Интеркулер
Интеркулер используемый — это теплообменник, для охлаждения газа после сжатия. [1] Интеркулеры, часто встречающиеся в двигателях с турбонаддувом , также используются в воздушных компрессорах , кондиционерах , холодильных установках и газовых турбинах .
Двигатели внутреннего сгорания
[ редактировать ]
Промежуточный охладитель, чаще всего используемый в двигателях с турбонаддувом , используется для противодействия теплу сжатия и нагреванию всасываемого воздуха под давлением. За счет снижения температуры всасываемого воздуха воздух становится более плотным (что позволяет впрыскивать больше топлива, что приводит к увеличению мощности) и снижает вероятность преждевременного зажигания или детонации . Дополнительное охлаждение можно обеспечить путем распыления мелкого тумана извне на поверхность промежуточного охладителя или даже в сам всасываемый воздух , чтобы еще больше снизить температуру нагнетаемого воздуха за счет испарительного охлаждения .
Интеркулеры могут существенно различаться по размеру, форме и конструкции в зависимости от производительности и требований к пространству системы. Во многих легковых автомобилях используются либо передние интеркулеры, расположенные в переднем бампере или в отверстии решетки радиатора, либо интеркулеры, установленные сверху, расположенные над двигателем. В системе промежуточного охлаждения может использоваться конструкция «воздух-воздух», конструкция «воздух-жидкость» или их комбинация.
Несколько стадий сжатия
[ редактировать ]В автомобильных двигателях, где используется несколько ступеней принудительной индукции (например, последовательный двигатель с двойным турбонаддувом или двигатель с двойным наддувом ), промежуточное охлаждение обычно происходит после последнего турбонагнетателя/нагнетателя. Однако также можно использовать отдельные промежуточные охладители для каждой ступени турбонаддува/наддува, как, например, в JCB Dieselmax, гоночном автомобиле устанавливающем рекорд наземной скорости. В некоторых авиационных двигателях также используется промежуточный охладитель для каждой ступени принудительной индукции. [ нужна ссылка ] В двигателях с двухступенчатым турбонаддувом термин «промежуточный охладитель» может конкретно относиться к охладителю между двумя турбокомпрессорами, а термин «наддувочный охладитель» используется для обозначения охладителя, расположенного между турбонаддувом второй ступени и двигателем. Однако термины «интеркулер» и «охладитель наддувочного воздуха» также часто используются независимо от их расположения во впускной системе. [2]
Способ передачи тепла
[ редактировать ]Интеркулеры «воздух-воздух» представляют собой теплообменники , которые передают тепло от всасываемого воздуха непосредственно в атмосферу. Альтернативно, промежуточные охладители воздух-жидкость передают тепло от всасываемого воздуха промежуточной жидкости (обычно воде), которая, в свою очередь, передает тепло в атмосферу. Теплообменник, передающий тепло от жидкости в атмосферу, работает аналогично основному радиатору в системе охлаждения двигателя с водяным охлаждением, а в некоторых случаях система охлаждения двигателя также используется для системы промежуточного охлаждения. Интеркулеры «воздух-жидкость» обычно тяжелее своих аналогов «воздух-воздух» из-за дополнительных компонентов, составляющих систему (например, циркуляционный водяной насос, радиатор, жидкость и водопровод).
В большинстве судовых двигателей используются промежуточные охладители воздух-жидкость, поскольку для охлаждения можно легко получить доступ к воде озера, реки или моря. Кроме того, большинство судовых двигателей расположены в закрытых отсеках, где обеспечить хороший поток охлаждающего воздуха для агрегата «воздух-воздух» будет затруднительно. Морские интеркулеры имеют форму трубчатого теплообменника , в котором воздух проходит по ряду трубок внутри корпуса охладителя, а морская вода циркулирует внутри трубок. Основные материалы, используемые для такого рода применений, предназначены для защиты от коррозии в морской воде: медь-никель для трубок и бронза для покрытий морской воды.
Альтернативы
[ редактировать ]Альтернативой использованию интеркулеров, которые в наши дни используются редко, был впрыск избыточного топлива в камеру сгорания, чтобы процесс испарения охлаждал цилиндры и предотвращал детонацию. Однако недостатками этого метода были повышенный расход топлива и выбросы выхлопных газов . [3]
Воздушные компрессоры
[ редактировать ]
Интеркулеры используются для отвода отработанного тепла от первой ступени двухступенчатых воздушных компрессоров. Двухступенчатые воздушные компрессоры производятся из-за присущей им эффективности. Охлаждающее действие промежуточного охладителя в основном отвечает за этот более высокий КПД, приближая его к КПД Карно. Отвод тепла сжатия от нагнетания первой ступени приводит к уплотнению воздушного заряда. Это, в свою очередь, позволяет второму этапу производить больше работы при фиксированной степени сжатия. Добавление интеркулера в установку требует дополнительных вложений.
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Определения словаря:
- интеркулер, н. Оксфордский словарь английского языка . Второе издание, 1989 г.; онлайн-версия, декабрь 2011 г. По состоянию на 31 декабря 2011 г. Впервые опубликовано в дополнении к OED II, 1976 г.
- Интеркулер. Архивировано 11 декабря 2011 г. в Wayback Machine . Справочник.com
- Интеркулер. Архивировано 8 апреля 2010 г. в Wayback Machine . Мерриам-Вебстер
- ^ "Дом" . avtekk.com .
- ^ «Турбокомпрессоры Garrett — Производительные детали и аксессуары — D&W Performance» . Dw Performance.com. Архивировано из оригинала 26 октября 2010 г. Проверено 4 июля 2010 г.