フロントプロテクター内のインタークーラーは多くのクルマファンにとって夢の改造パーツであり、圧力リリーフバルブの音と同様に欠かせないパフォーマンスシンボルです。しかし、同じように見えるさまざまな種類のインタークーラーについての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、これらの質問のそれぞれに答えます。
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。なぜ吸気温度を下げる必要があるのかと疑問に思う人もいるかもしれません。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圧縮空気を強制的に燃焼室に送り込むことです。排気ガスの温度は通常8～9百度程度と高いため、タービン本体も非常に高温状態となり、吸気タービンエンドを流れる空気の温度が上昇します。さらに、圧縮空気は熱も発生します（圧縮空気の分子が小さくなるため、互いに圧縮して摩擦し、熱エネルギーを発生します）。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て、ガソリンの予燃焼爆発を引き起こし、エンジン温度がさらに上昇します。同時に、圧縮空気の体積は熱膨張により酸素含有量を大幅に減少させ、加圧の利点が減り、当然出力が得られなくなります。さらに、高温は目に見えないエンジンの死因でもあり、一度暑い天候になったり、長時間運転したりすると、動作温度を下げようとしないと、エンジンの故障の可能性が簡単に高まります。エンジンの故障が考えられるため、吸気温度を下げるためにインタークーラーを取り付ける必要があります。インタークーラーの役割を理解したら、その構造と放熱の原理について説明します。
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、その機能は圧縮空気が流れるためのチャネルを提供することであるため、チューブは圧縮空気が圧力を漏らさないように密閉された空間でなければならず、チューブの形状も分割されています正方形、楕円形、長い円錐形の違いは、耐風性と冷却効率のどちらを選択するかにあります。 2番目の部分はFinと呼ばれ、一般にフィンとして知られており、通常はチューブの上層と下層の間に位置し、チューブと密接に結合されています。圧縮された熱風がチューブ内を流れると、熱はチューブの外壁を通ってフィンに伝わるため、その機能は熱を放散することです。このとき、外気温の低い空気がフィンを流れると熱を奪い、吸気温度を下げることができます。上記2つの部品が重なり合い、10～20層の構造になるまでコアと呼ばれ、この部分がいわゆるインタークーラー本体となります。また、タービンからの圧縮ガスが炉心に入る前に緩衝と蓄圧空間を持たせ、炉心を出た後の空気流量を向上させるために、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。外観は漏斗のような形状で、シリコーンチューブの接続を容易にするために円形の入口と出口も設けられています。インタークーラーは上記4つの部品から構成されています。インタークーラーの放熱原理は先ほども述べた通り、圧縮空気を多数の横パイプで分割し、正面から外気の冷気をストレートにチューブで接続された放熱フィンを通って排出するというものです。圧縮空気を冷却するという目的は達成され、吸気温度が外気温に近づくため、インタークーラーの放熱効率が向上します。この目的は、チューブの面積と厚さを増やすことで達成できます。放熱フィンの数、長さ、放熱フィンを増やす。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。インタークーラーの面積が長くて大きいほど、吸気圧力損失の問題が発生する可能性が高くなります。これは、このユニットで説明する主な問題の 1 つです。圧力損失はなぜ起こるのか
性能を重視したインタークーラーは放熱能力に加え、圧力損失の低減も考慮する必要があります。しかし、圧力損失の低減と冷却効率の向上は全く逆の技術です。例えば、同じ容積のインタークーラーを完全に放熱性の観点から設計すると、内部のチューブを細くし、フィンの数を増やす必要があります。これにより空気抵抗が増加します。しかし、圧力を維持しようとするとチューブを厚くしたりフィンを減らしたりすると熱交換効率が悪くなり、インタークーラーの改造は想像ほど簡単ではありません。したがって、冷却効率と圧力維持のバランスをとる方法のほとんどは、チューブとフィンから始まります。
一般的なインタークーラーのフィンは開口部のない直線状のものが多く、インタークーラーの幅と同じ長さになります。しかし、フィンはインタークーラー全体の放熱機能の主役となるため、冷気と接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、多くのインタークーラーのフィンには様々な形状のデザインがあり、その中でも波状、通称ルーバーと呼ばれる形状のフィンが最も人気があります。ただし、放熱効率の点ではフィンの重なりが最も優れていますが、風の抵抗も最も顕著であるため、速度が速くない日本のD1レーシングカーでよく使用されますが、高速で回転するエンジンを保護するには、優れた放熱効果が必要です。インタークーラーを元に戻します。
