Междинните охладители (известни също като охладители на въздуха за пълнене) повишават ефективността на горене на двигатели, оборудвани с принудително засмукване на въздух (турбо компресори или компресори), като по този начин увеличават мощността на двигателя, производителността и горивната ефективност.
Турбокомпресорът компресира входящия въздух за горене, като увеличава вътрешната му енергия, но също така повишава температурата му. Горещият въздух е с по-малка плътност от студения въздух, което го прави по-малко ефективно да гори.
Въпреки това, чрез инсталиране на междинен охладител между турбокомпресора и двигателя, входящият сгъстен въздух се охлажда, преди да достигне двигателя, като по този начин се възстановява плътността му и се осигурява оптимална производителност при горене.
Интеркулерът, като топлообменник, може да отвежда топлината, генерирана по време на газовия компресор на турбокомпресора. Той осъществява тази стъпка на пренос на топлина чрез прехвърляне на топлина към друга охлаждаща среда, обикновено въздух или вода.
Междинен охладител с въздушно охлаждане (известен също като бластов тип).
В автомобилната индустрия нарастващото търсене на по-ефективни двигатели с по-ниски емисии накара много производители да разработят двигатели с турбокомпресор с по-малък капацитет, за да постигнат идеалната комбинация от производителност на двигателя и горивна ефективност.
В повечето автомобилни инсталации междинните охладители с въздушно охлаждане могат да осигурят достатъчно охлаждане и да работят много като автомобилните радиатори. Когато автомобилът се движи напред, по-хладният околен въздух се засмуква в междинния охладител и след това през радиатора, пренасяйки топлината от турбокомпресорния въздух към по-хладния околен въздух.
Интеркулер с водно охлаждане
В среди, където въздушното охлаждане не е приложимо, междинните охладители с водно охлаждане са много ефективно решение. Междинните охладители с водно охлаждане обикновено използват дизайн на топлообменник тип "черупка и тръба", където охлаждащата вода протича през "тръбна сърцевина" в центъра на модула, докато горещ зареден въздух тече извън комплекта тръби, пренасяйки топлина, докато тече през "черупка" вътре в топлообменника. След охлаждане въздухът се изпуска от подохладителя и се подава през тръбопровод към горивната камера на двигателя.
Ролята и принципът на работа на автомобилния междинен охладител:
Ролята на автомобилния междинен охладител се отразява главно в следните пет аспекта:
1, намалете температурата на всмукване на двигателя. Намаляването на всмукателната температура може да подобри ефективността на напомпване на двигателя, като по този начин подобри мощността на двигателя.
2, намаляване на разхода на гориво на двигателя. Чрез подобряване на ефективността на надуване на двигателя, всяка капка гориво и въздух образуват добра горима смес, така че да се постигне пълно изгаряне на горивото.
3, ролята на охлаждащия въздух. Интеркулерът може да охлади въздуха с висока температура, преди да влезе в двигателя, за да избегне проблеми като детонация и пламък, причинени от въздуха с висока температура, навлизащ директно в двигателя.
4, адаптирайте се към работна среда на голяма надморска височина. Чрез увеличаване на ефективността на напомпване, двигателят може да поддържа стабилна изходна мощност на голяма надморска височина.
5. Подобрете ефективността на обмена на въздух на двигателя с турбокомпресор.
За да се намали температурата на входящия въздух, ролята на междинния охладител се отразява главно в следните аспекти:
1. Намалете ефекта на проводимостта на отработените газове върху температурата на входящия въздух. Високата температура на отработените газове ще доведе до повишаване на температурата на входящия въздух, което ще повлияе на ефективността на надуване на двигателя.
2, избягвайте неохладен зареден въздух в горивната камера, което води до детонация и замърсяване с отпадъчни газове.
Добавянето на междинен охладител може да реши неблагоприятните ефекти от нагряването на въздуха след презареждане.
В допълнение, междинният охладител може също така да намали разхода на гориво на двигателя, да подобри адаптивността към околната среда на голяма надморска височина и да подобри съответствието и адаптивността на компресора.
Автомобилният междинен охладител е газов радиатор, който е увит около тръба. Въздухът протича вътре в междинния охладител, който абсорбира топлината и охлажда въздуха навън.
Автомобилният междинен охладител е газов радиатор, вътрешността на междинния охладител е заобиколена от тръби, газът се вдухва от единия край, газът се вдухва във вътрешния тръбопроводен поток в междинния охладител, в процеса на потока топлината на газа се абсорбира от междинен охладител, охладената газ изтича от другия край, много хора смятат, че това е за охлаждане на турбокомпресора. Всъщност не, междинният охладител е за охлаждане на въздуха под налягане. Има два основни вида междинни охладители за двигатели с турбокомпресор, единият е с въздушно охлаждане, а другият е с водно охлаждане.
Защо охлаждане на добавения въздух?
Тъй като температурата на самия компресор е много висока, заедно с температурата на въздуха след компресията ще се увеличи допълнително, така че температурата на въздуха след турбокомпресора може лесно да пробие 100 градуса по Целзий. След като температурата на въздуха се повиши, плътността ще намалее и съдържанието на кислород естествено ще намалее заедно, така че кислородът в цилиндъра е по-малко, което неизбежно ще се отрази на производителността. Освен това температурата на всмукателния въздух е твърде висока и лесно се предизвиква удар, така че двигателят с компресор трябва да охлажда въздуха под налягане.
Интеркулерът с въздушно охлаждане е разположен отпред, казано по-просто, това е обикновен радиатор и въздушният поток, преминаващ през предната част по време на шофиране, въздейства върху въздушния охладител, за да се постигне разсейване на топлината на входящия въздух. Тъй като температурата на въздуха е ниска и въздушният поток е голям по време на шофиране, ефектът на разсейване на топлината на междинния охладител с въздушно охлаждане е много добър. Освен това структурата е сравнително проста и цената е по-ниска.
Тръбопроводът за въздушен поток на междинния охладител с въздушно охлаждане обаче е твърде дълъг и въздухът трябва да премине от компресора през тръбопровода към предната част и след това през тръбопровода към дросела след охлаждане, което ще влоши истерията на турбината. Освен това, колкото по-малък е работният обем и колкото по-ниска е скоростта, толкова по-очевидно е въздействието, така че в първите дни, когато хората не бяха твърде чувствителни към хистерезиса на турбината, много автомобили използваха междинни охладители с въздушно охлаждане. В допълнение, междинният охладител с въздушно охлаждане при ниска скорост, тъй като няма достатъчно въздушен поток, ефектът на разсейване на топлината ще намалее.
Интеркулерите с водно охлаждане се охлаждат от охлаждащата течност на двигателя и дължината на тръбата може да бъде по-къса, което може да намали хистерезиса на турбината. И циркулацията на охлаждащата течност е стабилна, не се притеснявайте за охлаждащия ефект при ниска скорост.
Интеркулерът с водно охлаждане обаче струва повече и тъй като температурата на охлаждащата течност не е ниска, когато горещата кола е гореща, общият охлаждащ ефект не е толкова добър, колкото при типа с въздушно охлаждане.
Интеркулерът се използва за охлаждане на компресора от въздуха под налягане, въздухът след компресора, налягането се увеличава, температурата се повишава, чрез охлаждането на междинния охладител може да намали температурата на въздуха под налягане, така че да подобри плътността на въздуха, да подобри ефективността на надуване, за да се постигне целта за подобряване на мощността на дизеловия двигател и намаляване на емисиите.
Интеркулерът е част от системата за херметизиране. Когато въздухът е компресиран във висока пропорция, той ще произведе висока топлина, което ще намали плътността на разширение на въздуха и в същото време ще причини увреждане на температурата на двигателя. За да се постигне по-висока обемна ефективност, въздухът с висока температура трябва да бъде охладен преди впръскване в цилиндъра.
Това изисква инсталиране на радиатор, принципът е подобен на радиатора на резервоара за вода, въздухът с висока температура и високо налягане се разпръсква в много малки тръби и има въздух със стайна температура, който тече с висока скорост извън тръбата, така че като за постигане на целта за охлаждане. Тъй като този радиатор е разположен между двигателя и турбокомпресора, той се нарича още централен охладител, наричан междинен охладител.
За ролята на междинния охладител на автомобила:
1. Подобрете мощността на двигателя. По-ниската всмукателна температура увеличава ефективността на напомпване на двигателя, така че мощността на двигателя може да бъде подобрена.
2, намаляване на разхода на гориво на двигателя. Ефективността на надуване на двигателя е подобрена, така че всяка капка гориво може да образува добра горима смес с въздуха и всяка капка гориво изгаря напълно.
3, намалете възможността от дефлаграция на двигателя. Въздухът и горивото с висока температура и високо налягане образуват горима газова смес с висока температура и високо налягане, която лесно се дефлагрира в цилиндъра на двигателя. Намаляването на всмукателната температура може ефективно да ограничи дефлаграцията на двигателя. Дефлаграцията може да причини необичайно трептене на двигателя и да повреди аксесоарите на двигателя.
4, по-добре се адаптират към работната среда на голяма надморска височина. Съдържанието на кислород на висока надморска височина е ниско, подобрете ефективността на надуване, така че мощността на двигателя да може да бъде устойчива.
Функцията на междинния охладител е да намалява температурата на всмукване на двигателя. Обикновено изработен от материал от алуминиева сплав. Според различната охлаждаща среда обикновените междинни охладители могат да бъдат разделени на два типа: с въздушно охлаждане и с водно охлаждане.
(1) Типът с въздушно охлаждане използва външен въздух за охлаждане на въздуха, преминаващ през междинния охладител. Предимството е, че цялата охладителна система има по-малко компоненти и структурата е сравнително проста от междинния охладител с водно охлаждане. Недостатъкът е, че ефективността на охлаждане е по-ниска от тази на междинния охладител с водно охлаждане, което обикновено изисква по-дълъг свързващ тръбопровод и съпротивлението на преминаване на въздуха е по-голямо. Междинните охладители с въздушно охлаждане са широко използвани поради тяхната проста структура и ниска производствена цена. Повечето двигатели с турбокомпресор използват междинни охладители с въздушно охлаждане, като двигателите на офроуд автомобили Huatraca TCI и автомобили FAW-Volkswagen Bora 1.8T.
(2) Водното охлаждане използва циркулираща охлаждаща вода за охлаждане на въздуха през междинния охладител. Предимството е, че ефективността на охлаждане е по-висока и позицията на монтаж е по-гъвкава, няма нужда да използвате дълга свързваща тръба, което прави цялата всмукателна тръба по-гладка. Недостатъкът е, че изисква система за циркулираща вода, която е относително независима от системата за охлаждане на двигателя, така че цялата система има повече компоненти, по-високи производствени разходи и сложна структура. Прилагането на междинни охладители с водно охлаждане е сравнително рядко, обикновено се използва в превозни средства с двигатели в средата или отзад и при двигатели с голям работен обем, като автомобила Mercedes-Benz S400 CDI и автомобила Audi A8 TDI, оборудван с двигатели, които използват вода -охлаждащи интеркулери.
