インタークーラー (チャージ エア クーラーとも呼ばれる) は、強制吸気装置 (ターボチャージャーまたはスーパーチャージャー) を備えたエンジンの燃焼効率を高め、それによってエンジンの出力、性能、燃料効率を向上させます。
ターボチャージャーは吸入燃焼空気を圧縮し、内部エネルギーを増加させますが、温度も上昇させます。熱い空気は冷たい空気よりも密度が低いため、燃焼効率が低くなります。
しかし、ターボチャージャーとエンジンの間にインタークーラーを設置することで、吸入圧縮空気がエンジンに到達する前に冷却され、密度が回復し、最適な燃焼性能がもたらされます。
インタークーラーは熱交換器として、ターボチャージャーのコンプレッサーガスプロセス中に発生する熱を放出することができます。この熱伝達ステップは、熱を別の冷却媒体 (通常は空気または水) に伝達することによって行われます。
空冷式（ブラスト式とも呼ばれる）インタークーラー
自動車産業では、より効率的で排出ガスの少ないエンジンに対する需要が高まっているため、多くのメーカーがエンジン性能と燃料効率の理想的な組み合わせを達成するために、より小容量のターボチャージャー付きエンジンを開発しています。
ほとんどの自動車の設置では、空冷インタークーラーが十分な冷却を提供し、車のラジエーターと同様に機能します。車両が前進すると、冷たい周囲の空気がインタークーラーに引き込まれ、次にヒートシンクを通って、ターボチャージャーが供給された空気から冷たい周囲の空気に熱が伝達されます。
水冷インタークーラー
空冷が適用できない環境では、水冷インタークーラーが非常に有効なソリューションです。水冷インタークーラーは通常、「シェルアンドチューブ」熱交換器設計を使用しており、冷却水がユニット中央の「チューブコア」を通って流れ、高温の帯電空気がチューブセットの外側を流れ、チューブセットを流れる際に熱を伝達します。熱交換器の内側にある「シェル」。冷却後、空気はサブクーラーから排出され、パイプラインを通ってエンジンの燃焼室に供給されます。
自動車用インタークーラーの役割と動作原理:
自動車用インタークーラーの役割は主に次の 5 つの側面に反映されます。
1、エンジン吸気温度を下げます。吸気温度の低下によりエンジンの膨張効率が向上し、エンジンの動力性能が向上します。
2、エンジンの燃料消費量を削減します。エンジンの膨張効率を向上させることにより、燃料と空気の一滴一滴が良好な可燃混合気を形成し、燃料の完全燃焼が達成されます。
3、冷却風の役割。インタークーラーは、高温の空気がエンジンに流入する前に冷却することができ、高温の空気が直接エンジンに流入することによるデトネーションやフレームアウトなどのトラブルを回避します。
4、高所作業環境に適応します。膨張効率を高めることで、エンジンは高地でも安定した出力を維持できます。
5. ターボエンジンの空気交換効率を向上させます。
吸気温度を下げるために、インタークーラーの役割は主に次の点に反映されます。
1. 吸気温度に対する排気ガスの伝導効果を低減します。排気ガスの温度が高いと吸気温度が上昇し、エンジンの膨張効率に影響を与えます。
2、爆発や廃ガス汚染を引き起こす冷却されていない充填空気が燃焼室に流入することを避けてください。
インタークーラーの追加により、過給後の空気加熱による悪影響を解決できます。
さらに、インタークーラーはエンジンの燃料消費量を削減し、高地環境への適応性を向上させ、スーパーチャージャーとのマッチングと適応性を向上させることもできます。
自動車のインタークーラーは、パイプに巻き付けられたガスラジエーターです。インタークーラー内を空気が流れ、熱を吸収して空気を冷却します。
自動車用インタークーラーはガスラジエーターであり、インタークーラーの内部はパイプで囲まれており、一端からガスが吹き込まれ、インタークーラー内の内部パイプラインの流れにガスが吹き込まれ、その流れの過程でガスの熱が吸収されます。インタークーラーの反対側からは冷却されたガスが流れ出ますが、多くの人はこれがターボチャージャーを冷却するためだと考えています。実はそうではなく、インタークーラーは加圧された空気を冷却するためのものです。ターボエンジンのインタークーラーには主に 2 つのタイプがあり、1 つは空冷式、もう 1 つは水冷式です。
なぜ追加された空気を冷却するのでしょうか?
スーパーチャージャー自体の温度が非常に高いため、圧縮後の空気の温度と相まってさらに上昇し、ターボチャージャー後の空気温度は簡単に100℃を突破します。気温が上昇すると密度が低下し、同時に酸素含有量も自然に減少するため、シリンダー内の酸素が少なくなり、必然的に性能に影響を与えます。また、吸気温度が高すぎてノッキングが発生しやすいため、過給エンジンは加圧された空気を冷却する必要があります。
空冷インタークーラーはフロントにあり、簡単に言うと普通のラジエーターで、走行中にフロントを流れる空気流がエアクーラーに衝撃を与えて吸入空気の放熱を図ります。走行中は気温が低く、風量が多いため、空冷インタークーラーの放熱効果は非常に優れています。また、構造が比較的簡単であり、コストも安価である。
しかし、空冷インタークーラーの空気の流れのパイプラインは長すぎ、スーパーチャージャーからパイプラインを通ってフロントに空気を送り、冷却後にパイプラインを通ってスロットルに空気を送らなければならないため、タービンのヒステリーが悪化します。また、排気量が小さく、速度が低いほどその影響が顕著になるため、タービンのヒステリシスにあまり敏感ではなかった初期の頃は、空冷式インタークーラーを採用するクルマが多かった。また、空冷インタークーラーは低速時は風量が不足するため放熱効果が低下します。
水冷インタークーラーはエンジン冷却水で冷却するため、配管長を短くでき、タービンのヒステリシスを低減できます。また、冷却剤の循環は安定しており、低速での冷却効果を心配する必要はありません。
ただし、水冷式インタークーラーはコストが高く、また高温の車内では冷却水の温度が低くならないため、全体の冷却効果は空冷式に劣ります。
インタークーラーは、加圧空気からスーパーチャージャーを冷却するために使用され、スーパーチャージャー後の空気は圧力が上昇し、温度が上昇します。インタークーラーの冷却を通じて加圧空気の温度を下げることができ、空気密度を向上させ、空気密度を向上させます。ディーゼルエンジンの出力を向上させ、排出ガスを削減するという目的を達成するために、膨張効率を向上させます。
インタークーラーは加圧システムの一部です。空気を高い割合で圧縮すると高熱が発生し、空気の膨張密度が低下すると同時にエンジン温度に悪影響を及ぼします。より高い体積効率を得るには、高温の空気をシリンダー内に噴射する前に冷却する必要があります。
これにはラジエーターの設置が必要ですが、原理は水槽のラジエーターと似ており、高温高圧の空気が多数の細いパイプに分散され、パイプの外側には常温の空気が高速で流れるため、冷却の目的を達成するため。このラジエーターはエンジンとターボチャージャーの間に位置するため、セントラルクーラー、インタークーラーとも呼ばれます。
車のインタークーラーの役割について：
1. エンジンの出力性能を向上します。吸気温度の低下によりエンジンの膨張効率が向上し、エンジンの動力性能を向上させることができます。
2、エンジンの燃料消費量を削減します。エンジンの膨張効率が向上するため、燃料の一滴も空気と良好な可燃性混合物を形成でき、燃料の一滴も完全に燃焼します。
3、エンジンの爆燃の可能性を減らします。高温高圧の空気と燃料は高温高圧の可燃性混合ガスを形成し、エンジンシリンダー内で爆燃しやすくなります。吸気温度を下げると、エンジンの爆燃を効果的に抑制できます。爆燃により、エンジンが異常に振動し、エンジンの付属品が損傷する可能性があります。
4、高所の作業環境に適応します。高地では酸素濃度が低くなり、膨張効率が向上し、エンジンパワーを持続的に出力できるようになります。
インタークーラーの役割は、エンジンの吸気温度を下げることです。一般的にはアルミニウム合金材料で作られています。冷却媒体の違いに応じて、一般的なインタークーラーは空冷式と水冷式の 2 つのタイプに分類できます。
(1) 空冷式はインタークーラーを通過する空気を外気で冷却します。冷却システム全体の部品点数が少なく、水冷インタークーラーに比べて構造が比較的シンプルであることが利点です。デメリットとしては、水冷インタークーラーに比べて冷却効率が低く、一般に接続配管が長くなり、通風抵抗が大きくなることが挙げられます。空冷式インタークーラーは、構造が簡単で製造コストが安いため、広く使用されています。 Huatraca TCI オフロード車や FAW-Volkswagen Bora 1.8T 車のエンジンなど、ほとんどのターボエンジンは空冷式インタークーラーを使用しています。
(2) 水冷は冷却水を循環させてインタークーラーを通って空気を冷却します。利点は、冷却効率が高く、設置位置の自由度が高く、長い接続パイプを使用する必要がなく、吸気管全体がよりスムーズになることです。欠点は、エンジン冷却システムから比較的独立した循環水システムが必要なため、システム全体の部品点数が多くなり、製造コストが高くなり、構造が複雑になることです。水冷式インタークーラーの採用は比較的珍しく、ミドルやリアにエンジンを搭載した車両や、メルセデス・ベンツ S400 CDI車やアウディ A8 TDI車などの水冷エンジンを搭載した大排気量エンジンに採用されていることが多いです。 -冷却されたインタークーラー。
