Защо турбокомпресорите използват интеркулери?

Защо турбокомпресорите използват интеркулери?

1. Намалете температурата на входящия въздух и увеличете плътността на въздуха 

• Термодинамичен принцип: Когато турбокомпресорът компресира въздуха, температурата на газа се повишава значително (следвайки закона за идеалния газ 𝑃𝑉=𝑛𝑅𝑇). 

Високата температура кара въздуха да се разшири, плътността му намалява и количеството кислород, което действително влиза в цилиндъра, намалява. 

• Функция на интеркулера: Чрез охлаждане на сгъстения въздух (обикновено намалявайки го с 50-100°C), интеркулерът увеличава плътността на въздуха, 

позволявайки на повече кислород да участва в горенето, като по този начин се повишава мощността и ефективността на горенето. 

2. Потиска детонацията и защитава двигателя 

• Риск от висока температура: Високата температура на всмукателния канал ще повиши температурата на горивната камера, 

увеличават риска от детонация (преждевременно самозапалване на сместа), повреждат двигателя и намаляват производителността. 

• Охлаждащ ефект: Интеркулерът намалява температурата на всмукателния колектор, намалява склонността към детонация, позволява по-висока степен на компресия или налягане на турбото и оптимизира настройката на мощността. 

3. Подобряване на ефективността на горенето и опазването на околната среда 

• Достатъчно кислород: Охладеният въздух с висока плътност осигурява по-пълно изгаряне на горивото, намалява емисиите на неизгорели въглеводороди и твърди частици, 

и отговаря на стандартите за опазване на околната среда. 

• Баланс между мощност и икономичност: Ефективното горене може както да увеличи мощността, така и да намали разхода на гориво (особено намаляване на забавянето на турбото, когато турбото е включено). 

4. Намалете топлинното натоварване и удължете живота 

• Изисквания за разсейване на топлината: Високотемпературният въздух увеличава термичното напрежение на двигателя и влияе върху живота на компонентите (като бутала и клапани). 

Интеркулерите косвено намаляват температурата на горене, намаляват топлинното натоварване и подобряват надеждността. 

5. Избор на тип и дизайн 

• Интеркулер с въздушно охлаждане: Опростена структура, разчитаща на външен въздушен поток, подходяща за повечето цивилни превозни средства, но с ограничена ефективност на охлаждане при екстремни условия. 

• Водно охлаждан интеркулер: Използва циркулация на охлаждащата течност, компактен размер и стабилно охлаждане, подходящ за двигатели с висок тласък или ограничено пространство (като например високопроизводителни превозни средства). 

Резюме Интеркулерът е незаменим компонент в системата на турбокомпресора. 

Подобрява плътността на въздуха и ефективността на горене чрез физическо охлаждане, като същевременно решава проблемите с детонацията и издръжливостта, причинени от висока температура. 

Въпреки че увеличава сложността на системата и разходите, предимствата му по отношение на подобряване на мощността, икономия на гориво и защита на двигателя далеч надвишават потенциалните недостатъци.