Интеркулер - охлаждение наддувного воздуха

Интеркуллер постепенно признается как фундаментальная часть системы турбонаддува.
Интеркуллер - радиатор или, более правильно, теплообменник, помещенный между компрессором и впускным коллектором. Цель этого устройства: извлечь теплоту из воздушного потока, который нагревается при сжатии в компрессоре. Следовательно, качество интеркуллера оценивается по его способности удалять эту теплоту.

К сожалению, это не все, поскольку простое присутствие интеркуллера создает много других осложнений. Максимальное использование полезных качеств интеркуллера при минимуме проблем, которые он создает - техническая задача, которую необходимо решить прежде, чем удастся создать правильную турбосистему с промежуточным охлаждением.
ПРАВИЛО: абсолютно неправильно считать, что "любой интеркуллер лучше, чем совсем без интеркуллера." Снижение теплоты воздушного заряда имеет два огромных плюса. Во-первых, понижение температуры делает воздушный заряд более пльно изменению температуры (ее абсолютного значения).отным. Увеличение плотности пропорционал Более плотный воздушный заряд дает возможность получить больше мощности. Второй, но не менее важный эффект - это потрясающее положительное влияние снижения температуры воздушного заряда на процесс сгорания. Детонацию снижает любое понижение температуры на впуске. Обладая этими качествами интеркуллер может увеличить мощность и/или надежность турбомотора.
Есть много критериев, которыми руководствуются при создании интеркуллера. Основные среди них это максимальный отвод тепла, а так же минимальные потери давления наддува и увеличения инерции потока.
ПЛОЩАДЬ ТЕПЛООБМЕННИКА.
Площадь теплообменника - сумма всех пластин и оболочек в теплообменнике, которые являются ответственными за отвод теплоты из системы. Легко заметить, что чем больше площадь теплообменника, тем эффективней интеркуллер. Однако, при увеличении вдвое площади эффективность {КПД} не удваивается. 10% увеличение площади прибавит примерно 10% эффективности. Дальнейшее увеличение будет прибавлять эффективности все меньше и меньше. Например, если существующий интеркуллер имеет эффективность 70% то увеличение его на 10% прибавит 10% эффективности от недостающих 30%, иначе говоря полная эффективность будет 73%.
ВНУТРЕННЕЕ ПРОХОДНОЕ СЕЧЕНИЕ.
Чем сложнее воздуху пройти через интеркуллер, тем больше теплоты он потеряет, очевидно это главная цель. Но отрицательная сторона в том, что это может создать большие потери давления наддува. Чтобы скомпенсировать затрудненное протекание воздушного потока через интеркуллер, внутреннее проходное сечение должно быть достаточно большим, чтобы действительно задержать воздух в интеркуллере и чтобы снижение воздушного потока и потеря давления были на приемлемом уровне.
ПРАВИЛО: единственный важный фактор при выборе интеркуллера - низкие внутренние потери давления.
ВНУТРЕННИЙ ОБЪЕМ.
Весь объем внутри интеркуллера должен заполниться воздухом под давлением, прежде, чем это давление возникнет во впускном коллекторе. Хотя этот объем не сильно влияет на турболаг, однако это один из параметров , который необходимо оптимизировать в процессе создания хорошей системы промежуточного охлаждения. Необходимый объем рассчитывается следующим образом: внутренний объем интеркуллера делим на воздушный поток через интеркуллер при оборотах на которых дроссельная заслонка приоткрыта и умножаем на 2 (Коэффициент 2 - следствие приблизительного удвоения воздушного потока через систему при переходе от спокойного режима движения к ускорению). Если измеритель воздушного потока расположен слишком далеко от корпуса дроссельной заслонки, то возможно увеличение времени реакции на нажатие газа. Открытие дроссельной заслонки создает импульс разряжения, который идет к расходомеру. Этому импульсу требуется время, чтобы достигнуть расходомера и заставить его среагировать. Таким образом время реакции на нажатие газа увеличивается. Этот импульс, должен проделать путь от корпуса дросселя до интеркуллера, сквозь интеркуллер, к турбине, затем к расходомеру и расходомер регистрирует изменения. Только когда расходомер получит этот импульс, отношение воздух/топливо измениться с учетом новых условий нагрузки двигателя. Тем не менее, обычно, чем дальше дроссельная заслонка от расходомера, тем больше задержка. Таким образом, длину этого пути надо принять во внимание во время проектирования системы. Однако существуют исключения связанные с конструкцией датчика положения дросселя .когда двигатель оборудован системой EFI типа speed density, когда нет расходомера,(он заменяется map-сенсором и датчиком температуры воздуха на впуске), длина впускного тракта в этом случае может быть любой без отрицательных последствий. Основная задача в проектировании интеркуллера заключается в максимизировании способности системы отводить теплоту от наддувочного воздуха, одновременно не снижать давление наддува и не мешая быстрому нарастанию давления наддува. Поэтому, если интеркуллер прибавляет приблизительно 19% мощности. Это означает, что в камере сгорания будет на 19% больше воздушных молекул. Если все прочие условия останутся без изменений. Можно было бы ожидать подобное увеличение мощности, однако, к сожалению, это невозможно из-за потери давления, вызванных аэродинамическим сопротивлением в интеркуллере. Потери мощности, обусловленные потерей давления наддува, можно оценить, вычислив отношение абсолютного давления с интеркуллером к давлению без интеркуллера и вычитая результат из 100%. Идея, что потерянный буст может легко быть восстановлен, регулировкой вестгейта, привлекательна, но является не совсем правильной. Конечно, если буст увеличить, мощность повысится, но давление в выпускном коллекторе так же повысится при увеличении нагрузки на турбину. Увеличение давления в выпускном коллекторе повышает реверсию выхлопных газов в камеру сгорания, увеличивая теплоту в ней, которая понижает плотность свежего заряда и так далее и так далее. Спроектировать и построить интеркуллер имеющий нулевые потери не возможно.
Чтобы посчитать эффективность интеркуллера, необходимо сравнить повышение температуры воздуха, вызванного турбиной, с понижением температуры интеркуллером. Увеличение температуры при сжатии компрессором: температура на выходе компрессора (Tco) минус температура окружающей среды (Ta). Temperature rise = Tco - Ta
Теплота, удаленная интеркуллером: разница температур воздуха на выходе компрессора (Tco) и на выходе интеркуллера (Tio). Temperature removed = Tco - Tw
Эффективность {КПД} интеркуллера (E - отношение снижения температуры интеркуллером к повышению температуры компрессором. В настоящее время наиболее распространены два типа интеркуллеров: воздух/воздух и воздух/вода. Каждый имеет свои достоинства. Выбирать надо тот тип, который наиболее соответствует вашей турбосистеме и применим на вашем автомобиле. Интеркуллер воздух/воздух более простой, у него выше КПД. на высоких скоростях, выше надежность, его легче обслуживать, и он дешевле. Интеркуллер воздух/вода будет иметь более высокую эффективность(КПД) на низких скоростях. Автомобиль оборудованный интеркуллером и системой EFI будет иметь лучшую приемистость и меньшие потери давления наддува. Отсутствие свободного пространства или сложности с подводом патрубков может не позволить использовать интеркуллер воздух/воздух необходимого размера. В таком случае выбор будет сделан, исходя из компоновочных соображений.
ИНТЕРКУЛЕР ВОЗДУХ/ВОЗДУХ
Много факторов необходимо учитывать при конструировании интеркуллера воздухвоздух. Интеркуллер оптимальной конструкции со сбалансированными характеристиками получится лишь при соблюдении технических требований.
ВНУТРЕННЕЕ ПРОХОДНОЕ СЕЧЕНИЕ.
Большая часть потери давления, при прохождении воздуха через интеркуллер, определяется внутренним проходным сечением (ядра теплообменника).
Волшебной формулы для вычисления правильного проходного сечение для данного воздушного потока не существует, однако опыт показал, что используя некоторые приемы можно получить удовлетворительные результаты. Если бы не turbulator, которая является обоюдоострым мечом ,можно было бы обойтись намного меньшим проходным сечением, но теплопередача была бы значительно меньше. Функции turbulator в том, что бы не допускать ламинарного(слоистого) потока в интеркуллере. Если turbulators расположены плотно, то каждая молекула наддувного воздуха получает шанс прижаться к стенкам интеркуллера и передать ей тепловую энергию. Чем плотнее turbulators, тем лучше теплообмен, но выше потери потока. И наоборот, при отсутствие turbulators потери потока были бы минимальными, но и теплообмен будет паршивым. Если места для интеркуллера достаточно, можно выбрать ядро с плотными turbulators и скомпенсировать их высокое сопротивление большим внутренним проходным сечением интеркуллера. Если пространство строго ограничено, необходимо применить ядро с turbulators с низкой плотностью.
РАЗМЕРЫ ЯДРА.
Как только внутреннее проходное сечение рассчитано, можно определить фактический размер ядра и, может быть, его форму. У большинства ядер каналами для прохода воздуха занято приблизительно 45% общей площади. Чтобы найти площадь через которую будет проходить воздух разделите внутреннее проходное сечение на эти 45%. Ядра обычно имеют толщину 2 и 3 дюйма, длину каналов 6,8, 10, и 12 дюймов, и ширину 9, 18, и 24 дюйма (ее можно варьировать, отрезая нужный размер). Существуют ядра с более длинными каналами, но они имеют тенденцию понижать внутреннее проходное сечение. Если достаточно места ядра толщиной 2 дюйма, эффективность{КПД} окажется немного выше. Хотя более тонкое ядро - лучший выбор, более толстое ядро вполне применимо. Длина вентиляционных каналов (высота), умноженная на ширину ядра - фактическая лобовая площадь.
ЛОБОВАЯ ПЛОЩАДЬ.
Во многих отношениях, лобовая площадь отражает количество окружающего воздуха, который проходит через интеркуллер, чтобы охладить наддувной воздух. Чем больше масса окружающего воздуха, который может пройти через ядро, тем выше охлаждающая способность. Фактический объем воздуха зависит от лобовой площади интеркуллера и скорости движения автомобиля.
Таким образом, очевидно, что из двух интеркуллеров с фактически равным внутренним проходным сечением тот, что имеет большую лобовой площадью, должен оказаться лучше.
ОБТЕКАЕМАЯ ФОРМА ЯДРА.
Чем легче охлаждающий воздух перемещается сквозь интеркуллер, тем больший объем воздуха пройдет и, следовательно, больше охлаждающий эффект. Например, если каналы в ядре имеют скругленный край со стороны поступающего окружающего воздуха, объем проходящего воздуха будет несколько больше.
ПОДВОД ОХЛЖДАЮЩЕГО ВОЗДУХА.
Каналы для подвода воздуха могут улучшить характеристики интеркуллера. Они заставляют воздушные молекулы двигаться сквозь ядро, а не огибать его. Не недооценивайте способность каналов улучшить эффективность{КПД} интеркуллера.
Я считаю, что возможно 20% улучшение эффективности при использовании хорошего канала по сравнению с отсутствием специального подвода охлаждающего воздуха. При изготовлении каналов, стоит особенно обратить внимание на то, чтобы что воздушные молекулы не имели возможности миновать интеркуллер. То есть уплотните все грани, углы, и соединения. Отверстие для забора воздуха не обязательно должно быть такой же площади как и интеркуллер. Исходя из практики, вход канала может быть по крайней мере равным одной четвертой площади интеркуллера. Это объясняется тем, что лишь четверть воздушных молекул пройдет через интеркуллер, если не принимать ни каких мер для направления потока через него.
ТОЛЩИНА ЯДРА.
Выбор толщины ядра промежуточного охладителя{интеркуллера} дает не большую возможность для манипуляций, подобно turbulators. Дело в том, что вторая половина любого ядра делает только одну четвертую часть работы. Добавление толщины к ядру действительно улучшит эффективность{КПД}, но прирост будет все меньше и меньше. Другой отрицательный эффект: увеличивая толщину мы затрудняем прохождение через интеркуллер окружающего воздуха. По существу, с увеличением толщины, коэффициент лобового сопротивления ядра повышается. Когда лобовая площадь недостаточна, а глубина значительна используется staggered-core IC, О нем поговорим позже.
ПРАВИЛО: При рассмотрении различных вариантов интеркуллера, считайте толстое ядро не очень подходящим.
НАПРАВЛЕНИЕ ПОТОКА В ЯДРЕ.
Когда для большого IC места достаточно, необходимо правильно сориентировать его ядро. Оно должно быть соорентировано таким образом, чтобы внутреннее проходное сечение было максимальным.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ БАЧКОВ ИНТЕРКУЛЛЕРА.
Есть несколько факторов, учитывая которые при проектировании бачков, можно улучшить термический к.п.д. и уменьшить потери потока. Ошибочно считать, что все молекулы воздуха могут сами легко и удобно найти путь в и из интеркуллера. Направляя их, мы облегчаем прохождение молекул через интеркуллер.
ВХОДНАЯ КРЫШКА.
Серьезное улучшение эффективности(к.п.д.) возможно, если мы сможем получить равномерное распределение воздушного потока сквозь каналы ядра. Это может быть достигнуто соответствующими направляющими(заслонками), смонтированными во входной крышке. При определении положения входного отверстия в крышке помните об основных требования: равномерное распределение и свободное прохождение воздушного потока.
ВЫПУСКНАЯ КРЫШКА.
После того, как работа по распределению воздуха сделана входной крышкой, задача крышки на выходе интеркуллера: собрать все воздушные молекулы и направить их к двигателю. при этом необходимо свести потери потока к минимуму. Направьте молекулы к выходу, дайте некоторый объем, и не заставьляйте их совершать резких движений. Не допускайте внезапной перемены направления и резких поворотов.
РАЗМЕР И ФОРМА ТРУБ.
Есть магическое число, которое скорость воздушного потока в трубе не должна превышать, по причине быстро увеличивающегося сопротивления и нарастающих потерь потока. Я подозреваю, что это приблизительно 450 футов в секунду. Сопротивление, и следовательно потери потока, значительно возрастают при превышении этой скорости. Правильность выбора диаметра труб можно легко проверить: вычисляем максимально-достижимый воздушный поток, затем делим его на площадь патрубка, взятую в квадратных футах, полученное значение делим на 60, чтобы преобразовать к футам в секунду. Приближенное значение для максимального воздушного потока может быть получено умножением желаемой мощности на 1.5.
Таким образом, труба диаметром 2.5 дюйма будет соответствовать потоку 600 cfm, не оказывая заметного сопротивления. Не пытайтесь использовать трубки большего диаметра, чем необходимо, так как небольшое сопротивление, созданное в плавных изгибах все равно останется. Большие трубы только увеличат общий объем системы IC , а это совсем ни к чему.
ПРАВИЛО: большая труба не обязательно лучше малой .
ИЗГИБЫ И ПЕРЕХОДЫ СЕКЦИЙ.
Любой изгиб в трубе или резкое изменение поперечного сечения нужно рассматривать как потенциальную потерю потока или источник увеличенного сопротивления. Каждый раз когда воздушный поток поворачивает на 90 °, происходит потеря приблизительно 1 % потока. Три изгиба в 30 ° дадут в сумме 90°. Всегда используйте наибольший возможный радиус для любого изменения направления. Конечно, в изгибе 90° с малым радиусом потери воздушного потока будут большие чем при изгибе 90° но с большим радиусом закругления. Переход от трубы одного диаметра к другому часто необходим при соединении с корпусом дроссельной заслонки турбины или интеркуллера. Эти переходы секций нарушают плавность потока и создают потери. При плавных переходах между секциями лучше всего использовать конические сегменты.
ПАТРУБКИ И СОЕДИНЕНИЯ.
Все патрубки и соединения доставляют неприятности. Изначально патрубки и соединения считаются слабыми местами в системе впуска. Негерметичность соединения патрубка конечно вызовет потерю давления наддува. Однако, где используется EFI с датчиком массового расхода воздуха, двигатель не будет работать. Когда патрубок рвется, двигатель может засасывать воздух в обход расходомера, и таким образом датчик не может измерить весь воздух, поступающий в двигатель. Без точного измерения массы поступающего воздуха двигатель будет работать плохо или вообще не будет. Проблемы с патрубками, возникают в следствии нагрузок. Каждое соединение испытывает нагрузку, которая стремится разорвать соединение. Эта нагрузка равна отношению давления наддува к площади поперечного сечения трубы. Если давление наддува 20 psi а патрубок интеркуллера имеет диаметр 2-дюйма, то сила стремящаяся разъединить это соединение будет равна 63 фунта. Эта сила стянет патрубок с трубы, если шланг не закреплен. Во многих случаях патрубок может выдержать усилия, приложенные к трубе, но тогда патрубок может подвести в любой момент. Самый легкий способ этого избежать: соединительная тяга между трубами, которая будет нести нагрузку вместо шланга. Ресурс патрубка тогда становится намного более высоким. Слабому патрубку трудно выдержать эту нагрузку в горячей, агрессивной среде насыщенной углеводородами. Необходимо чтобы материал патрубка был устойчив к бензину и маслу, а так-же выдерживал повышенную температуру. Такие патрубки обычно сделаны из материала на основе силикона.
РАЗМЕЩЕНИЕ ИНТЕРКУЛЛЕРА.
Размещение интеркуллера обычно сводится к поиску пространства где он может поместится, т.к. он достаточно большой. Это не сложно, но необходимо пользоваться несколькими правилами. Пробуйте избежать размещения воздушно/воздушного интеркуллера в моторном отсеке. Размещение его позади радиатора также не удачно. Помните, что воздух, после радиатора имеет температуру 40°F или больше, и гораздо горячее чем окружающий воздух и поэтому больше не может что - нибудь охлаждать. Действительно, турбина при низком давлении наддува не может нагреть наддувной воздух до температуры воздуха под капотом, которым мы пытаемся охладить впускной заряд. Когда это случается, промежуточный охладитель{интеркуллер} становится промежуточным нагревателем. Когда буст повышается до уровня, при котором температура зарядки превышает подкапотную температуру, IC начнет работать, но будет иметь низкую эффективность{КПД}. Нагрев интеркуллера от тепла под капотом может стать серьезной проблемой. Изоляция и продуманное размещение труб могут помочь справиться с ней, но, в общем, моторный отсек плохое место для интеркуллера.
ПРАВИЛО: "межнагреватель" это злодей. В ситуации, где пространство лобовой площади для IC ограничено, но достаточно глубины, интеркуллер можно расположить со смещением или под наклоном к набегающему потоку. Интеркуллер воздух/вода Интеркуллер на основе воды является привлекательной альтернативой интеркулеру воздух/воздух, когда недостаток места или сложности с размещением труб и патрубков мешают использовать последний. Принципы, используемые при изготовлении интеркуллеров воздухвоздух в основном применимы к интеркуллерам воздухвода. Однако, есть и отличия при использовании водяного охлаждения. Интеркуллер, на основе воды обладает потрясающим преимуществом: значительно более высоким коэффициентом теплопередачи между водой и алюминием чем между воздухом и алюминием. Эта огромная разность имеет огромную ценность, только в том случае, если используется оптимальный теплообменник. Коэффициент может достигать 14 к 1. Это - возможность построить интеркуллер, который имеет к.п.д. более 100 %. Это не практично для обычных ситуаций, кроме автомобилей для драга или моторных лодок. Водяной интеркуллер, не что иное как интеркуллер воздух/воздух, в котором теплота наддувного воздуха переносится к фронту транспортного средства для передачи в атмосферу водой, а не самим наддувным воздухом. При применении воды имеет значение скорость водного потока, количество воды в системе, и последующее удаление теплоты из воды.
ТЕПЛООБМЕННИК НАДДУВНОГО ВОЗДУХА.
Получить большое внутреннее проходное сечение у водяного интеркуллера несложно. Чаще всего для этой цели используются ядро воздушного интеркуллера с противоположенным потоком. Хотя алюминий - безусловно самый удобный материал, чтобы использовать в любом IC, медный теплообменник, когда его можно использовать, может увеличить скорость передачи теплоты. Большие проходные сечения, обычно связанные с водяными IC предполагают, что толщина ядра была увеличена настолько, насколько позволяет пространство. Вода наверняка найдет равный доступ ко всем трубкам теплообменника, но нужно исключить образование воздушных пробок в его верхней части. Вода должна поступать в самой низкой и входить в верхней точке, это поможет избежать пробок. Небольшие утечки воздуха в интеркуллере воздух/воздух не опасны, но любая утечка воды в теплообменнике воздухвода может быть катастрофой. Таким образом перед использованием обязательно проверте герметичность системы под давлением. Десять psi вполне достаточно. Не удивляйтесь, опустив теплообменник под воду, что воздушные пузыри проникают прямо сквозь алюминий.
ВОДЯНЫЕ НАСОСЫ.
Наиболее часто используются 12-вольтовые насосы от моторных лодок. Они могут быть смонтированы последовательно или параллельно, в зависимости от давления и производительности насосов. Необходимо помнить, что чем больше воды циркулирует, тем большая эффективность{КПД} интеркуллера. Считайте объем водного потока 10 галлонов в минуту разумным минимумом. Возможен компромисс между ресурсом насоса и эффективностью интеркуллера, если насосы работают постоянно. Если насосы работают непрерывно, когда нет буста, происходит интересная вещь, воздух будет охлаждать воду в интеркуллере. Подключаются насосы к коммутируемому 12-вольтовому источнику. Это позволит проводить звуковой контроль их функции каждый раз, когда зажигание включается. Насосы должны быть установлены достаточно низко чтобы они всегда были заполнены и не работали без воды.
ХЛАДАГЕНТ.
Вода безусловно лучшая охлаждающая среда. Гликоль и другие антифризы ухудшают способность воды переносить теплоту и должны использоваться только в количествах необходимых для предотвращения замерзания и коррозии. По существу, это та же жидкость которая используется в системе охлаждения двигателя. Использование современного хладагента предохраняет алюминий от коррозии. Дистиллированная или деминерализованная вода будет держать систему в чистоте.
РЕЗЕРВУАРЫ.
Размер резервуара играет основную роль в эффективности интеркуллера на основе воды. Будем считать, что двигатель постоянно работает под наддувом не долго, в среднем 15 секунд. Тогда надо постараться, чтобы за это время вода не проходила через интеркуллер дважды. Производительность насоса 10 галлонов в минуту достаточно для перокачки 2.5 галлонов за 15 секунд; таким образом, идеальный размер резервуара в этом случае - 2.5 галлона. Чем больше резервуар, тем больше время, пока вода не пойдет по второму кругу через интеркуллер. Не сложно заметить, что используя большой резервуар, можно уменьшить размеры фронтального охладителя. Чем больше масса воды, тем больше тепловая инерция. Однако не следует применять резервуар необоснованно большой.
ПЕРЕДНИЙ РАДИАТОР.
Передний радиатор – менее важная часть интеркуллера, поскольку выполняет большинство своей работы, когда транспортное средство не работает под бустом. В начале роста давления наддува, вся система будет иметь температуру, близкую к температуре окружающей среды. Давление наддува нарастает, вода в главном теплообменнике нагревается. Нагретая вода должна добраться к переднему радиатору, пока имеется разница температур, которая уносит теплоту. Эта временная задержка может быть 7 или 8 секунд, в зависимости от размера резервуара. Это время типично для езды под бустом. Видно, что передний радиатор выполнит большинство своей работы после ускорения под наддувом. Так как перепад температур между водой и передним радиатором мал, по сравнению с перепадом температур между наддувным воздухом и водой, время необходимое для охлаждения воды, намного больше, чем для ее нагрева. Это одна из причин, по которой насос должен работать постоянно. Передний радиатор не должен быть очень большим, как это может показаться с первого взгляда, потому что большая часть общего воздушного потока, проходящего сквозь оба теплообменника, будет проходить через передний. Например, при скорости всего 60 миль в час сквозь радиатор площадью 1 квадратный фут может пройти 5280cfm. Конечно это один из случаев, когда чем больше, тем лучше, но не стоит доводить размеры переднего радиатора до абсурда. Распыление воды на интеркуллер воздух/воздух, является методом улучшения его эффективности. Практические испытания такого механизма показали, что возможно добиться небольшого улучшения: 5 - 10 %. Любую систему охлаждения, основанную на потреблении жидкости, лучше всего использовать только для особых условий. Водяной инжектор - не очень интересное устройство. Его иногда используют в хорошо сконструированных турбо системах. Но не зачем уменьшать надежность турбомотора ненадежным, по существу, устройством.
ПРАВИЛО: водный инжектор на турбоавтомобиле - временное средство, которое применяют , чтобы не делать работу сразу хорошо. Для специального применения, например драг рейсинга или для достижения предельной скорости используются одноразовые, суперэффективные интеркуллеры. Не практичные для ежедневного использования, промежуточные интеркуллеры имеющие эффективность выше 100%-ой можно легко создать и использовать их большое преимущество для коротких заездов. Принцип построения интеркуллера эффективностью выше 100%: охлаждение наддувного воздуха в теплообменнике производится средой, которая имеет температуру ниже температуры окружающего воздуха или она может поглотить огромные количества теплоты в процессе парообразования при контакте с теплообменником. Примерами этого может быть теплообменник, помещенный в воду со льдом или теплообменник, на который распыляется жидкий азот. Имейте в виду, что независимо от охлаждающей среды, необходимо всегда избегать формирования пограничного слоя. Постоянный пограничный слой нагреется и сильно ограничит отвод теплоты от ядра. Не отдавайтесь счастливым мыслями о том, какой у вас прекрасный сверхэффективный интеркуллер забывая, что потери давления на интеркуллере не менее важный фактор. Что такое - интеркуллер и почему он так важен? Интеркуллер - теплообменник, помещенный на выходе турбокомпрессора. Его цель: понизить температуру сжатого воздуха, выходящего из турбины, увеличив плотность воздуха, позволяя достигать более высоких давлений наддува. Это изменение температуры имеет два явных преимущества: это увеличивает мощность, и предотвращает детонацию на высоких давлениях наддува. Охлаждение газа увеличивает его плотность: в кубическом дюйме содержится больше молекул . Плотность увеличивается приблизительно на 10 - 15 %, в зависимости от уровня буста и эффективности интеркуллера. Мощность увеличивается пропорционально плотности. Это конечно полезное увеличение в мощности, но не главный эффект от использования интеркуллера. Увеличение границы бездетонационного сгорания, в следствии снижения температуры, настолько велико, что можно увеличить рабочее давление наддува. Мой опыт подсказывает, что детонации не будет при повышении давления выше 4 - 5 psi с соответствующим интеркуллером (сохраняя правильное отношение воздух/топливо). Рабочее давление наддува используя интеркулер можно поднять на 3 или 4 psi. Увеличение отдачи в результате этих дополнительных 3-4 psi приблизительно то же, что и при первых 5-6 psi буста. Однако, могут быть ловушки. Первое: это модно в настоящее время, использовать интеркуллер вместо правильного отношения воздух/топливо. Не делайте этого. Соблюдать правильное отношение воздухтопливо необходимо. Если ваш выбор - либо одно либо другое, вы должны выбрать правильный отношение воздух/топливо. Оба сразу - безусловно лучший выбор. Второе: слишком большая потеря давления при прокачивании воздуха сквозь интеркуллер может в разы увеличить давление в выпускном коллекторе и таким образом, что разрушить фактически все увеличение мощности, в следствии использования интеркуллера. Интеркуллер нулевого сопротивления это недостижимый идеал. Приблизтесь к этому так близко, как сможете. Разберитесь, что вы хотите купить. Поинтересуйтесь, какое будет падение давления, при воздушном потоке в 1.5 раза превышающем поток через ваш двигатель. Оно должны быть меньше 2 psi. Немногие OEM интеркуллеры удовлетворяют этому. Каких конфигураций бывают интеркуллеры? Есть два основных типа интеркуллеров: воздух-воздух и воздух-вода. Каждый имеет явные преимущества и каждый имеет некоторые недостатки. Воздух-воздух самый простой. Он не имеет никаких движущихся частей и надежен как кирпич. Теплопередающая способность достаточна, но потери давления могут быть высокими, особенно при малых размерах. Данная потеря давления на интеркуллере обнаруживается как увеличение более чем вдвое давления в выпускном коллекторе - одного из главных врагов турбонаддува. В целом, хорошее устройство, если размеры достаточны для адекватного отвода тепла и минимальных потерь давления. Интеркуллер воздух-вода сложнее. Он состоит из двух радиаторов, один между турбиной и двигателем, другой перед стандартным радиатором системы охлаждения. Вода циркулирует при помощи электрического насоса. Выбор, какой использовать, должен основываться на нескольких факторах: какой двигатель, каким пространством вы располагаете, какие датчики расхода воздуха используютсч системой впрыска топлива, и других факторах. Например: очевидный выбор для 6 цилиндрового BMW - интеркуллер на основе воды, так как для интеркуллера воздух/воздух, соответствующих размеров, нет места. Далее, установка интеркуллера воздухвоздух в BMW осложнена отсутствием потока воздуха с высокой скоростью в местах, где можно было бы разместить интеркуллер малых размеров. С другой стороны, в Ford Mustang GT ситуация идеальная, для установки интеркуллера воздух/воздух, во всех отношениях. Пространства достаточно для действительно огромного интеркуллера и он в зоне мощного воздушного потока. Что такое впрыск воды, и когда он необходим? Впрыск воды - распыление чистой воды в систему впуска. Теплота, поглощенная при испарении воды имеет сильный эффект охлаждения горячего сжатого воздуха, выходящего из турбины. Понижение в температуры наддувного воздуха снижает тенденцию к детонации. Не спешите создавать запас устойчивости к детонации, с помощью ненадежного устройства. Впрыск воды лучше всего использовать, когда нужен буст выше 6 psi, но нет интеркуллера. Не допускайте ситуации, когда впрыск воды используется как средство от неправильного соотношения воздух/топливо. Если в турбосистеме учтены все факторы, вам впрыск воды никогда не понадобится.

Просмотров: 18014

Дата: Пятница, 24 Сентября 2010

Выберите раздел

 » Вход

Информация
студия32 Разработано студией 32
Based on osCommerce. Go to Chizaro.ru - for toys and gifts!
Cloud4moms - Уникальная подушка для кормления