Ce este un intercooler?

14 iunie 2023, 10:31

În zilele noastre turbocompresorul este încă inevitabil în industria auto, iar în ultimele decenii a suferit numeroase dezvoltări, care l-au făcut mai eficient și care pot genera din ce în ce mai multă putere.

Cu toate acestea, pe măsură ce crește puterea, devine din ce în ce mai important să obții cât mai mult aer posibil de la turbo la conducta de admisie într-o unitate de timp - aici intervine intercoolerul.

Fundamente teoretice
Încărcarea suplimentară, fie că este vorba de un turbo, un compresor, o suflantă Roots sau orice altă metodă de încărcare, are întotdeauna același scop: introducerea de aer suplimentar în spațiul cilindrului.
În cazul unui motor aspirat în parametri specifici, puterea furnizată depinde în mare măsură de cât de mult aer poate absorbi chiulasa la o anumită rată de aspirație. Ar putea apărea întrebarea de ce este important acest lucru, deoarece motoarele cu ardere internă nu funcționează cu aer.
Cu toate acestea, nu putem ignora faptul că avem nevoie de oxigen pentru ardere, astfel încât introducerea de aer nu poate fi evitată. Cantitatea este importantă deoarece putem crește cantitatea de combustibil furnizată proporțional cu volumul de aer furnizat.

Desigur, atât motoarele diesel, cât și motoarele pe benzină se pot abate de la raportul de amestec considerat ideal, dar în cazul depășirii amestecului pur și simplu nu se va aprinde și vom introduce combustibil suplimentar în mod inutil.
În acest sens există unele diferențe între motoarele Otto și cele diesel deoarece motorul diesel funcționează cu exces de aer de la început, în timp ce motorul pe benzină nu, dar efectul supraalimentării asupra performanței este în mare măsură similar în cele două cazuri.
Scopul este de a introduce cât mai mult aer în spațiul cilindrului în timpul unei curse, astfel încât să poată fi ars mai mult combustibil, deoarece acest lucru duce la creșterea proporțională a performanței motorului.

Motorul de aspirat creează vid prin deschiderea supapei de aspirație și mișcarea în jos a pistonului, cu ajutorul vacuumului motorul atrage aerul necesar prin putere proprie. Există soluții care pot fi folosite pentru a crește performanța cu câteva procente (de exemplu, un filtru de aer direct), dar pentru a face o schimbare semnificativă, trebuie să modificăm hardware-ul (de exemplu, înlocuirea arborelui cu came).
Cu umplere suplimentară, putem introduce ușor un exces de aer, astfel încât să putem obține chiar și multipli ai puterii inițiale a motorului. O altă problemă este că, pentru a dubla performanța, avem de obicei nevoie și de o transformare hardware (de exemplu, biele armate).

Umplerea suplimentară înseamnă că în canalul de admisie se măsoară o valoare mai mare decât presiunea atmosferică înainte de deschiderea supapei de admisie, astfel încât compresorul comprimă aerul la un volum dat. Urmează un fenomen care dăunează creșterii performanței. Cu cât încercăm să introducem mai mult aer, cu atât se încălzește mai mult. De aici rezultă că, cu cât temperatura aerului este mai mare cu atât se folosește mai puțin volum de aer pentru a atinge valoarea maximă a presiunii turbo - deci cu atât mai puțin aer putem livra până la sfârșit. În termeni tehnici, se numește eficiență volumetrică. Acesta este un fenomen contraproductiv, chiar se poate întâmpla ca un turbo care funcționează cu o presiune mai mare să producă mai puțină performanță a sistemului în aceeași mașină.

Funcționarea intercoolerului
Aici intervine intercoolerul. Înainte de a intra în cilindru, aerul comprimat trece printr-un schimbător de căldură și, în ciuda presiunii rămase, temperatura acestuia scade, astfel încât cantitatea de aer din volumul unității va fi din nou mai mare. Cantitatea de combustibil care poate fi livrată poate crește și ea, deci și puterea de ieșire. Prin urmare, se poate observa că, cu cât este mai mare încărcarea suplimentară a motorului, cu atât este mai  mult nevoie de intercooler. Căldura absorbită de aerul de înaltă presiune este întotdeauna eliberată în mediu.

Implementări practice
Pare o piesă simplă, dar în realitate au fost scoase pe piață multe versiuni bazate pe lichidul de răcire, dimensiune și poziție.

Intercooler aer-aer
Aceasta este forma clasică a intercooler-ului auto. Răcim aerul cu aer - asta înseamnă că folosim debitul de aer creat de propulsor în schimbătorul de căldură pentru a absorbi căldura aerului comprimat din conducta de admisie. Marele avantaj al acestui sistem este că este ușor, este format din puține piese și ca urmare, defecțiunea este foarte rară. Sistemul este aproape fără întreținere, trebuie doar să curățăm suprafața radiatorului.

Intercooler aer-aer (Sursă: www.wikipedia.org)

Deoarece vrem să folosim aici fluxul de masă al vântului propulsor, amplasarea radiatorului intercooler reprezintă un aspect important. Această poziție este de obicei în partea din față a barei de protecție față, în spatele grilei radiatorului (poziționată deasupra și sub radiatorul motorului), cu toate acestea, există producători care aleg locația acesteia într-un mod diferit. Subaru, de exemplu, plasează în mod tradițional intercooler-ul la mijloc și deasupra motorului, tăind capota pentru a obține fluxul de aer.

Intercooler aer-lichid
O astfel de dezvoltare a căldurii poate apărea încât să nu mai putem forma o suprafață de răcire suficient de mare. În acest caz, avem opțiunea de a folosi un intercooler „apă”. Acesta este mai mult decât un intercooler aer-aer, deoarece căldura generată din contrapresiune este transferată de aerul comprimat la un lichid de răcire care o transmite în mediu printr-un sistem de conducte.

Motor BMW S55 cu intercooler aer-lichid (Sursă: www.wikipedia.org)

Dintre cele două sisteme, acesta este considerat ca fiind mai eficient și cu el se poate obține o capacitate termică mult mai mare. În același timp, există și dezavantaje: sistemul este mai greu și mai scump din cauza agentului lichid  frigorific , a pompei și a sistemului de conducte. Acesta din urmă include și costul serviciului: șansa de defecțiune este mai mare și întreținerea continuă este mai solicitantă.

Motor turbo fără intercooler
Pe drum, s-ar putea să dai peste o mașină care, deși are un motor supraalimentat, nu are intercooler. Acest lucru este complet normal în cazul motoarelor turbo de putere redusă, deoarece nu există o astfel de pierdere volumetrică la o presiune de încărcare suficient de scăzută încât producătorul să poată face dintr-o instalație de intercooler în vehicul o investiție viabilă. La presiuni de încărcare mai mari, utilizarea sa este inevitabilă.

Sursă Motofocus Polonia

Comentarii

Comentariul trebuie sa conțină mai mult de 5 caractere!

Vă rugăm să acceptați regulamentele!

Nu există comentarii. Fii primul!