インタークーラーはどのように機能しますか?

インタークーラーはどのように機能しますか?

インタークーラー (チャージエアクーラーとも呼ばれます) は、強制吸気 (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向上させ、それによってエンジンの出力、性能、燃費を向上させます。

インタークーラーは通常、ターボチャージャーを備えた車にのみ見られます。インタークーラーは実際にはターボチャージャーの部品であり、その機能はエンジンの換気効率を向上させることです。スーパーチャージャー付きエンジンでもターボチャージャー付きエンジンでも、スーパーチャージャーとエンジンのインテークマニホールドの間にインタークーラーを取り付ける必要があります。このラジエーターはエンジンとスーパーチャージャーの間にあるため、インタークーラーとも呼ばれます。インタークーラー、インタークーラーと呼ばれます。

ターボエンジンが通常のエンジンに比べて出力が高い理由の一つは、空気交換効率が通常のエンジンの自然吸気よりも高いためです。空気がターボチャージャーに入ると、温度が大幅に上昇し、密度が低くなります。インタークーラーは空気を冷却する役割を果たします。高温の空気はインタークーラーで冷却されてエンジンに入ります。インタークーラーが不足し、過給された高温の空気が直接エンジンに入ると、空気温度が高くなりすぎてエンジンが損傷したり失火したりすることがあります。

    エンジンからの排気ガスは非常に高温であるため、スーパーチャージャーを介した熱伝導により吸気温度が上昇します。さらに、空気は圧縮される過程で密度が増加するため、必然的に空気温度が上昇し、エンジンの充填効率に影響を与えます。さらに充填効率を向上させたい場合は、吸気温度を下げる必要があります。いくつかのデータは、同じ空燃比の下で、過給空気の温度が 10°C 低下するごとに、エンジン出力が 3% ～ 5% 増加する可能性があることを示しています。

    冷却されていない過給空気が燃焼室に入ると、エンジンの充填効率に影響を与えるだけでなく、エンジンの燃焼温度が高くなりすぎてノッキングなどの故障を引き起こしやすくなります。また、エンジンの排気ガス中の NOx 含有量が増加し、大気汚染の原因となります。過給空気の加熱による悪影響を解決するには、インタークーラーを装着して吸気温度を下げる必要があります。

インタークーラーの存在により、エンジンの燃料消費量が削減され、高地適応性が向上します。高地地域では、インタークーラーを使用することでより高い圧力比のコンプレッサーを使用できるため、エンジンがより多くの出力を得ることができ、車両の適応性が向上します。

ターボチャージャーは吸入燃焼空気を圧縮して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、最適な燃焼性能が得られます。

インタークーラーは熱交換器として機能し、ターボチャージャーがガスを圧縮するときに発生する熱を除去します。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達成されます。

空冷（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。

ほとんどの車の設置では、空冷インタークーラーが適切な冷却を提供し、車のラジエーターと非常によく似た働きをします。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、フィンを通過し、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を伝達します。

水冷インタークーラー

水冷インタークーラーは、空冷が適さない環境では非常に効果的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＆チューブ」熱交換器設計を採用しており、冷却水はユニットの中心にある「コア」を通って流れ、高温の給気はチューブバンクの外側と「シェル」を通って流れます。熱交換器の内側にあります。冷却された空気はインタークーラーから排出され、エンジンの燃焼室に配管されます。

水冷インタークーラーは、高温の圧縮燃焼空気を処理するように設計された精密設計のデバイスです。