1. 增压空气冷却器的作用
为什么要中冷器?
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。
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。
水冷则是刚好和风冷相反。就是将一个冷却器(形状和原理和风冷的中冷器基本一致)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,从而带走增压空气的热量。
副作用:发动机响应速度变慢 涡轮迟滞变得严重
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(关于泄压阀我们以后再介绍)。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,缩短进气管路,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。这样的话,发动机整体也会更加紧凑。
中冷器在哪?
不同机器的中冷器放置地方是不一样的,中冷器放在哪是一个很复杂的问题,但总体原则就是尽量缩短整个进气管道的容积,提高发动机的响应。
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。大型的中冷器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、MINI COOPER S。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。
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。
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。
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,这些内容我们将会在后面接着介绍。
2. 增压空气冷却器的作用是
答:所谓中冷器应该涡轮增压发动机增压空气中间冷却器,其作用是降低增压空气的温度,以保证进入气缸的密度更大一些,借以提高发动机气缸的充气系数。
如果中冷器脏污,会降低进气温度的冷却效果,所以,中冷器需要定期进行清洁。如有损坏,需要修复或更换。
因此,中冷器是否需要更换要看其是否损坏,如果没有损坏,清洁就行,不用更换。
3. 增压空气冷却器是中冷器吗
中冷器的原理是在涡轮增压器出口与进气管之间,对进入气缸的空气进行冷却。中间冷却器就象散热器,用风冷却或者水冷却,空气的热量通过冷却而逸散到大气中去。据测试,性能良好的中间冷却器不但可以使发动机压缩比能保持一定值而不会产生爆燃,同时降低温度也可提高进气压力,进一步提高发动机的有效功率。 【中冷器】 实际上是涡轮增压的配套件,其作用在于提高发动机的换气效率。中冷器一般由铝合金材料制成。按照冷却介质的不同,常见的中冷器可以分为风冷式和水冷式两种。 【作用】
1、发动机排出的废气的温度非常高,通过增压器的热传导会提高进气的温度。
2、如果未经冷却的增压空气进入燃烧室,会影响发动机的充气效率,造成空气污染。为了解决增压后的空气升温造成的不利影响,因此需要加装中冷器来降低进气温度。
3、减少发动机燃料消耗。
4、提高对海拔高度的适应性。在高海拔地区,采用中冷可使用更高压比的压气机,这使发动机得到更大功率,提高了汽车的适应性。
5、改善增压器匹配和适应性。 【置式选择】 可以考虑改用前置式中冷气,一方面是因为上置式中冷器冷却效率已不敷使用,另一方面则是因为大型涡轮空气供给量较多、流速较快,对于加长管路带来的影响可减到最小,因此才较适合使用前置式中冷器。
4. 增压空气冷却泵作用
介绍
在汽车发动机的缸体里,有多条供冷却水循环的水道,与置于汽车前部的散热器(俗称水箱)通过水管相连接,构成一个大的水循环系统,在发动机的上出水口,装有一个水泵,通过风扇皮带来带动,把发动机缸体水道内的热水泵出,把冷水泵入。在水泵的旁边还有一个节温器,汽车刚发动时(冷车)时,不打开,使冷却水不经过水箱,只在发动机内循环(俗称小循环),待发动机的温度达到95度以上时,就打开,发动机内的热水被泵入水箱,汽车前行时的冷风吹过水箱,带走热量。
发动机冷却水泵-作用
水泵就是供冷却系统里面冷却水流动的动力,供冷却水循环流动的,水箱就是装冷却水的,这里面的水是用作发动机冷却的(发动机冷却系分大循环小循环)。水箱和中冷箱都是装在车头那发动机前面的。一般有中冷箱的车还带一个增压机(简称中冷增压)主要是降低发动机的进气温度,从而增加增大发动机的输出功率。
发动机冷却水泵-工作原理:
通过皮带轮带动水泵轴承及叶轮转动,水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转,在离心力的作用下被甩向水泵壳体的边缘,同时产生一定的压力,然后从出水道或水管流出。叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力降低,水箱中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经水管被吸入叶轮中,实现冷却液的往复循环。
支撑水泵轴的轴承用润滑脂润滑,因此要防止冷却液泄漏到润滑脂造成润滑脂乳化,同时还要防止润滑脂的泄漏。水泵防止泄漏的密封措施有水封和密封垫。水封动密封环与轴通过过盈配合装在叶轮与轴承之间,水封静密封座紧紧的压装在水泵的壳体上,从而达到密封冷却液的目的。
水泵壳体通过密封垫与发动机相连,并支撑着轴承等运动部件。水泵壳体上还有泄水孔,位于水封与轴承之间。一旦有冷却液漏过水封,可从泄水孔泄出,以防止冷却液进入轴承腔而破坏轴承润滑并导致部件锈蚀。如果发动机停止后仍有冷却液漏出,则表明水封已经损坏。
5. 增压空气冷却器的作用是什么
是根据负荷来控制,将冷却液从附加散热器中吸出,泵入进气歧管内的冷却器和涡轮增压器。
冷却液循环泵通过螺栓固定在缸体上,安装在进气歧管下面,它是增压空气冷却系统的一部分。
6. 增压系统中为什么采用空气冷却器
中冷器是增压系统的一部分。当空气被高比例压缩后会产很高的热量,导致空气膨胀密度降低,而同时也会使发动机温度过高造成损坏。为了得到更高的容积效率,需要在注入气缸之前对高温空气进行冷却。这就需要加装一个散热器,原理类似于水箱散热器,将高温高压空气分散到许多细小的管道里,而管道外有常温空气高速流过,从而达到降温目的(可以将气体温度从150℃降到50℃左右)。由于这个散热器位于发动机和涡轮增压器之间,所以又称作中间冷却器,简称中冷器。