フロントバンパーに内蔵されたインタークーラーは多くのクルマファンにとって憧れの改造パーツであり、圧力リリーフバルブの音と同様にパフォーマンスの象徴として欠かせないものです。しかし、一見同じように見えるさまざまなインタークーラーの背後にある知識は何でしょうか?アップグレードまたはインストールする場合、何に注意する必要がありますか?この単元では、上記の質問に 1 つずつ答えていきます。
インタークーラーの取り付け目的は主に吸気温度を下げることです。読者は、なぜ吸気温度を下げる必要があるのかと疑問に思うかもしれません。これがターボ過給の原理につながります。ターボ過給の動作原理は、エンジンからの排気ガスを利用して排気ブレードに衝撃を与え、反対側の吸気ブレードを駆動して空気を強制圧縮して燃焼室に送るというものです。排気ガスの温度は通常、百度8度か9度と高いため、タービン本体も非常に高温になり、吸気タービン端を流れる空気の温度が上昇し、圧縮空気の温度も上昇します。この高温のガスが冷却されずにシリンダー内に入ると、エンジンの燃焼温度が高くなりすぎ、ガソリンがプレ燃焼してしまいます。また、圧縮空気の量が熱膨張により大幅に減少し、過給効率が低下し、当然のことながら所定の出力が得られなくなります。高温はエンジンにとって隠れたキラーでもあり、高温環境に遭遇したり、長時間運転したりすると、動作温度を下げる努力をしないと、エンジンが故障する可能性が高まりやすくなります。インタークーラーの取り付けに。吸気温度を下げるため。インタークーラーの役割を理解したところで、その構造と放熱原理について説明していきます。
インタークーラーは主に2つの部品で構成されています。最初の部分はチューブと呼ばれます。その機能は、圧縮空気が流れるチャネルを提供することです。したがって、チューブ内は圧縮空気の圧力が漏れないよう密閉空間にする必要があります。チューブの形状も正方形と楕円形に分かれます。違いは、風の抵抗と冷却効率のトレードオフにあります。 2 番目の部分は Fin と呼ばれ、一般にフィンとも呼ばれます。通常、チューブの上層と下層の間に位置し、チューブにしっかりと接着されています。圧縮された熱風がチューブを流れると熱が放散されるため、その機能は熱を放散することです。チューブの外壁を通ってフィンに伝わります。このとき、フィン内に外気温度の低い空気が流れると熱を奪うことができ、吸気温度を冷却するという目的を達成することができる。上記2つの部品を連続的に重ね合わせた後、10～20層までの構造をコアと呼び、この部分がいわゆるインタークーラーの本体となります。また、タービンからの圧縮ガスが炉心に入る前に緩衝・蓄圧する空間を確保し、炉心を出た後の空気流量を増やすために、通常、炉心の両側にはタンクと呼ばれる部品が設置されています。 。漏斗状の形状をしており、その上にシリコンチューブの接続を容易にするための円形の入口と出口があり、インタークーラーは上記の4つの部品で構成されています。インタークーラーの放熱原理については先ほど述べた通りです。圧縮空気を水平方向に多数のチューブで分割し、車両前部の外部から直接冷気をチューブに接続された放熱フィンを通過させて圧縮空気を冷却します。吸気温度を外気温に近づけるのが目的です。したがって、インタークーラーの放熱効率を高めたい場合には、インタークーラーの面積や厚みを大きくし、チューブの数や長さ、冷却フィンなどを増やすだけで済みます。しかし、そんなに簡単でしょうか？実際にはそうではありません。インタークーラーが長く、大きくなるほど、吸気圧力損失の問題が発生しやすくなります。これは、このユニットで議論される主要な問題の 1 つでもあります。なぜ圧力損失が発生するのでしょうか？
性能を重視するインタークーラーでは放熱性の良さに加え、圧力損失の低減も考慮する必要があります。しかし、圧力損失を抑えることと冷却効率を高めることは、スキル的には全く逆のことです。例えば、同じ体積、同じサイズのインタークーラーでも放熱性だけを重視して設計すると、内部のチューブを細くしたり、フィンの枚数を増やしたりする必要があり、空気抵抗が増加します。ただし、圧力レベルを維持するように設計されている場合は、チューブとチューブをより厚くする必要があります。フィンを減らすと熱交換効率が悪くなるため、インタークーラーの改造は想像以上に簡単ではありません。したがって、冷却効率と圧力維持方法のバランスをとるために、ほとんどの人はチューブとフィンから始めることになります。
次にフィン部分です。一般的なインタークーラーのフィンは、開口部のない真っ直ぐな形状が一般的です。フィンの長さはインタークーラーの幅と同じです。しかし、インタークーラーではフィンが中央全体にあるため放熱機能の主役となります。したがって、冷気と接触する面積を増やせば、熱交換能力を向上させることができる。そのため、インタークーラーのフィンは様々な形状のものが多く、波状のものやルーバーと呼ばれるフィンが最も人気があります。ただし、放熱効率という点では、放熱フィンの重なりが最も優れていますが、風の抵抗の発生量も最も明らかなので、日本のD1レーシングカーの方が一般的です。これらのレーシングカーは速くありませんが、高速で動作するエンジンを保護するには、優れた冷却効果が必要です。インタークーラーの改造を行います。 [2]
タービン容量による
インタークーラー改造の諸説を述べた後、実際に改造する際に注意すべき点は何でしょうか。一般的に改造用インタークーラーは、純正交換タイプと配管構成の大幅な変更を必要とする大容量キットに大別されます。直接交換タイプの仕様は純正と同様です。唯一の違いは、内部のチューブとフィンのデザインが異なり、厚さがわずかに広いことです。このキットは、元の工場で改造されていない車両、または改造が広範囲ではない車両に適しています。純正エンジンと交換することでポテンシャルが解放されます。大容量インタークーラーは、風上面積を拡大して放熱性を高めるとともに、板厚を厚くして一定温度を確保する。ハオヤン製インタークーラーを例に挙げると、一般タイプは約5.5～7.5センチメートル（1.6～2.0リッター車に適合）、強化タイプは約8～105センチメートル（2.5リッター車以上）です。 、空気の流れの抵抗を最小限に抑えるために、大型のファンネル形状の空気貯蔵タンクが使用されます。たとえば、以下のエンジンを搭載する場合は、強化されたインタークーラーの使用が適しています。ただし、NAからターボに改造した車両では、オリジナルの冷却効率を考えるとインタークーラーは大型化した方が良いです。さらに、低ブースト設定でもインタークーラーを省略することはできません。結局のところ、吸気温度はエンジンの耐久性を高めるだけでなく、出力の安定にも役立ちます。
一方、インタークーラーは放熱に空気を使用するだけでなく、水冷も使用します。トヨタのMingji 3S-GTEはその一例です。その主な利点は、クーラー本体がスロットルの直前に配置されているため、吸気パイプラインが非常に短いことです。水自体の非常に高い一定温度と相まって、高い応答性の特性は、特に渋滞時など車の前方に風の影響がない場合、吸気温度の安定性にも非常に役立ちます。しかし、専用のウォーターポンプや水タンク用ラジエーターが別途必要であり、直接空冷に比べて温度低下が大きくないため、依然として空冷式インタークーラーが主流です。 [2]
線形化を優先する
インタークーラーの取り付け位置は、大きくフロントマウントタイプとトップマウントタイプの2種類に分けられます。放熱性ではフロントバンパー内にある前置きタイプの方がもちろん優れていますが、反応性で言えばアッパータイプです。フロントマウントインタークーラーは安価ですが、これは短いパイプラインによる過給の直接的な効果です。例えば、インプレッサWRCarでは、フロントインタークーラーのパイプラインを短くするため、スロットルを逆回転させ、長すぎるパイプラインによる圧力損失を低減しています。 , インテークパイプ全体のマッチングもインタークーラーを改造する際に注意すべきポイントであることは想像に難くありません。したがって、インタークーラーの更新や取り付けの際には、インタークーラーのサイズに留意するとともに、配管の長さを可能な限り短くし、真っ直ぐにし、曲がりや溶接箇所等を少なくする必要があります。はんだ接合部や角が多すぎると確実に空気の流れが悪くなり、圧力損失が発生しますので、空気流量を増やしてください。
次に、先ほどのインタークーラーの原理と同様に、インタークーラーのチューブが薄すぎると抵抗が大きくなり反応に影響を与えやすくなり、チューブ壁内の温度が高くなります。同様に、インテークパイプの径を少し太くするのも良い方法です。こちらはパイプ径のマッチングは主にタービン出口とスロットルの径によって決まります。インタークーラー前後のインレットパイプとアウトレットパイプの直径は、インレット前よりもアウトレット後の方が約10％太くなる必要があることに注意してください。その理由は、出口パイプの直径が大きくなると、コアの冷却空気が逃げる可能性があるためです。より速い速度でインタークーラーを通過すると、流量の増加にプラスに役立ちます。インタークーラーの材質部分は、通常、アルミニウム合金で作られています。質感が増し見た目が良くなるだけでなく、アルミニウムの高い熱伝導率により放熱効果も高まります。また、軽量であるというメリットもあるため、アルミニウム合金も選ばれています。主な理由の 1 つ。金属管間のゴム接続管は、できるだけシリコーンゴムを3層または5層に被覆した製品を使用することをお勧めします。この種のシリコーンパイプは延性に優れ、高温高圧に耐えることができ、硬化しないため、真空パイプと同じくらい小さなサイズで使用できます。中型の水道管や大型の吸気管のオリジナルの代替品として非常に優れています。 。高熱タービンエンジンでの使用に非常に適しています。ワイドタイプのクランプ式ステンレスバンドルリングの固定と合わせて、配管の破裂やエア漏れを防ぎます。問題が発生し、元の黒色とは異なりますが、これは車両の戦闘雰囲気を向上させるのに非常に役立ち、車の所有者が自信を持って車を運転できるようになります。 [2]
設定の選択
タービンをアップグレードするとき、多くのインプレッサオーナーは、純正のアッパーマウント大型インタークーラーのデザインをそのまま使用するのが良いのか、それとも直接フロントマウントのインタークーラーに変更するのが良いのか悩むと思います。この問題を解決するには、アップグレードするタービンの数によって決定する必要があります。水平対向エンジンは直列エンジンに比べて排気ヘッド部が長いため、低速のブーストレスポンスも遅くなります。したがって、メーカーはターボラグの問題を軽減するために、アッパーマウントのインタークーラーを設計します。換装する場合 タービン番号が6番を超えず、排気量が2.2リッター以下の場合、パイプラインの延長やインタークーラーの大型化によりラグ問題が深刻化するため、フロントマウントインタークーラーへの変更はお勧めしません。 。ただし、上記の条件を満たす場合は、フロントマウントインタークーラーへの交換を検討できます。上置きインタークーラーでは冷却効率が十分ではなくなる一方で、タービンエアの供給量と流量が多くなります。より高速であり、延長されたパイプラインへの影響を最小限に抑えることができるため、フロントマウントインタークーラーの使用がより適しています。
