中冷器是增压发动机里非常重要的部件,它能有效降低空气温度,提高发动机功率。除了要降低空气的温度,我们还要对涡轮增压器降温、对增压压力进行控制。下面jy135小编为大家收集整理了增压发动机中冷器的作用,欢迎阅读!
现在很多车的发动机都带着醒目的“T”字,T字证明了它是一款增压发动机。我们都知道,涡轮增压发动机在发动机原有的基础上增加了涡轮装置,在运转中,涡轮自身运行产生出的过剩能量必须合理传导出去,这就需要一个装置与之“能量中和”,这就是中冷器。
中冷器会增加空气阻力,使增压空气的压力下降,导致增压效果减少,发动机响应变慢,不过这种效应相比起中冷器对发动机提升功率的作用来说,就显得无足轻重了。
空冷还是水冷?
要将空气冷却,无非就是两种方法。一种是通过车辆行驶的时候迎面撞进的冷风进行降温,另一种就是使用水冷。前者的原理和我们家用的冰箱、空调的散热器是 一样的,就是让空气通过一根根管道,增加管道和周围空气的接触面积,然后通过周围的空气将其降温。放在发动机上方的空气冷却的中冷器。
水冷则是刚好和风冷相反。就是将一个冷却器放进进气管道里,让增压后的热空气流过。而冷却器里则有冷却水不断地流动,从而带走增压空气热量。
实线表示空气的流动虚线表示冷却水的流动
首先接着之前的话题,当空气经过增压器被压缩后,温度会升高,这是一个基本的物理原理。增压后的气体温度大概会升高多少呢?这个要视乎增压器的工作情况 而定,转速越高,增压压力越大,温度上升就越大,一般而言能够上升40-60度左右,加上空气本来的温度,增压后的气体已经很烫了。
高温气体对发动机的影响主要在两点:一是空气体积大了,相当于发动机吸进的空气又变少了;而第二点更为重要,高温空气对于发动机燃烧特别不利,功率会减 少、排放会变坏。在相同的燃烧条件下,增压空气的温度每上升10℃,发动机功率就会下降大约3%~5%。这个问题就非常严重了,好不容易增加的功率会被空 气温度过高而抵消,为了解决这些问题,我们需要把增压后的空气再度冷却再送进发动机。而承担这一重任的部件就是中冷器。中冷器听上去很酷,其实原理和结构 跟我们家用冰箱和空调的散热器没什么区别。
副作用:发动机响应速度变慢涡轮迟滞变得严重为什么要中冷器
一般来说,中冷器越大,其内部的.气流损失越小而且冷却效率也越高,而气流停留在中冷器内部的时间越长,冷却效果就越好。不过中冷器就好比增加了进气管道 的容积,增压器产生的压缩空气首先要把这个容积填满,然后才能产生增压效果。如果用在涡轮增压上,直接的表现效果就是涡轮迟滞变得严重;即使是机械增压的 机器,也会引起发动机响应变慢。
另一方面,由于增压空气必须流过各种管 道,因此阻力增加了,其增压压力肯定会被削弱一部分。不过这种削弱只是在踏下油门后一段很短的时间内产生,因为增压空气被削弱压力后会在中冷器到进气门这 段密封的空间内重新建立足够的压力,直至泄压阀打开。因此,最终的表现依然是发动机响应变慢,涡轮增压的迟滞现象会变得严重。
中冷器会使涡轮迟滞更加明显,可是又不能不装,因此如何兼顾冷却效率及压力维持,是工程师最为头疼的问题。其中最根本的方法是减少整个进气管道的容积, 降低管道阻力,缩短进管路,因此我们看到的中冷器往往都是紧贴发动机,而不像散热水箱那样远离发动机。高增压、大排量的发动机由于进气量大,温度高,往往 需要一个大中冷器。大型的中冷我们比较容易见到的是放在发动机顶上,这样可以通过在发动机舱盖上开一个进气口,使用迎面撞入的冷空气降温,这种方式在很多 车上都能见到,例如翼豹STI、MINICOOPERS。放在发动机上方的好处是结构紧凑,管道短,非常适合于小车和改装车使用。但这种布置方式由于太过 贴近发动机,会受到发动机热量的影响。
MINICOOPERS和翼豹STI都在发动机盖上开口进行中冷器散热
还有一种布置形式是把中冷器放在汽车中网前部下方。这种方式充分利用了迎面而来的冷风进行散热,但管道过长,布置更为复杂。由于更接近地面,受到地面沙石破坏的可能性也更大。
对于这两种冷却方式而言,都属于外置式的风冷,适用于大型中冷器。而现在的趋势都是低增压的发动机,并不需要太大的中冷器,同时也为了让发动机更加紧凑,目前很多发动机都采用水冷的方式,将一个冷却器放入进气管道,当空气经过的时候就被冷却了,结构非常紧凑。
大众1.4TSI使用的中冷器
中冷器是增压发动机里非常重要的部件,它能有效降低空气温度,提高发动机功率。除了要降低空气的温度,我们还要对涡轮增压器降温、对增压压力进行控制。
我们熟悉的大众1.4T涡轮增压发动机就是采用这种方式,而奥迪的机械增压也是采用这种形式进行冷却,结构相当紧凑。由于这种中冷器完全安装在内部,因此受到灰尘和沙石损伤也更少。