Как работи междинният охладител?
Междинният охладител (наричан още охладител на въздуха за зареждане) подобрява ефективността на горене в двигатели, оборудвани с принудителна индукция (турбо компресор или компресор), като по този начин увеличава мощността на двигателя, производителността и горивната ефективност.
Интеркулерът обикновено се вижда само при автомобили, оборудвани с турбокомпресор. Интеркулерът всъщност е компонент на турбокомпресора и неговата функция е да подобри ефективността на вентилацията на двигателя. Независимо дали става въпрос за двигател с компресор или двигател с турбокомпресор, трябва да се монтира междинен охладител между компресора и всмукателния колектор на двигателя. Тъй като този радиатор се намира между двигателя и компресора, той се нарича още междинно охлаждане. Интеркулер, наричан междинен охладител.
Една от причините, поради които двигател с турбокомпресор има по-голяма мощност от нормален двигател, е, че неговата ефективност на въздухообмен е по-висока от естествения прием на нормален двигател. Когато въздухът влезе в турбокомпресора, температурата му ще се повиши значително и плътността му ще намалее. Интеркулерът играе ролята на охлаждане на въздуха. Въздухът с висока температура се охлажда от междинния охладител и след това навлиза в двигателя. Ако липсва междинен охладител и компресираният високотемпературен въздух навлиза директно в двигателя, двигателят ще се повреди или дори ще прекъсне запалването поради прекомерна температура на въздуха.
Тъй като температурата на отработените газове от двигателя е много висока, топлопроводимостта през компресора ще повиши температурата на входящия въздух. Освен това, плътността на въздуха ще се увеличи по време на процеса на компресиране, което неизбежно ще доведе до повишаване на температурата на въздуха, като по този начин ще се отрази на ефективността на зареждане на двигателя. Ако искате допълнително да подобрите ефективността на зареждане, трябва да намалите температурата на входящия въздух. Някои данни показват, че при същото съотношение въздух-гориво, мощността на двигателя може да се увеличи с 3% до 5% за всеки спад от 10°C в температурата на нагнетения въздух.
Ако неохладен компресиран въздух навлезе в горивната камера, в допълнение към повлияването на ефективността на зареждане на двигателя, той може лесно да причини температурата на изгаряне на двигателя да бъде твърде висока, причинявайки чукване и други повреди. Това също ще увеличи съдържанието на NOx в отработените газове на двигателя, причинявайки замърсяване на въздуха. За да се решат неблагоприятните ефекти, причинени от нагряването на нагнетения въздух, трябва да се монтира междинен охладител, за да се намали температурата на входящия въздух.
Благодарение на наличието на междинен охладител, разходът на гориво на двигателя може да бъде намален и адаптивността към надморска височина може да бъде подобрена. В райони с голяма надморска височина използването на междинно охлаждане може да използва компресор с по-високо съотношение на налягането, което позволява на двигателя да получи повече мощност и подобрява адаптивността на автомобила.
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 ефективен при изгаряне.
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 неговата плътност, което води до оптимална производителност при горене.
Интеркулерът действа като топлообменник и премахва топлината, генерирана, когато турбокомпресорът компресира газа. 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 (наричан още струен 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 междинният охладител с въздушно охлаждане осигурява адекватно охлаждане и работи много подобно на автомобилния радиатор. Докато автомобилът се движи напред, по-хладният околен въздух се засмуква в междинния охладител и преминава през ребрата, пренасяйки топлината от въздуха с турбокомпресор към по-хладния околен въздух.
Интеркулер с водно охлаждане
Интеркулерите с водно охлаждане са много ефективно решение в среди, където въздушното охлаждане не е подходящо. Междинните охладители с водно охлаждане обикновено използват дизайн на топлообменник „черупка и тръба“, като охлаждащата вода протича през „ядро“ в центъра на модула, докато горещ въздух за зареждане тече от външната страна на тръбния блок и през „черупка“ от вътрешната страна на топлообменника. тяло" предава топлина. След охлаждане въздухът се изпуска от междинния охладител и се насочва към горивната камера на двигателя.
Междинните охладители с водно охлаждане са прецизно проектирани устройства, предназначени да се справят с високите температури на сгъстения въздух за горене.
