Zakaj potrebujemo intercooler? Kakšne so posledice visoke vstopne temperature?
Glavna naloga hladilnika polnilnega zraka je "ohlajanje in znižanje temperature" visoko{0}}temperaturnega zraka po turbinskem polnjenju, ker je previsoka vstopna temperatura "ubijalec številka ena" zmogljivosti, učinkovitosti in življenjske dobe motorja.
Če vsesani zrak ni ohlajen in zrak-visoke temperature lahko neposredno vstopi v jeklenko, bo to povzročilo naslednje tri resne posledice:
Detonacija ("smrtna notranja poškodba" motorja)
To je najbolj nevarna in neposredna posledica.
Načelo: Visokotemperaturni zrak, ki vstopa v jeklenko, povzroči močno povišanje temperature mešanice (zrak+gorivo) v jeklenki. Preden se svečka vžge, se lahko mešanica zaradi visoke temperature in tlaka spontano vname (samovžig), kar povzroči neenakomerno zgorevanje.
Posledica: To bo povzročilo močno detonacijo, povzročilo bo trkanje in povzročilo ogromen udarni pritisk na komponente, kot so bati in ojnice. V hujših primerih lahko bat prebije ali zažge vžigalno svečko v nekaj sekundah, kar neposredno povzroči odpad motorja.
Močno zmanjšanje moči (vsebnost kisika se razredči)
Prvotni namen turbo polnjenja je "povečanje zraka", če pa se zrak segreje, bo učinek močno zmanjšan.
Načelo: Moč motorja je odvisna od tega, koliko goriva zgori, popolno zgorevanje goriva pa je odvisno od vsebnosti kisika v zraku. Gibanje molekul vročega zraka je intenzivno, kar ima za posledico zmanjšanje gostote (kot balon, ki se širi in krči), število molekul kisika na prostorninsko enoto pa je veliko manjše kot pri hladnem zraku.
Posledica: Zrak postane vroč in redek, kar pomeni, da ni dovolj kisika. Računalnik motorja (ECU) bo prisilno zadržal kot predhodnika vžiga in zmanjšal količino vbrizganega goriva, da prepreči detonacijo. Posledica tega je, da čeprav turbina poveča pritisk, se dejanska moč dejansko zmanjša, celo slabša od atmosferskih motorjev z enako prostornino.
Prevelike emisije in skrajšana življenjska doba turbine
Poslabšanje emisij: Visokotemperaturni zrak povzroči nezadostno zgorevanje, kar povzroči več dušikovih oksidov (NOx, škodljiv plin) in črnega dima, zaradi česar je težko izpolnjevati okoljske standarde testiranja.
Povečana obremenitev turbopolnilnika: Sama vstopna temperatura je stranski produkt stisnjenega zraka, ki ga proizvaja turbopolnilnik. Če se toplota kopiči na koncu turbine (izpušna stran), bo pospešila obrabo ležajev turbine in skrajšala življenjsko dobo motornega olja (mazalnega olja). Visoke temperature lahko celo povzročijo koksiranje motornega olja (zgostitev, strditev).
Kako je rešen intercooler?
Hladilnik polnilnega zraka je nameščen med turbopolnilnikom in sesalnim kolektorjem motorja. Njegova funkcija je, da deluje kot "odvod toplote":
Ko zrak iz turbine (z visoko temperaturo približno 150 stopinj ~200 stopinj) teče skozi cevi znotraj hladilnika polnilnega zraka, -hitri zračni tok ali zunanji ventilator odvzame toploto in ohladi na približno 50 stopinj ~60 stopinj.
Po ohlajanju se znatno poveča gostota zraka, poveča se vsebnost kisika, zgorevanje je popolnejše, s čimer se ne le povrne moč, ampak tudi odpravi nevarnost detonacije.
