Hladilnik polnilnega zraka je toplotni izmenjevalnik, ki se pogosto uporablja v motorjih s turbinskim polnilnikom, ki ohladi stisnjen zrak, preden ta vstopi v motor. S hlajenjem zraka vmesni hladilniki povečajo njegovo gostoto, kar omogoča učinkovitejši proces zgorevanja in na koncu poveča moč in zmogljivost motorja.
Tukaj je podrobnejša razlaga: Funkcija: Vmesni hladilniki zmanjšajo temperaturo stisnjenega zraka, ki ga proizvaja turbopolnilnik ali kompresor. Kako deluje: Ko je zrak stisnjen, se segreje. To povišanje temperature zmanjša gostoto zraka, kar pomeni, da lahko v motor vstopi manj zraka. Hladilnik polnilnega zraka odstrani to toploto, poveča gostoto zraka in omogoči vstop več kisika v motor za zgorevanje. Prednosti: Povečana moč: več zraka pomeni, da lahko zgori več goriva, kar vodi do povečane moči motorja. Izboljšana poraba goriva: Učinkovito zgorevanje vodi do boljše porabe goriva. Zmanjšano trkanje motorja: Hladnejši zrak zmanjša tveganje za trkanje motorja (prezgodnja detonacija). Vrste: vmesni hladilniki so lahko zrak-zrak (hlajenje z okoliškim zrakom) ali zrak-voda (hlajenje s tekočim hladilnim sredstvom). Lokacija: hladilniki polnilnega zraka so običajno nameščeni med turbopolnilnikom in sesalnim kolektorjem motorja.
Vmesno hlajenje izboljša učinkovitost Braytonovega cikla z znižanjem temperature stisnjenega zraka, preden vstopi v naslednje stopnje stiskanja. To zmanjša vložek dela, ki je potreben za stiskanje, saj ima hladnejši zrak večjo gostoto in omogoča večji pretok mase skozi sistem.
Istočasno hladilna tekočina kroži tudi skozi hladilnik polnilnega zraka. Tekoče hladilno sredstvo se uporablja za prenos odvečne toplote stran od hladilnika polnilnega zraka do zunanjega radiatorja, ki pošlje "novo" hladno hladilno sredstvo nazaj v hladilnik polnilnega zraka za pomoč pri nadaljnjem hlajenju.
Hladilniki polnilnega zraka, ki jih najdemo v turbo motorjih ali motorjih s kompresorjem, zagotavljajo prepotrebno hlajenje, ki izboljša zmogljivost in učinkovitost motorja. Preden opišemo, kako delujejo, bomo najprej ugotovili, zakaj ga morda potrebujete.
Zaradi poenostavitve se bomo za to razlago držali motorjev, ki uporabljajo turbopolnilnike z motorji z notranjim zgorevanjem. Motor s turbinskim polnilnikom med stiskanjem zunanjega zraka proizvaja veliko toplote, kar mu omogoča, da v motor stisne več zraka.
Več zraka pomeni, da lahko porabite več goriva in pridobite več moči (povečanje učinkovitosti goriva in zmanjšanje odpadkov). To se morda sliši dovolj preprosto, vendar se stisnjen zrak zelo segreje, zaradi česar izgubi gostoto in zato prenaša manj kisika.
Kisik je ključnega pomena za zgorevanje mešanice goriva in zraka. Stisnjen zrak je treba ohladiti, da se poveča gostota in kisik - tukaj nastopi hladilnik polnilnega zraka.
Hladilniki polnilnega zraka zrak-zrak so zaradi svoje preprostosti najpogostejša uporaba v vsakodnevnih vozilih. Za opis tega sistema: Zrak s temperaturo okolice vstopa v dovod turbopolnilnika. Ta zrak se pretvori v vroč stisnjen zrak. Vroč stisnjen zrak se prenese v hladilnik polnilnega zraka, kjer se ohladi, preden se pošlje v motor. Zunanji zrak, ki prehaja čez zunanjost hladilnika polnilnega zraka, odnaša odvečno toploto. Ta sistem se običajno zanaša na pretok zraka iz okolice in dodatne zračne kanale iz sprednjega dela avtomobila, ki tečejo skozi intercooler in ohladi stisnjen zrak, podobno kot radiator.
Hladilnik polnilnega zraka zrak-voda je veliko bolj zapleten, vendar zaradi večje učinkovitosti postaja vse bolj priljubljen v avtomobilih. Postopek deluje takole: Zrak s temperaturo okolja vstopi v dovod turbopolnilnika. Turbopolnilnik stisne in segreje ta zrak. Ogret zrak se pošlje v hladilnik polnilnega zraka, ki ohladi zrak, preden se pošlje v motor. Hkrati hladilna tekočina kroži skozi hladilnik polnilnega zraka. Tekoča hladilna tekočina se uporablja za prenos odvečne toplote stran od hladilnika polnilnega zraka v zunanji radiator, ki pošlje "novo" hladno hladilno tekočino nazaj v hladilnik. hladilnik polnilnega zraka za pomoč pri nadaljnjem hlajenju. Glede na to, da zrak ali hladilno sredstvo prenašata dva tokokroga, to običajno zahteva več komponent in priključkov, kot so cevi. Zato so lahko vmesni hladilniki zrak-voda nekoliko dragi, vendar so še vedno zelo učinkoviti, zlasti v aplikacijah, kjer je lahko hitrost vozila počasnejša.
Ena možna težava vključuje tveganje pregretja, kjer se v bližini motorja kopiči preostala toplota in ni dovolj hladilne sposobnosti za znižanje temperature.
To se na splošno lahko reši s povečanjem pretoka hladilne tekočine, tako da lahko hitreje odvaja toploto.
