Интеркулеры (также известные как охладители наддувочного воздуха) повышают эффективность сгорания двигателей, оснащенных принудительным впуском воздуха (турбокомпрессоры или нагнетатели), тем самым увеличивая мощность двигателя, его производительность и топливную экономичность.
Турбокомпрессор сжимает впускной воздух для горения, увеличивая его внутреннюю энергию, но также повышая его температуру. Горячий воздух менее плотный, чем холодный, поэтому его горение менее эффективно.
Однако за счет установки промежуточного охладителя между турбонагнетателем и двигателем входящий сжатый воздух охлаждается до того, как он достигнет двигателя, тем самым восстанавливая свою плотность и обеспечивая оптимальные характеристики сгорания.
Промежуточный охладитель, выступая в роли теплообменника, может отводить тепло, образующееся в процессе работы компрессора турбонагнетателя. Он выполняет этот этап теплопередачи путем передачи тепла другой охлаждающей среде, обычно воздуху или воде.
Интеркулер с воздушным охлаждением (также известный как продувочный тип)
В автомобильной промышленности растущий спрос на более эффективные двигатели с меньшими выбросами побудил многих производителей разработать двигатели с турбонаддувом меньшей мощности для достижения идеального сочетания производительности двигателя и топливной экономичности.
В большинстве автомобильных систем промежуточные охладители с воздушным охлаждением могут обеспечить достаточное охлаждение и работать так же, как автомобильные радиаторы. Когда автомобиль движется вперед, более холодный окружающий воздух втягивается в интеркулер, а затем через радиатор, передавая тепло от воздуха с турбонаддувом к более прохладному окружающему воздуху.
Интеркулер с водяным охлаждением
В средах, где воздушное охлаждение неприменимо, промежуточные охладители с водяным охлаждением являются очень эффективным решением. В промежуточных охладителях с водяным охлаждением обычно используется конструкция теплообменника «кожухотрубный», в которой охлаждающая вода течет через «сердечник трубы» в центре устройства, а горячий заряженный воздух течет за пределами набора трубок, передавая тепло, проходя через промежуточный охладитель. «оболочка» внутри теплообменника. После охлаждения воздух отводится из переохладителя и по трубопроводу подается в камеру сгорания двигателя.
Роль и принцип работы автомобильного интеркулера:
Роль автомобильного интеркулера в основном отражается в следующих пяти аспектах:
1. Уменьшите температуру на впуске двигателя. Снижение температуры на впуске может повысить эффективность накачивания двигателя, тем самым улучшая его мощность.
2. Уменьшите расход топлива двигателя. За счет повышения эффективности накачивания двигателя каждая капля топлива и воздуха образует хорошую горючую смесь, что обеспечивает полное сгорание топлива.
3, роль охлаждающего воздуха. Интеркулер может охлаждать высокотемпературный воздух перед его поступлением в двигатель, чтобы избежать таких проблем, как детонация и возгорание, вызванные попаданием высокотемпературного воздуха непосредственно в двигатель.
4. Адаптируйтесь к рабочей среде на большой высоте. За счет увеличения эффективности накачивания двигатель может поддерживать стабильную выходную мощность на больших высотах.
5. Улучшите эффективность воздухообмена двигателя с турбонаддувом.
Роль интеркулера в снижении температуры всасываемого воздуха в основном выражается в следующих аспектах:
1. Уменьшите влияние проводимости выхлопных газов на температуру всасываемого воздуха. Высокая температура выхлопных газов приведет к повышению температуры всасываемого воздуха, что повлияет на эффективность накачивания двигателя.
2. Избегайте попадания неохлажденного заряженного воздуха в камеру сгорания, что может привести к детонации и загрязнению отходящих газов.
Добавление интеркулера может решить неблагоприятные последствия нагрева воздуха после наддува.
Кроме того, интеркулер также может снизить расход топлива двигателя, улучшить адаптацию к условиям высокогорья, а также улучшить совместимость и адаптируемость нагнетателя.
Автомобильный интеркулер представляет собой газовый радиатор, обернутый вокруг трубы. Воздух течет внутри интеркулера, который поглощает тепло и охлаждает воздух.
Автомобильный интеркулер представляет собой газовый радиатор, внутренняя часть интеркулера окружена трубами, газ вдувается с одного конца, газ вдувается во внутренний поток трубопровода интеркулера, в процессе потока тепло газа поглощается интеркулер, охлажденный газ вытекает с другого конца, многие думают, что это для охлаждения турбокомпрессора. На самом деле нет, интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. Существует два основных типа промежуточных охладителей для двигателей с турбонаддувом: один с воздушным охлаждением, другой с водяным охлаждением.
Зачем охлаждать добавленный воздух?
Поскольку температура самого нагнетателя очень высока, в сочетании с температурой воздуха после сжатия он будет еще больше увеличиваться, поэтому температура воздуха после турбокомпрессора может легко превысить 100 градусов по Цельсию. После повышения температуры воздуха плотность уменьшится, и содержание кислорода естественным образом уменьшится, так что кислорода в цилиндре станет меньше, что неизбежно повлияет на производительность. А температура на впуске слишком высока и легко вызывает детонацию, поэтому двигателю с наддувом необходимо охлаждать сжатый воздух.
Интеркулер воздушного охлаждения расположен спереди, проще говоря, это обычный радиатор, и поток воздуха, проходящий через переднюю часть во время движения, воздействует на воздухоохладитель, добиваясь отвода тепла всасываемого воздуха. Поскольку во время движения температура воздуха низкая, а поток воздуха большой, эффект рассеивания тепла промежуточным охладителем с воздушным охлаждением очень хорош. Кроме того, структура относительно проста, а стоимость ниже.
Однако трубопровод воздушного потока интеркулера воздушного охлаждения слишком длинный, и воздуху необходимо пройти от нагнетателя через трубопровод в переднюю часть, а затем через трубопровод к дросселю после охлаждения, что усугубит истерику турбины. Более того, чем меньше рабочий объем и чем ниже скорость, тем более очевидно влияние, поэтому в первые дни, когда люди не были слишком чувствительны к гистерезису турбины, во многих автомобилях использовались промежуточные охладители с воздушным охлаждением. Кроме того, интеркулер с воздушным охлаждением на низкой скорости из-за недостаточного потока воздуха эффект рассеивания тепла уменьшится.
Интеркулеры с водяным охлаждением охлаждаются охлаждающей жидкостью двигателя, а длина труб может быть короче, что может уменьшить гистерезис турбины. И циркуляция охлаждающей жидкости стабильна, не беспокойтесь об эффекте охлаждения на низкой скорости.
Однако промежуточный охладитель с водяным охлаждением стоит дороже, а поскольку температура охлаждающей жидкости не низкая, когда горячий автомобиль горячий, общий эффект охлаждения не так хорош, как у типа с воздушным охлаждением.
Интеркулер используется для охлаждения нагнетателя из сжатого воздуха, воздух после нагнетателя, давление увеличивается, температура повышается, благодаря охлаждению промежуточного охладителя можно снизить температуру сжатого воздуха, чтобы улучшить плотность воздуха, улучшить эффективность инфляции, чтобы достичь цели улучшения мощности дизельного двигателя и снижения выбросов.
Интеркулер является частью системы наддува. Когда воздух сжимается в высокой степени, он выделяет большое количество тепла, что снижает плотность расширения воздуха и в то же время приводит к ухудшению температуры двигателя. Чтобы получить более высокий объемный КПД, высокотемпературный воздух необходимо охладить перед впрыском в цилиндр.
Для этого требуется установка радиатора, принцип аналогичен радиатору резервуара для воды: воздух с высокой температурой и высоким давлением распределяется по множеству небольших труб, а снаружи трубы с высокой скоростью течет воздух комнатной температуры, так что для достижения цели охлаждения. Поскольку этот радиатор расположен между двигателем и турбокомпрессором, его также называют центральным охладителем, или интеркулером.
О роли автомобильного интеркулера:
1. Улучшите мощность двигателя. Более низкая температура на впуске приводит к увеличению эффективности накачивания двигателя, поэтому можно улучшить характеристики мощности двигателя.
2. Уменьшите расход топлива двигателя. Эффективность накачки двигателя повышена, так что каждая капля топлива может образовывать хорошую горючую смесь с воздухом, и каждая капля топлива полностью сгорает.
3. Уменьшите возможность возгорания двигателя. Воздух и топливо при высокой температуре и высоком давлении образуют горючую газовую смесь с высокой температурой и высоким давлением, которая легко воспламеняется в цилиндре двигателя. Снижение температуры на впуске может эффективно ограничить возгорание двигателя. Дефлаграция может привести к ненормальной тряске двигателя и повреждению его агрегатов.
4, лучше адаптироваться к рабочей среде на большой высоте. Содержание кислорода на большой высоте низкое, что повышает эффективность накачивания, обеспечивая постоянную мощность двигателя.
Функция интеркулера – снижение температуры на впуске двигателя. Обычно изготовлен из алюминиевого сплава. В зависимости от используемой охлаждающей среды обычные интеркулеры можно разделить на два типа: с воздушным и водяным охлаждением.
(1) Тип с воздушным охлаждением использует наружный воздух для охлаждения воздуха, проходящего через промежуточный охладитель. Преимущество состоит в том, что вся система охлаждения состоит из меньшего количества компонентов, а ее конструкция относительно проста, чем у интеркулера с водяным охлаждением. Недостаток заключается в том, что эффективность охлаждения ниже, чем у промежуточного охладителя с водяным охлаждением, который обычно требует более длинного соединительного трубопровода и большего сопротивления прохождению воздуха. Интеркулеры с воздушным охлаждением получили широкое распространение благодаря своей простой конструкции и низкой стоимости производства. В большинстве двигателей с турбонаддувом используются промежуточные охладители с воздушным охлаждением, например, в двигателях внедорожников Huatraca TCI и автомобилей FAW-Volkswagen Bora 1.8T.
(2) При водяном охлаждении используется циркулирующая охлаждающая вода для охлаждения воздуха через промежуточный охладитель. Преимущество заключается в том, что эффективность охлаждения выше, а положение установки более гибкое, нет необходимости использовать длинную соединительную трубу, что делает всю впускную трубу более гладкой. Недостаток заключается в том, что для этого требуется система оборотной воды, которая относительно независима от системы охлаждения двигателя, поэтому вся система имеет больше компонентов, более высокие производственные затраты и сложную конструкцию. Применение промежуточных охладителей с водяным охлаждением встречается относительно редко, обычно они используются в автомобилях с двигателями, расположенными посередине или сзади, а также на двигателях большого объема, таких как автомобиль Mercedes-Benz S400 CDI и автомобиль Audi A8 TDI, оснащенный двигателями, использующими воду. -охлаждаемые интеркулеры.
