الانتركولر هو مبرد للهواء و يستخدم في السيارات و الشاحنات و الاليات المزودة بتيربو و ذلك لتبريد الهواء الداخل للمحرك . وقد نشأت فكرة الشحن الزائد أو التغذية الزائدة في المحركات ذات الاحتراق الداخلي في الولايات المتحدة الأمريكية في مطلع القرن الماضي ( 1900 م ). تبلورت هذه الفكرة في أوربا و أجريت أول التجارب بضع سنوات من بعد و استخدمت أثناء الحرب العالمية الأولى في محركات الطائرات استخداما واسعا جدا. في بداية السبعينات ( 1970 م ) و مع ظهور سبائك معدنية جديدة تتحمل الإجهادات العالية و الدرجات الحرارة العالية، طور أحد المختبرات السويدية جهاز الشحن الزائد و أصبح منذ ذلك الحين يستخدم في محركات السيارات العادية الديزل و البنزين و كذلك سيارات السباق.
أساس فكرة التوربو
مبدأ هذا الجهاز يعتمد على فكرة أن كلما كان ضغط الهواء المسحوب داخل أسطوانة الاحتراق عالي و بالتالي كمية أكبر من الوقود للحرق كلما كانت قدرة المحرك أكبر. و العكس صحيح بالنسبة لدرجة الحرارة. إذن المراد هو إيجاد جهاز أول يرفع ضغط الهواء المسحوب أي دفعه بقوة و ليس سحبه بالمكبس طبيعيا و جهاز ثاني لتبريد هذا الهواء المضغوط قبل إدخاله في أسطوانة الاحتراق.
الجهاز الأول مكون من عنفتين (2 Turbines ) مثبتين في طرفي عمود. للعنفة الأولى وظيفة عنفة ( توربينة Turbine ) و للعنفة الثانية وظيفة ضاغط للهواء ( كمبرسر compressor) مما يعطي للجهاز اسم Turbocompressor و للمحرك المزود بهذا الجهاز بمحرك توربو Turbo.
لماذا يتم تبريد الهواء الداخل للمحرك ؟
لان كثافة الهواء تتغير مع الحرارة فلكما ارتفعت درجة الحرارة كلما قلت كثافة الهواء و العكس صحيح كلما انخفضت درجة الحرارة كلما زادت كثافة الهواء و من المعروف ان الهواء الاعلي كثافة يساعد على زيادة كفاءة الحريق داخل المحرك لذلك يتم تبريد الهواء قبل دخوله للمحرك .ومن هنا تنشأ علاقة الانتركولر بالتيربو – والهدف من التيربو هو اجبار الهواء علي الدخول الي غرفة الاحتراق فالتيربو يعمل كمضخة هواء لزيادة كمية الهواء الداخلة للمحرك
ميكانيزم الاحتراق والتبريد
الغازات المحترقة أو غازات العادم المطرودة إلى الخارج في الجهاز الأول تدير التوربينة و بدورها تدير الكمبرسر الذي يضغط الهواء المسحوب من الخارج قبل أن يوجه إلى أسطوانة الاحتراق (أنظر الشكل أعلاه ).الهواء الساخن يحتل حجم أكبر من الهواء البارد و بالتالي نستفيد من تبريد الهواء المضغوط قبل إدخاله في أسطوانة الاحتراق. عند مرور الهواء المسحوب على الكمبرسر ترتفع درجة حرارته إلى حوالي °C 120 فيبرد هذا الهواء بتمريره على الجهاز الثاني الذي يتمثل في محول هواء-هواء (Intercooler ) يوضع أمام مبرد المحرك ( Radiator ) و يوجه هذا الهواء الضغوط إلى أسطوانة الاحتراق بدرجة حرارة حوالي °C 60 ( انظر الشكل أدناه )
1 – الحرارة الناتجة من احتكاك ذرات الهواء عند ضغطها .أسباب ارتفاع حرارة المحرك التوربو :
2 – الحرارة تكون موزعة و عند ضغط الهواء يتم تركيزها في حيز ضيق
3 – وجود التيربو بالقرب من عادم الدخان يكسب الهواء الداخل للمحرك حرارة عالية .
بهذه الطريقة يصبح التيربو اقل فعالية لان الهواء المضغوط تكون حرارته عالية و بالتالي كثافته منخفضة لذلك فكر المصنعيين في اختراع مبرد للهواء ليزيد من كثافة الهواء بعد ضغطه بالتيربو مما يجعل التيربو فعال جدا و في بعض الأحيان يزيد من قدرة المحرك بنسبة قد تصل إلى 40% .
انواع الانتركولر
1 – مبرد الهواء العادي وهو عبارة عن مبرد هواء يكون مركب في مقدمة السيارة في الغالب و يعتمد علي اندفاع الهواء اثناء حركة السيارة .
2 – مبرد الهواء المزود بمراوح تبريد .
3 – مبرد الهواء الذي يستخدم سائل تبريد وهو اشبه بمبرد الماء الراديتر لكن يعمل علي عكسه تماما حيث سائل التبريد يقوم بتريد الهواء الداخل للمحرك و يستخدم في سيارات السباق بكثرة .
وللعلم هناك بعض السيارات المزودة بتيريو بدون انتركولر و تكون فيها كفاءة التيربو اقل من النوع المزود بانتركولر .