インタークーラーは通常、スーパーチャージャーが取り付けられた車でのみ見られます。インタークーラーは本来、ターボ過給の補助部品であり、過給後の高温空気の温度を下げ、エンジンの熱負荷を軽減し、吸入量を増加させてエンジンのパワーを高める役割を果たします。過給エンジンの場合、インタークーラーは過給システムの重要なコンポーネントです。機械式過給エンジンでもターボエンジンでも、過給機と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。以下に、ターボエンジンを例としてインタークーラーについて簡単に紹介します。
ターボエンジンはなぜ通常のエンジンよりも出力が大きいのでしょうか?その理由の一つは、通常のエンジンの自然吸気よりも換気効率が高いことです。空気がターボチャージャーに入ると、その温度が大幅に上昇し、それに応じて密度が減少します。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無く、過給後の高温の空気が直接エンジンに入ると、エンジンが爆発したり、場合によっては高温によりエンジンが破損してエンストしてしまうことがあります。
インタークーラーは通常、ターボチャージャーが取り付けられた車に搭載されています。なぜなら、インタークーラーは実際にはターボチャージャーの補助部品であり、その機能はターボチャージャー付きエンジンの換気効率を向上させることだからです。
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。では、なぜ吸気温度を下げる必要があるのでしょうか?
関数
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。では、なぜ吸気温度を下げる必要があるのでしょうか?
(1) エンジンから排出される排気ガスは非常に高温であり、過給機を介した熱伝導により吸気温度が上昇します。また、圧縮過程で空気の密度が増加するため、過給機から排出される空気の温度も上昇します。空気圧が増加すると酸素濃度が減少し、エンジンの有効充填効率に影響を与えます。充電効率をさらに向上させたい場合は、吸気温度を下げる必要があります。同じ空燃比条件下では、過給空気の温度が 10℃低下するごとにエンジン出力が 3% ～ 5% 増加するというデータがあります。
(2) 冷却されていない過給空気が燃焼室に進入すると、エンジンの充填効率に影響を与えるほか、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不具合を引き起こしたり、エンジン排気ガス中のNOx含有量が増加して大気汚染を引き起こしたりする。
過給後の空気温度上昇による悪影響を解決するには、吸気温度を下げるインタークーラーの装着が必要です。 。
(3) エンジンの燃料消費量を削減します。
(4) 高地への適応力を向上させます。高地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ようになり、エンジンの出力が向上し、車両の適応性が向上します。
(5) スーパーチャージャーのマッチングと適応性を向上します。
分類
インタークーラーは一般に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。
メンテナンス方法
空冷式インタークーラーは水タンクラジエターと一体に設置され、エンジン前方に設置され、吸気ファンと車の風によって冷却されます。インタークーラーの冷却が不十分だとエンジンパワー不足や燃費の悪化につながります。したがって、インタークーラーは定期的に点検し、メンテナンスする必要があります。主な内容は次のとおりです。
外部洗浄
インタークーラーはフロントに設置されているため、落ち葉やスラッジ（ステアリングタンクから溢れた作動油）などによりインタークーラーのラジエター流路が詰まり、インタークーラーの放熱が妨げられることが多くなります。したがって、定期的に掃除する必要があります。洗浄方法は、高すぎない圧力の水鉄砲を使用して、インタークーラーの平面に対して垂直な角度で上から下、または下から上にゆっくりと洗い流しますが、インタークーラーの損傷を防ぐため、決して斜めに洗い流さないでください。
内部の清掃と点検
インタークーラーの内部パイプにはスラッジやコロイドなどの汚れが付着していることが多く、空気の流路が狭くなるだけでなく冷却熱交換能力も低下します。そのため、メンテナンスや掃除も必要となります。一般にインタークーラー内部は、毎年、またはエンジンのオーバーホールや水タンクの溶接の際に清掃・点検する必要があります。
洗浄方法：インタークーラーに2％ソーダ灰水溶液（温度は70～80℃）を入れて満タンにし、15分間待ってインタークーラーに水漏れがないか確認してください。ある場合は、分解して検査し、溶接して修理する必要があります（水槽の修理と同じ）。水漏れがない場合は、前後に振り、洗浄液を注ぎ出し、2％ソーダ灰を含むきれいな水溶液で比較的きれいになるまですすぎ、次にきれいな熱湯（80〜90℃）を加えて、放出された水がきれいになるまで洗浄します。インタークーラーの外側が油汚れした場合は、アルカリ水で洗浄することも可能です。方法は、油っぽい部分をアルカリ溶液に浸し、ブラシを使ってきれいになるまで洗浄します。清掃後は、インタークーラー内の水を圧縮空気で吹き飛ばすか自然乾燥させるか、インタークーラーを取り付ける際はインタークーラーとエンジン接続パイプを接続せずにエンジンを始動し、インタークーラー出口に水がない状態でエンジン吸気パイプを接続してください。インタークーラーコアの汚れがひどい場合は、エアフィルターとインテークパイプに漏れがないか注意深くチェックし、欠陥を取り除く必要があります。
ターボチャージャーの最大の問題点は、新気の吸気口と高温の排気が非常に近く、吸入される新気は圧縮されて温度が大幅に上昇するため、たとえ高排気温の影響を受けない過給エンジンであってもインタークーラーで吸気を冷却する必要がある。空気は圧縮されると温度が上がります。最も単純な例は、タイヤに空気を入れる空気ポンプです。信じられないかもしれませんが、膨らむエアポンプを触ってみると、空気の圧縮によって蓄積される熱がどれほど恐ろしいかを知ることができます。さらに、化学と物理学の知識から、温度が低いほど空気中の酸素含有量が高くなることがわかっています。 「これと何の関係があるの？」と疑問に思う人もいるかもしれません。燃料の燃焼に必要なのは空気中の酸素です。酸素が多ければ多いほど、より多くの燃料を燃焼させることができ、より多くの電力を生成することができます。さらに詳しく知りたい場合は、「吸気システム」の関連する紹介を参照してください。インタークーラーは効率的なラジエーターであり、その主な機能はエンジンに入る前に外気を冷却することです。インタークーラーはラジエーターの前にあるため、前方から吹く冷気の影響を直接受けることが考えられますが、エアフィルターやターボチャージャー、スーパーチャージャーの後ろにも設置する必要があります。実態は確かにこんな感じです。ほとんどの車にはラジエーターの前にインタークーラーが装備されており、冷却効果は一部の上部に取り付けられたインタークーラーよりも確かに優れています。ただし、これはラジエーターに吹き込む空気の流れに多かれ少なかれ影響を与えるため、サーキットなどの極端な場合には、エンジン温度を制御するためにラジエーターも同時にアップグレードする必要があります。
動作原理
適切に設計されたインタークーラーを使用すると、さらに 5% ～ 10% の電力を得ることができます。
一部の車は、エンジン カバーの開口部から冷却空気を取り込むトップマウント インタークーラーを使用しています。したがって、車が始動する前に、インタークーラーはエンジンルームから吹く熱風によってのみ冷却されます。放熱効率には影響しますが、このような状況では吸気温度が上昇するため、エンジンの燃料消費量が大幅に減少し、間接的にエンジンの作動効率も低下します。ただし、強力な過給車の場合は、過剰なパワーによる発進の不安定性が軽減されます。スバルのインプレッサシリーズは代表的なトップマウントインタークーラーです。さらに、トップマウントインタークーラーレイアウトの最大の利点は、エンジンまでの圧縮ガスの移動を効果的に短縮できることです。
