Chłodnica międzystopniowa: Różnice pomiędzy wersjami

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
[wersja nieprzejrzana][wersja nieprzejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
nie schładzająca a chłodząca - błąd językowy
Nie podano opisu zmian
Linia 1: Linia 1:
[[Grafika:Top mount intercooler.jpg|thumb|300px|Intercooler (zaznaczony czerwoną linią) w BMW MINI Cooper S]]
[[Grafika:Top mount intercooler.jpg|thumb|300px|Intercooler (zaznaczony czerwoną [[elipsa (matematyka)|elipsą]]) w BMW MINI Cooper S]]
'''Intercooler''' ([[język angielski|ang.]] "chłodnica pośrednia") to [[chłodnica]] chłodząca [[powietrze]] sprężone w [[turbosprężarka|turbosprężarce]] przed dostarczeniem go do silnika, stosowana w [[silnik spalinowy|silnikach spalinowych]] z [[turbodoładowanie]]m. Służy do zwiększenia [[sprawność|sprawności]] i [[moc]]y silnika.
'''Intercooler''' ([[język angielski|ang.]] "chłodnica pośrednia") [[chłodnica]] powietrza doładowującego to chłodnica chłodząca [[powietrze]] sprężone w [[sprężarka|sprężarce]] przed dostarczeniem go do [[silnik]]a, stosowana w [[silnik spalinowy|silnikach spalinowych]] z doładowaniem. Służy do zwiększenia [[sprawność|sprawności]] i [[moc]]y silnika.


== Terminologia ==
== Terminologia ==
Określenie intercooler używane jest też do chłodnic powietrza stosowanych w [[silnik przepływowy|silnikach przepływowych]], np. lotniczych lub sprężarkach turbin gazowych - wówczas ''intercooler'' oznacza chłodnicę umieszczoną między („inter") stopniami sprężarki. Natomiast chłodnice powietrza umieszczone za sprężarką nazywane są ''aftercooler''.
Określenie intercooler używane jest też do chłodnic powietrza stosowanych w [[silnik przepływowy|silnikach przepływowych]], np. lotniczych lub sprężarkach turbin gazowych - wówczas ''intercooler'' oznacza chłodnicę umieszczoną między („inter") stopniami sprężarki. Natomiast chłodnice powietrza umieszczone za sprężarką nazywane są ''aftercooler''.


W samochodach chłodnica powietrza jest najczęściej zlokalizowana za sprężarką, ale przed silnikiem tłokowym. Ponieważ wewnątrz silnika dokonuje się również sprężanie, to chłodnica powietrza jest ''de facto'' intercoolerem.
W [[samochód|samochodach]] chłodnica powietrza jest najczęściej zlokalizowana za sprężarką, ale przed silnikiem tłokowym. Ponieważ wewnątrz silnika dokonuje się również [[sprężanie]], to chłodnica powietrza jest ''de facto'' intercoolerem.


== Idea ==
== Idea ==
W wyniku [[sprężanie|sprężania]] powietrza w [[turbosprężarka|turbosprężarce]] ([[przemiana adiabatyczna|adiabatyczne]]) następuje wzrost jego [[temperatura|temperatury]]. Ponadto napędzana gorącymi [[spaliny|spalinami]] [[turbina]] mocno się nagrzewa, [[ciepło]] przez elementy konstrukcyjne przepływa do [[sprężarka|sprężarki]], co powoduje dodatkowy przyrost temperatury powietrza. W wyższej temperaturze powietrze ma mniejszą [[gęstość]], co zmniejsza efekt [[Układ doładowania silnika spalinowego|doładowania]]<ref>M.Bernhardt, S.Dobrzyński, E.Loth Silniki samochodowe. Wydawnictwo WKiŁ Warszawa, 1988 r.</ref>.
W wyniku sprężania powietrza w [[turbosprężarka|turbosprężarce]] ([[przemiana adiabatyczna|adiabatyczne]]) następuje wzrost jego [[temperatura|temperatury]]. Ponadto napędzana gorącymi [[spaliny|spalinami]] [[turbina]] mocno się nagrzewa, [[ciepło]] przez elementy konstrukcyjne przepływa do [[sprężarka|sprężarki]], co powoduje dodatkowy przyrost temperatury powietrza. W wyższej temperaturze powietrze ma mniejszą [[gęstość]], co zmniejsza efekt [[Układ doładowania silnika spalinowego|doładowania]]<ref>M.Bernhardt, S.Dobrzyński, E.Loth Silniki samochodowe. Wydawnictwo WKiŁ Warszawa, 1988 r.</ref>.


Obniżając temperaturę sprężonego powietrza w intercoolerze zwiększa się jego gęstość, a co za tym idzie - rośnie masa ładunku<ref>Ładunkiem nazywamy masę powietrza i paliwa dostarczaną podczas cyklu pracy silnika. Tamże str.171.</ref> dostarczana do silnika. Możliwe jest więc [[spalanie]] większej ilości [[paliwo|paliwa]] i wzrost mocy silnika (zwiększenie [[wysilenie silnika|wysilenia]]). Jednocześnie sprężanie chłodniejszego powietrza obniża [[praca|pracę]] sprężania, co zwiększa sprawność silnika. Intercooler może być jednocześnie wykorzystany do chłodzenia [[System recyrkulacji spalin|układu recyrkulacji spalin]] [http://www.admoto.pl/pub/art.asp?g=AMT&n=0435&f=kg_126.xml].
Obniżając temperaturę sprężonego powietrza w chłodnicy powietrza doładowującego zwiększa się jego gęstość, a co za tym idzie - rośnie masa ładunku<ref>Ładunkiem nazywamy masę powietrza i paliwa dostarczaną podczas cyklu pracy silnika. Tamże str.171.</ref> dostarczana do silnika. Możliwe jest więc [[spalanie]] większej ilości [[paliwo|paliwa]] i wzrost mocy silnika (zwiększenie [[wysilenie silnika|wysilenia]]). Jednocześnie sprężanie chłodniejszego powietrza obniża [[praca|pracę]] sprężania, co zwiększa sprawność silnika. Intercooler może być jednocześnie wykorzystany do chłodzenia [[System recyrkulacji spalin|układu recyrkulacji spalin]] [http://www.admoto.pl/pub/art.asp?g=AMT&n=0435&f=kg_126.xml].


== Budowa ==
== Budowa ==
Intercooler może być prostym [[wymiennik ciepła|wymiennikiem ciepła]] z naturalnym owiewaniem (pęd powietrza jadącego [[Samochód|auta]]), może też mieć [[chłodzenie]] wymuszone ([[wentylator]]), a nawet wodne - jak np. w modelu [[Toyota Celica]][[Lotus Omega]]. W niektórych samochodach, takich jak np. [[Subaru Impreza]] WRX STi czy [[Mitsubishi Lancer]] Evolution (I), stosuje się natrysk wody na intercooler, co ma za zadanie jeszcze silniejsze schłodzenie. Pociąga to jednak za sobą konieczność zaopatrywania samochodów w dodatkowe zbiorniki z wodą do intercoolera. Istnieją rozwiązania, w których do chłodzenia intercoolera stosowana jest woda z kostkami lodu w celu dalszego zwiększenia intensywności chłodzenia.
Intercooler może być prostym [[wymiennik ciepła|wymiennikiem ciepła]] z naturalnym owiewaniem (pęd powietrza jadącego [[Samochód|auta]]), może też mieć [[chłodzenie]] wymuszone ([[wentylator]]), a nawet wodne - jak np. w modelu [[Toyota Celica]], [[Lotus Omega]]. W niektórych samochodach, takich jak np. [[Subaru Impreza]] WRX STi czy [[Mitsubishi Lancer]] Evolution (I), stosuje się natrysk [[woda|wody]] na intercooler, co ma za zadanie jeszcze wydajniejsze chłodzenie. Pociąga to jednak za sobą konieczność zaopatrywania samochodów w dodatkowe zbiorniki z wodą do intercoolera. Istnieją rozwiązania, w których do chłodzenia intercoolera stosowana jest woda z kostkami lodu w celu dalszego zwiększenia intensywności chłodzenia.


== Inne zastosowania ==
== Inne zastosowania ==
Linia 19: Linia 19:


== Wady ==
== Wady ==
Oprócz korzyści wynikających z zastosowania intercoolera układ ma także wady. Przy małych obrotach turbosprężarki [[ciśnienie sprężania]] a tym samym i wzrost temperatury powietrza jest niewielki, dlatego znaczenie chłodnicy jest mniejsze, niż przy pełnej mocy silnika. Aby wyeliminować tą wadę stosuję się turbosprężarki o regulowanych kierownicach spalin, które pozwalają na pracę turbosprężarki w dość wąskim, najbardziej optymalnym zakresie obrotów. Układ sprawia też problemy techniczne polegające na rozbudowie układu silnika (siłowni) i zwiększeniu liczby elementów. Ma to negatywny wpływ na koszty nowego silnika (siłowni) jak i koszty napraw, remontów, konserwacji, zwiększa zawodność, powoduje konieczność demontażu w celu umożliwienia dostępu do [[głowica silnika|głowicy silnika]] i innych elementów konstrukcyjnych. Stąd pierwsze tego typu rozwiązania dotyczyły silników dużych, np. [[kolejowy silnik spalinowy|kolejowych]].
Oprócz korzyści wynikających z zastosowania chłodnicy powietrza doładowującego układ ma także wady. Przy małych obrotach turbosprężarki [[ciśnienie sprężania]] a tym samym i wzrost temperatury powietrza jest niewielki, dlatego znaczenie chłodnicy jest mniejsze, niż przy pełnej mocy silnika. Aby wyeliminować tą wadę stosuję się turbosprężarki o regulowanych kierownicach spalin, które pozwalają na pracę turbosprężarki w dość wąskim, najbardziej optymalnym zakresie obrotów. Układ sprawia też problemy techniczne polegające na rozbudowie układu silnika (siłowni) i zwiększeniu liczby elementów. Ma to negatywny wpływ na koszty nowego silnika (siłowni) jak i koszty napraw, remontów, konserwacji, zwiększa zawodność, powoduje konieczność demontażu w celu umożliwienia dostępu do [[głowica silnika|głowicy silnika]] i innych elementów konstrukcyjnych. Stąd pierwsze tego typu rozwiązania dotyczyły silników dużych, np. [[kolejowy silnik spalinowy|kolejowych]].


Zalety intercoolera i korzyści wynikające z chłodzenia międzystopniowego ładunku silnika są tak znaczące w stosunku do jego wad, że zdecydowana wiekszosżć współczesnych silników z zapłonem samoczynnym posiada chłodnicę powietrza doładowującego.
Zalety chłodnicy powietrza doładowującego i korzyści wynikające z chłodzenia międzystopniowego ładunku silnika są tak znaczące w stosunku do jego wad, że zdecydowana wiekszosżć współczesnych silników z zapłonem samoczynnym posiada chłodnicę powietrza doładowującego.


== Przypisy ==
== Przypisy ==

Wersja z 17:45, 18 sie 2008

Intercooler (zaznaczony czerwoną elipsą) w BMW MINI Cooper S

Intercooler (ang. "chłodnica pośrednia") chłodnica powietrza doładowującego to chłodnica chłodząca powietrze sprężone w sprężarce przed dostarczeniem go do silnika, stosowana w silnikach spalinowych z doładowaniem. Służy do zwiększenia sprawności i mocy silnika.

Terminologia

Określenie intercooler używane jest też do chłodnic powietrza stosowanych w silnikach przepływowych, np. lotniczych lub sprężarkach turbin gazowych - wówczas intercooler oznacza chłodnicę umieszczoną między („inter") stopniami sprężarki. Natomiast chłodnice powietrza umieszczone za sprężarką nazywane są aftercooler.

W samochodach chłodnica powietrza jest najczęściej zlokalizowana za sprężarką, ale przed silnikiem tłokowym. Ponieważ wewnątrz silnika dokonuje się również sprężanie, to chłodnica powietrza jest de facto intercoolerem.

Idea

W wyniku sprężania powietrza w turbosprężarce (adiabatyczne) następuje wzrost jego temperatury. Ponadto napędzana gorącymi spalinami turbina mocno się nagrzewa, ciepło przez elementy konstrukcyjne przepływa do sprężarki, co powoduje dodatkowy przyrost temperatury powietrza. W wyższej temperaturze powietrze ma mniejszą gęstość, co zmniejsza efekt doładowania[1].

Obniżając temperaturę sprężonego powietrza w chłodnicy powietrza doładowującego zwiększa się jego gęstość, a co za tym idzie - rośnie masa ładunku[2] dostarczana do silnika. Możliwe jest więc spalanie większej ilości paliwa i wzrost mocy silnika (zwiększenie wysilenia). Jednocześnie sprężanie chłodniejszego powietrza obniża pracę sprężania, co zwiększa sprawność silnika. Intercooler może być jednocześnie wykorzystany do chłodzenia układu recyrkulacji spalin [1].

Budowa

Intercooler może być prostym wymiennikiem ciepła z naturalnym owiewaniem (pęd powietrza jadącego auta), może też mieć chłodzenie wymuszone (wentylator), a nawet wodne - jak np. w modelu Toyota Celica, Lotus Omega. W niektórych samochodach, takich jak np. Subaru Impreza WRX STi czy Mitsubishi Lancer Evolution (I), stosuje się natrysk wody na intercooler, co ma za zadanie jeszcze wydajniejsze chłodzenie. Pociąga to jednak za sobą konieczność zaopatrywania samochodów w dodatkowe zbiorniki z wodą do intercoolera. Istnieją rozwiązania, w których do chłodzenia intercoolera stosowana jest woda z kostkami lodu w celu dalszego zwiększenia intensywności chłodzenia.

Inne zastosowania

Chłodzenie częściowo sprężonego powietrza (ang. intercooling) stosowane jest także w instalacjach turbin gazowych. Tu również chodzi o obniżenie temperatury częściowo sprężonego powietrza (w czasie wstępnego sprężania następuje wzrost temperatury), dzięki czemu następuje wzrost mocy i sprawności układu.

Wady

Oprócz korzyści wynikających z zastosowania chłodnicy powietrza doładowującego układ ma także wady. Przy małych obrotach turbosprężarki ciśnienie sprężania a tym samym i wzrost temperatury powietrza jest niewielki, dlatego znaczenie chłodnicy jest mniejsze, niż przy pełnej mocy silnika. Aby wyeliminować tą wadę stosuję się turbosprężarki o regulowanych kierownicach spalin, które pozwalają na pracę turbosprężarki w dość wąskim, najbardziej optymalnym zakresie obrotów. Układ sprawia też problemy techniczne polegające na rozbudowie układu silnika (siłowni) i zwiększeniu liczby elementów. Ma to negatywny wpływ na koszty nowego silnika (siłowni) jak i koszty napraw, remontów, konserwacji, zwiększa zawodność, powoduje konieczność demontażu w celu umożliwienia dostępu do głowicy silnika i innych elementów konstrukcyjnych. Stąd pierwsze tego typu rozwiązania dotyczyły silników dużych, np. kolejowych.

Zalety chłodnicy powietrza doładowującego i korzyści wynikające z chłodzenia międzystopniowego ładunku silnika są tak znaczące w stosunku do jego wad, że zdecydowana wiekszosżć współczesnych silników z zapłonem samoczynnym posiada chłodnicę powietrza doładowującego.

Przypisy

  1. M.Bernhardt, S.Dobrzyński, E.Loth Silniki samochodowe. Wydawnictwo WKiŁ Warszawa, 1988 r.
  2. Ładunkiem nazywamy masę powietrza i paliwa dostarczaną podczas cyklu pracy silnika. Tamże str.171.