Metoda izbire
Za mnoge ljubitelje avtomobilov je hladilnik polnilnega zraka v sprednjem odbijaču del sanjske predelave v njihovih srcih in je tudi nepogrešljiv simbol zmogljivosti, tako kot zvok ventila za razbremenitev tlaka. Kaj pa poznajo razni intercoolerji, ki so na zunaj videti enaki? Na kaj morate biti pozorni, če želite nadgraditi ali namestiti? Na zgornja vprašanja bomo eno za drugim odgovorili v tej enoti.
Namen vgradnje intercoolerja je predvsem znižanje temperature sesanja. Morda se bodo bralci vprašali: Zakaj moramo znižati vstopno temperaturo? To zahteva omembo principa turbopolnjenja. Načelo delovanja turbopolnilnika je preprosto uporaba izpušnih plinov motorja za udarjanje v izpušne lopatice, nato pa poganjanje sesalnih lopatic na drugi strani, da se stisnjen zrak pošlje v zgorevalno komoro. Ker je temperatura izpušnih plinov običajno visoka do 800 ali 900 stopinj, je telo turbine tudi v stanju izjemno visoke temperature, kar bo povečalo temperaturo zraka, ki teče skozi sesalni del turbine, stisnjen zrak pa bo prav tako proizvajal toploto (ker se razdalja med molekulami stisnjenega zraka zmanjša, se bodo stisnile in drgnile druga ob drugo, da bi ustvarile toplotno energijo). Če ta visokotemperaturni plin vstopi v jeklenko brez hlajenja, je lahko povzročiti, da je temperatura zgorevanja motorja previsoka, nato pa bo predzgorevanje bencina povzročilo detonacijo, kar bo dodatno povečalo temperaturo motorja. Hkrati bo prostornina stisnjenega zraka močno zmanjšala vsebnost kisika zaradi toplotnega raztezanja, kar bo zmanjšalo učinkovitost povečanja in seveda ne bo proizvedlo izhodne moči, ki bi jo morala imeti. Poleg tega je visoka temperatura tudi nevidni ubijalec motorja. Če ne poskušate znižati delovne temperature, potem ko se znajdete v vročem vremenu ali vozite dlje časa, lahko preprosto povečate verjetnost okvare motorja. Zato je treba namestiti intercooler za znižanje sesalne temperature. Ko poznamo funkcijo hladilnika polnilnega zraka, raziščimo njegovo strukturo in princip odvajanja toplote.
Hladilnik polnilnega zraka je v glavnem sestavljen iz dveh delov. Prvi del se imenuje Tube. Njegova funkcija je zagotoviti kanal za sprejem stisnjenega zraka, tako da lahko teče skozi. Zato mora biti cev zaprt prostor, tako da stisnjen zrak ne bo puščal tlaka. Oblika cevi je razdeljena na tri vrste: kvadratna, ovalna in dolg stožec. Razlika je v kompromisu med odpornostjo proti vetru in učinkovitostjo hlajenja. Drugi del se imenuje Fin, ki je splošno znan kot plavuti. Običajno se nahaja med zgornjo in spodnjo plastjo cevi in je tesno pritrjena na cev. Njegova funkcija je odvajanje toplote, ker ko stisnjen vroč zrak teče skozi cev, se toplota prenese na rebra skozi zunanjo steno cevi. Če v tem času skozi rebra teče zrak z nižjo zunanjo temperaturo, lahko odvzame toploto in doseže namen hlajenja vstopne temperature. Struktura, ki jo tvorita dva dela, ki se neprekinjeno prekrivata, dokler ni 10 do 20 plasti, se imenuje jedro, ki je glavni del hladilnika polnilnega zraka. Poleg tega so deli, imenovani rezervoarji, običajno nameščeni na obeh straneh jedra, da bi lahko stisnjenemu plinu iz turbine omogočili pufer in prostor za shranjevanje tlaka pred vstopom v sredico ter da bi povečali pretok zraka po izstopu iz sredice. Po videzu je podoben lijaku, na njem pa so nameščeni krožni vhodi in odvodi za lažjo povezavo silikonskih cevi. Hladilnik polnilnega zraka je sestavljen iz zgornjih štirih delov. Kar se tiče principa odvajanja toplote hladilnika polnilnega zraka, je tako, kot sem omenil zgoraj. Uporablja številne vodoravne cevi za razdelitev stisnjenega zraka, nato pa neposredni hladen zrak z zunanje strani prednjega dela avtomobila prehaja skozi hladilna rebra, povezana s cevmi, da doseže namen hlajenja stisnjenega zraka, tako da je vstopna temperatura bližja zunanji temperaturi. Če torej želite povečati učinkovitost odvajanja toplote hladilnika polnilnega zraka, morate le povečati njegovo površino in debelino, povečati število, dolžino in hladilna rebra cevi itd., da dosežete ta cilj. Toda ali je tako enostavno? Pravzaprav temu ni tako, saj daljši in večji kot je hladilnik polnilnega zraka, večja je verjetnost, da bo povzročil izgubo tlaka na sesalnem vodu, kar je tudi ena od glavnih tem, o katerih razpravljamo v tej enoti. Zakaj pride do izgube tlaka? Hladilnik polnilnega zraka, ki poudarja zmogljivost, ne sme imeti le dobre zmogljivosti za odvajanje toplote, ampak mora tudi zmanjšati izgubo tlaka. Vendar pa sta zmanjševanje izgube tlaka in izboljšanje učinkovitosti hlajenja povsem nasprotni tehniki. Na primer, če je vmesni hladilnik enake velikosti zasnovan izključno za odvajanje toplote, je treba notranjo cev tanjšati in povečati število reber, kar bo povečalo zračni upor; če pa je zasnovan tako, da vzdržuje raven tlaka, je treba cev odebeliti in zmanjšati število reber, učinkovitost izmenjave toplote pa bo v primerjavi s tem slabša. Zato sprememba hladilnika polnilnega zraka ni tako preprosta, kot se nam zdi. Zato bo večina ljudi začela s cevjo in rebri, da bi uravnovesili učinkovitost hlajenja in vzdrževanje tlaka.
Naslednji del so plavuti. Rebra splošnega hladilnika polnilnega zraka so običajno ravni trakovi brez odprtin, širina hladilnika polnilnega zraka pa določa dolžino reber. Ker pa imajo rebra pomembno vlogo pri funkciji odvajanja toplote celotnega hladilnika polnilnega zraka, se lahko učinkovitost izmenjave toplote poveča, če se površina stika s hladnim zrakom poveča. Zato ima veliko reber hladilnika polnilnega zraka različne oblike, med katerimi so najbolj priljubljena valovita ali tako imenovana rebra v obliki polkna. Kar zadeva učinkovitost odvajanja toplote, so prekrivajoča se hladilna rebra še vedno najboljša, vendar je odpornost proti vetru, ki jo ustvarijo, najbolj očitna. Zato so pogostejši pri japonskih dirkalnikih D1, saj ti dirkalniki niso hitri, ampak potrebujejo dobro odvajanje toplote, da zaščitijo motor, ki deluje pri visokih hitrostih. Spremenite intercooler. [2]
Odvisno od moči turbine
Po razpravi o različnih teorijah modifikacije hladilnika polnilnega zraka, na katere stvari je treba biti pozoren med dejansko modifikacijo? Na splošno se spremenjeni hladilniki polnilnega zraka večinoma delijo na originalne menjalne tipe in komplete z veliko prostornino, ki zahtevajo bistveno spremembo konfiguracije cevi. Specifikacije tipa direktne menjave so podobne originalnim, razlika je le v drugačnem dizajnu notranje cevi in reber ter nekoliko večji debelini. Ta komplet je primeren za vozila, ki niso bila spremenjena od prvotne tovarne, ali za primere, kjer sprememba ni velika, in lahko spodbudi potencial originalnega motorja. Kar se tiče hladilnika polnilnega zraka z veliko prostornino, bo poleg povečanja vetrovnega območja za izboljšanje odvajanja toplote povečana debelina, da se zagotovi stalna temperatura. Če za primer vzamemo hladilnik polnilnega zraka, ki ga proizvaja Haoyang, je splošni tip približno 5,5 do 7,5 cm (primeren za vozila s prostornino 1,6–2,0 litra), izboljšani tip pa približno 8 do 105 cm (primeren za vozila nad 2,5 litra). Poleg tega se za zmanjšanje upora zračnega toka uporablja velik rezervoar za shranjevanje zraka v obliki lijaka. Seveda je uporaba izboljšanih hladilnikov polnilnega zraka primernejša, če so opremljeni s srednjimi in velikimi turbinami. Na primer, ni priporočljivo uporabljati motorjev s turbinami pod 6, ker bo histereza resnejša in ne bo pripomogla k odzivu polnjenja pri nizki hitrosti. Vendar pa je pri vozilih NA-to-Turbo bolje imeti večji hladilnik polnilnega zraka, ker učinkovitost hlajenja prvotne zasnove morda ne bo zadostovala. Poleg tega, tudi če je nastavitev kompresorskega polnjenja nizka, hladilnika polnilnega zraka ni mogoče izpustiti. Navsezadnje lahko nižja sesalna temperatura ne le podaljša življenjsko dobo motorja, ampak tudi pripomore k stabilnosti izhodne moči.
Po drugi strani pa vmesni hladilniki poleg uporabe zraka za odvajanje toplote uporabljajo tudi vodno hlajenje. Toyota Mingji 3S-GTE je primer. Njegova glavna prednost je, da se njegovo ohišje hladilnika nahaja tik pred loputo za plin, zato je sesalna cev izjemno kratka in ima značilnosti visoke odzivnosti. Poleg tega ima voda sama zelo visoko konstantno temperaturo, kar je prav tako zelo koristno za stabilnost sesalne temperature, še posebej, če ni udarca na sprednji del avtomobila, na primer v prometnem zastoju. Ker pa ga je treba priključiti na namensko vodno črpalko in radiator, znižanje temperature pa ni tako veliko kot pri neposrednem zračnem hlajenju, so zračno hlajeni vmesni hladilniki še vedno glavni tok.
Ravnanje je prednostna naloga
Kar zadeva položaj vgradnje hladilnika polnilnega zraka, ga na splošno delimo na dve vrsti: nameščen spredaj in nameščen zgoraj. Pri odvajanju toplote je seveda boljši spredaj nameščen v sprednjem odbijaču, glede odzivnosti pa je ugodnejši zgornji. To je neposreden učinek povečanja, ki ga povzroča kratka cev. Da bi na primer skrajšali cev prednjega hladilnika polnilnega zraka, Impreza WRCar obrne plin, da zmanjša izgubo tlaka, ki jo povzroči dolga cev. Ni si težko predstavljati, da je splošno ujemanje sesalne cevi tudi ključna točka, na katero je treba biti pozoren pri spreminjanju hladilnika polnilnega zraka. Zato je treba pri nadgradnji ali namestitvi hladilnika polnilnega zraka poleg pozornosti na velikost hladilnika polnilnega zraka čim bolj skrajšati dolžino cevi in jo poravnati, da zmanjšamo krivine in varilne točke itd. Vse to so načini za povečanje pretoka zraka, ker če je varilnih točk in krivin preveč, to vpliva na gladkost zračnega toka.
