现在很多车的发动机都有突出的“T”字,T字证明它是增压发动机。众所周知,涡轮增压发动机在发动机原来的基础上增加涡轮装置。在运行过程中,涡轮自运行产生的过剩能量必须合理传递。这需要一个带有“能量中和”的装置。这就是中冷器。

中冷器增加空气阻力,降低加压空气的压力,导致增压效果降低,发动机响应变慢,但与中冷器对发动机上升动力的影响相比,这种效果并不重要。(大卫亚设)。

空冷还是水冷?

想要冷却空气只有两种方法。一种是通过车辆行驶时正面碰撞的冷风降温,另一种是使用水冷。电子的原理和我们家的冰箱、空调的散热器一样。也就是说,空气通过管道,增加管道和周围空气的接触面积,然后通过周围空气降低温度。放置在发动机上的空气冷却的中冷器。

水冷正好是风和冷的对立面。就是把冷却器放进进气管,让增压的热空气流动。冷却器里随着冷却水的不断流动,会带走增压空气热。

实线表示空气的流动虚线,表示冷却水的流动

首先,继之前的话题后,空气经过增压器压缩后,温度会升高,这是基本的物理原理。增压后的气体温度大概会上升多少?这取决于增压器的工作情况,转速越高,增压压力越大,温度上升一般可以上升40 ~ 60度左右,加上空气的原始温度,增压的气体已经变热了。

高温气体对发动机的影响主要有两种。第一,空气体积变大,引擎吸入的空气又减少了。第二点是,高温空气对发动机燃烧特别不利,电力减少,排放可能会恶化。在相同的燃烧条件下,增压空气的温度每上升10,发动机功率就会减少约3% ~ 5%。这个问题很严重。勉强增加的功率可能会因空气温度太高而抵消。为了解决这些问题,必须重新冷却增压的空气,并将其发送到引擎。承担这项重任的部件就是中冷器。冷气机听起来很凉爽,其实原理和结构和我们家用冰箱和空调的散热器没什么区别。

副作用:发动机响应速度减慢,涡轮延迟严重是为什么?

一般来说,中冷器越大,内部气流损失越小,冷却效率越高,气流停留在中冷器内部的时间越长,冷却效果越好。但是,中冷器相当于增加进气管的体积。增压器产生的压缩空气必须先填满这个体积,才能产生增压效果。用于涡轮增压时,直接性能效果是涡轮延迟严重。即使是机械增压的机器,发动机响应也会变慢。

另一方面,加压空气要通过各种管道,所以阻力增加,其加压压力肯定会减弱一部分。但是这种减弱只发生在踩油门后短时间内。因为增压空气减弱压力后,可以在从冷气到进气口的密闭空间内重新制造足够的压力,直到压力安全阀打开为止。因此,最终成果仍然是发动机响应缓慢,涡轮增压的延迟现象可能会变得严重。

中冷器可以使涡轮迟滞更加明显,但不能不安装,所以如何同时保持冷却效率和压力是工程师最头疼的问题。最根本的方法之一是减少整个进气道的体积,减少管道阻力,缩短进气道。所以我们看到的冷气往往紧贴发动机,而不是像冷却水箱一样远离发动机。增压高、排气量大的发动机由于流入量大、温度高,往往需要大型制冷机。大型重制冷我们比较容易看到的是放在发动机顶部。这样可以在发动机舱盖上打开进气口,使用正面碰撞的冷空气来降低温度。这种方式可以在翼豹STI、迷你库珀等很多汽车上看到。(阿尔伯特爱因斯坦、Northern Exposure(美国电视剧)、Minicoopers(Minicoopers))放在发动机上的优点是结构小,管道短,非常适合使用小车和改装车。但是,这种放置方式离发动机太近,可能会受到发动机热的影响。

迷你库柏和翼豹STI都从发动机罩开口发出中冷器热。

另一种布置形式是将重型冷气放在汽车中网的前面和下面。这种方式最大限度地利用迎面而来的冷风来降温,但管道太长,布局更加复杂。因为离地面更近,所以地面被沙石破坏的可能性也更大。

两种冷却方法都是外部风冷式的,适用于大型冷机。目前的趋势是低压式发动机,不需要太大的中冷器,同时为了使发动机更加紧密,现在很多发动机都以水冷的方式将冷却器加入天然气管道。空气经过后冷却,结构非常紧密。

大众1.4TSI使用的中冷器

中冷器是增压发动机中非常重要的部件,可以降低空气温度,提高发动机动力。除了降低空气温度外,我们还要冷却涡轮增压机,调节增压压力。

我们熟悉的大众1.4T涡轮增压发动机采用这种方式,奥迪的机械增压也冷却成这种形式,结构相当紧密。这个中冷器完全安装在内部,灰尘和沙子造成的损伤也很少。

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