در خودرو‌هایی که بیش از یک توربو شارژر دارند نیز از همین سیستم چیدمان استفاده کرد. خنک‌کن‌ها از دو روش برای خنک‌سازی هوای پیشرانه استفاده می‌کنند. این وسایل یا از نوع هوا به هوا هستند، یعنی هوای پیشرانه با برخورد به هوای آزاد بیرون خنک می‌شود و این همان روشی است که در رادیاتور آب خودرو نیز پیاده می‌شود. نوع دیگر آن از طریق خنک‌کردن هوای ورودی به پیشرانه از طریق آب است؛ یعنی درست مثل رادیاتور جلوی پیشرانه که آب در آن در حال حرکت است، درون اینتر کولر نیز آب در جریان است و هوایی که به سمت سیلندر می‌رود درون شبکه‌هایی در کنار شبکه‌های آب در حال گردش است تا هوای سیلندر‌ها خنک شود. علاوه بر این دو روش، ممکن است از هر دو آنها نیز با هم استفاده شود. اینتر کولر‌هایی که از سیستم هوا به آب استفاده می‌کنند، به خاطر داشتن قطعات بیشتر مثل پمپ آب، لوله‌ها، رادیاتور و... کمی به وزن خودرو اضافه می‌کنند و از طرفی پیچیدگی داخل پیشرانه را بالا می‌برند. اما این روش خنک سازی دارای مزایایی نیز هست. از جمله اینکه به خاطر تبادل گرمایی بهتر، دارای ابعاد کوچک‌تری است و چون کارایی آن بهتر است، تاخیر موجود در سیستم توربو شارژ‌ها را کمتر می‌کند. حتی در برخی نمونه‌ها، می‌توان برای افزایش کارایی بیشتر، از محلی که مخصوص این کار قرار داده شده است، قطعات یخ را نیز وارد سیستم خنک کاری کرد!
اینتر کولر‌های هوا به هوا که از برخورد هوای تازه به شبکه‌های اینترکولر، هوای سیلندر را خنک می‌کنند، دارای ابعاد گسترده ای هستند که این سایز آنها به سایز پیشرانه، کاربری خودرو و فشاری که باید تحمل کند بستگی دارد که از اندازه‌های کوچک مناسب برای خودرو‌ها تا اندازه‌های بزرگ تا وزن 2 تن برای استفاده در کشتی‌ها متغیر است. یکی از نکاتی که باید درباره افترکولر‌ها بدانیم این است که این وسیله به خاطر اینکه بعد از توربو شارژر قرار می‌گیرد و هوای ورودی به آن گرم است، ممکن است پس از گذشت چند وقت، دچار گرفتگی لوله‌ها و مجاری شود که به شدت از کارایی موتور خواهد کاست.