Hladilniki polnilnega zraka (znani tudi kot hladilniki polnilnega zraka) povečajo učinkovitost zgorevanja motorjev, opremljenih s prisilnim dovodom zraka (turbopolnilniki ali kompresorji), s čimer povečajo moč motorja, zmogljivost in učinkovitost porabe goriva.
Turbopolnilnik stisne vstopni zgorevalni zrak, s čimer se poveča njegova notranja energija, a tudi temperatura. Vroč zrak je manj gost kot hladen zrak, zaradi česar gori manj učinkovito.
Z vgradnjo hladilnika polnilnega zraka med turbopolnilnikom in motorjem pa se vstopni stisnjen zrak ohladi, preden doseže motor, s čimer se obnovi njegova gostota in zagotovi optimalno izgorevanje.
Hladilnik polnilnega zraka kot izmenjevalnik toplote lahko odvaja toploto, ki nastane med procesom kompresorskega plina turbopolnilnika. Ta korak prenosa toplote doseže s prenosom toplote na drug hladilni medij, običajno zrak ali vodo.
Zračno hlajen (znan tudi kot zračni vmesni hladilnik).
V avtomobilski industriji je naraščajoče povpraševanje po učinkovitejših motorjih z nižjimi emisijami številne proizvajalce privedlo do razvoja motorjev s turbopolnilnikom manjše prostornine, da bi dosegli idealno kombinacijo zmogljivosti motorja in učinkovitosti porabe goriva.
V večini avtomobilskih naprav lahko zračno hlajeni vmesni hladilniki zagotovijo zadostno hlajenje in delujejo podobno kot avtomobilski radiatorji. Ko se vozilo premika naprej, se hladnejši zrak iz okolice vsesa v hladilnik polnilnega zraka in nato skozi hladilno telo, pri čemer se toplota iz zraka s turbinskim polnilnikom prenese na hladnejši zrak iz okolice.
Vodno hlajeni intercooler
V okoljih, kjer zračno hlajenje ni uporabno, so vodno hlajeni vmesni hladilniki zelo učinkovita rešitev. Vodno hlajeni vmesni hladilniki običajno uporabljajo zasnovo toplotnega izmenjevalnika "lupina in cev", kjer hladilna voda teče skozi "cevno jedro" v središču enote, medtem ko vroč napolnjeni zrak teče izven cevi in prenaša toploto, ko teče skozi "lupino" znotraj izmenjevalnika toplote. Po ohlajanju se zrak odvaja iz podhladilnika in po cevovodu dovaja v zgorevalno komoro motorja.
Vloga in princip delovanja avtomobilskega hladilnika polnilnega zraka:
Vloga avtomobilskega hladilnika polnilnega zraka se odraža predvsem v naslednjih petih vidikih:
1, zmanjšajte sesalno temperaturo motorja. Znižanje sesalne temperature lahko izboljša učinkovitost polnjenja motorja in tako izboljša moč motorja.
2, zmanjšajte porabo goriva motorja. Z izboljšanjem učinkovitosti napihovanja motorja vsaka kapljica goriva in zraka tvorita dobro gorljivo mešanico, da se doseže popolno zgorevanje goriva.
3, vloga hladilnega zraka. Hladilnik polnilnega zraka lahko ohladi zrak z visoko temperaturo, preden vstopi v motor, da se izogne težavam, kot sta detonacija in izgorevanje, ki jih povzroča zrak z visoko temperaturo, ki neposredno vstopa v motor.
4, prilagajanje delovnemu okolju na visoki nadmorski višini. S povečanjem učinkovitosti napihovanja lahko motor ohranja stabilno izhodno moč na velikih nadmorskih višinah.
5. Izboljšajte učinkovitost izmenjave zraka motorja s turbopolnilnikom.
Da bi zmanjšali temperaturo vsesanega zraka, se vloga hladilnika polnilnega zraka odraža predvsem v naslednjih vidikih:
1. Zmanjšajte učinek prevodnosti izpušnih plinov na temperaturo vsesanega zraka. Visoka temperatura izpušnih plinov bo povzročila dvig temperature vsesanega zraka, kar bo vplivalo na učinkovitost napihovanja motorja.
2, izogibajte se nehlajenemu napolnjenemu zraku v zgorevalno komoro, kar bi povzročilo detonacijo in onesnaženje z odpadnimi plini.
Dodatek hladilnika polnilnega zraka lahko odpravi škodljive učinke segrevanja zraka po polnjenju.
Poleg tega lahko hladilnik polnilnega zraka tudi zmanjša porabo goriva motorja, izboljša prilagodljivost visokogorskemu okolju ter izboljša ujemanje in prilagodljivost polnilnika.
Avtomobilski hladilnik polnilnega zraka je plinski radiator, ki je ovit okoli cevi. Zrak teče znotraj hladilnika polnilnega zraka, ki absorbira toploto in hladi zrak.
Avtomobilski hladilnik polnilnega zraka je plinski radiator, notranjost hladilnika polnilnega zraka je obdana s cevmi, plin se vpihuje z enega konca, plin se vpihuje v notranjem toku cevovoda v hladilniku polnilnega zraka, v procesu pretoka toploto plina absorbira intercoolerja, ohlajen plin teče iz drugega konca, mnogi mislijo, da je to za hlajenje turbopolnilnika. Pravzaprav ne, vmesni hladilnik hladi zrak pod pritiskom. Obstajata dve glavni vrsti hladilnikov polnilnega zraka za motorje s turbopolnilnikom, eden je zračno hlajen, drugi pa vodno hlajen.
Zakaj ohladiti dodani zrak?
Ker je temperatura samega polnilnika zelo visoka, se bo skupaj s temperaturo zraka po kompresiji še povečala, tako da lahko temperatura zraka po turbopolnilniku zlahka preseže 100 stopinj Celzija. Ko se temperatura zraka dvigne, se bo gostota zmanjšala, vsebnost kisika pa se bo naravno zmanjšala, tako da je kisika v jeklenki manj, kar bo neizogibno vplivalo na delovanje. In sesalna temperatura je previsoka in lahko povzroči trkanje, zato mora motor s kompresorjem ohladiti zrak pod pritiskom.
Zračno hlajeni intercooler se nahaja spredaj, poenostavljeno povedano, to je navaden radiator, in zračni tok, ki teče skozi sprednji del med vožnjo, vpliva na hladilnik zraka, da doseže odvajanje toplote vsesanega zraka. Ker je temperatura zraka med vožnjo nizka in pretok zraka velik, je učinek odvajanja toplote zračno hlajenega hladilnika polnilnega zraka zelo dober. Poleg tega je struktura razmeroma enostavna in stroški nižji.
Vendar pa je cevovod za pretok zraka zračno hlajenega hladilnika polnilnega zraka predolg in zrak mora iti od kompresorja skozi cevovod naprej, nato pa skozi cevovod do plina po ohlajanju, kar bo poslabšalo histerijo turbine. Še več, manjša kot je prostornina in nižja kot je hitrost, bolj očiten je vpliv, zato so v zgodnjih dneh, ko ljudje niso bili preveč občutljivi na histerezo turbine, številni avtomobili uporabljali zračno hlajene vmesne hladilnike. Poleg tega se bo zračno hlajen intercooler pri nizki hitrosti, ker ni dovolj pretoka zraka, zmanjšal učinek odvajanja toplote.
Vodno hlajeni vmesni hladilniki se hladijo s hladilno tekočino motorja, dolžina cevi pa je lahko krajša, kar lahko zmanjša histerezo turbine. In kroženje hladilne tekočine je stabilno, ne skrbite za učinek hlajenja pri nizki hitrosti.
Vendar vodno hlajeni vmesni hladilnik stane več in ker temperatura hladilne tekočine ni nizka, ko je vroč avto vroč, skupni učinek hlajenja ni tako dober kot pri zračno hlajenem tipu.
Hladilnik polnilnega zraka se uporablja za hlajenje kompresorja iz stisnjenega zraka, zrak za kompresorjem, tlak se poveča, temperatura se dvigne, s hlajenjem vmesnega hladilnika lahko znižate temperaturo stisnjenega zraka, da izboljšate gostoto zraka, izboljšate učinkovitost polnjenja, da se doseže namen izboljšanja moči dizelskega motorja in zmanjšanja emisij.
Hladilnik polnilnega zraka je del tlačnega sistema. Ko je zrak stisnjen v visokem deležu, bo proizvedel visoko toploto, kar bo zmanjšalo ekspanzijsko gostoto zraka, hkrati pa bo povzročilo škodo na temperaturi motorja. Da bi dosegli večjo volumetrično učinkovitost, je treba visokotemperaturni zrak pred vbrizgavanjem v valj ohladiti.
To zahteva namestitev radiatorja, princip je podoben radiatorju rezervoarja za vodo, visokotemperaturni in visokotlačni zrak je razpršen v številne majhne cevi, zunaj cevi pa z veliko hitrostjo teče zrak sobne temperature, tako da za dosego namena hlajenja. Ker je ta hladilnik nameščen med motorjem in turbopolnilnikom, se imenuje tudi osrednji hladilnik, imenovan tudi intercooler.
O vlogi avtomobilskega intercoolerja:
1. Izboljšajte moč motorja. Nižja vstopna temperatura poveča učinkovitost napihnjenosti motorja, zato je moč motorja mogoče izboljšati.
2, zmanjšajte porabo goriva motorja. Učinkovitost napihovanja motorja je izboljšana, tako da lahko vsaka kapljica goriva tvori dobro gorljivo zmes z zrakom in vsaka kapljica goriva popolnoma zgori.
3, zmanjšajte možnost deflagracije motorja. Visokotemperaturni in visokotlačni zrak in gorivo tvorita visokotemperaturno in visokotlačno vnetljivo mešanico plina, ki jo je v cilindru motorja enostavno deflagrirati. Zmanjšanje sesalne temperature lahko učinkovito omeji deflagracijo motorja. Deflagracija lahko povzroči nenormalno tresenje motorja in poškoduje dodatke motorja.
4, se bolje prilagajajo delovnemu okolju na visoki nadmorski višini. Vsebnost kisika na visoki nadmorski višini je nizka, izboljšajte učinkovitost napihovanja, tako da je moč motorja lahko vzdržljiva.
Funkcija hladilnika polnilnega zraka je znižati temperaturo sesalne vode motorja. Na splošno izdelan iz aluminijeve zlitine. Glede na različne hladilne medije lahko običajne vmesne hladilnike razdelimo na dve vrsti: zračno hlajeni in vodno hlajeni.
(1) Zračno hlajeni tip uporablja zunanji zrak za hlajenje zraka, ki gre skozi hladilnik polnilnega zraka. Prednost je v tem, da ima celoten hladilni sistem manj sestavnih delov, zgradba pa je razmeroma preprosta kot pri vodno hlajenem vmesnem hladilniku. Pomanjkljivost je, da je učinkovitost hlajenja nižja kot pri vodno hlajenem intercoolerju, ki na splošno zahteva daljši priključni cevovod in je upor prehajanja zraka večji. Zračno hlajeni vmesni hladilniki so bili pogosto uporabljeni zaradi svoje preproste zgradbe in nizkih stroškov izdelave. Večina motorjev s turbinskim polnilnikom uporablja zračno hlajene vmesne hladilnike, kot so motorji terenskih vozil Huatraca TCI in avtomobilov FAW-Volkswagen Bora 1.8T.
(2) Vodno hlajenje uporablja kroženje hladilne vode za hlajenje zraka skozi vmesni hladilnik. Prednost je v tem, da je učinkovitost hlajenja večja, položaj namestitve pa je bolj prilagodljiv, ni potrebe po dolgi priključni cevi, zaradi česar je celotna sesalna cev bolj gladka. Pomanjkljivost je, da zahteva krožni vodni sistem, ki je relativno neodvisen od hladilnega sistema motorja, zato ima celoten sistem več komponent, višje proizvodne stroške in zapleteno strukturo. Uporaba vodno hlajenih hladilnikov polnilnega zraka je razmeroma redka, običajno se uporabljajo v vozilih z motorji v sredini ali zadaj in pri motorjih z veliko prostornino, kot sta avtomobil Mercedes-Benz S400 CDI in avtomobil Audi A8 TDI, opremljen z motorji, ki uporabljajo vodo. - hlajeni intercoolerji.
