Intercooler
.jpg)
En intercooler är en värmeväxlare som används för att kyla en gas efter kompression. Ofta finns det i turboladdade motorer, intercoolers används också i luftkompressorer , luftkonditioneringsapparater , kyl- och gasturbiner .
Förbränningsmotorer
Oftast används med turboladdade motorer, en laddluftkylare används för att motverka kompressionsvärmen och värmeblötläggning i den trycksatta insugningsluften. Genom att sänka temperaturen på insugningsluften blir luften tätare (vilket gör att mer bränsle kan sprutas in, vilket resulterar i ökad effekt) och mindre benägna att drabbas av förtändning eller knackning . Ytterligare kylning kan tillhandahållas genom att externt spraya en fin dimma på intercoolerns yta, eller till och med in i själva insugningsluften , för att ytterligare sänka insugningsladdningens temperatur genom evaporativ kylning .
Intercoolers kan variera dramatiskt i storlek, form och design, beroende på systemets prestanda och utrymmeskrav. Många personbilar använder antingen frontmonterade laddluftkylare placerade i främre stötfångaren eller grillöppningen, eller toppmonterade laddluftkylare ovanför motorn. Ett mellankylningssystem kan använda en luft-till-luft-design, en luft-till-vätska-design eller en kombination av båda.
Flera steg av kompression
I bilmotorer där flera steg av forcerad induktion används (t.ex. en sekventiell dubbelturbo eller dubbelladdad motor), sker mellankylningen vanligtvis efter den sista turboladdaren/kompressorn. Det är dock också möjligt att använda separata laddluftkylare för varje steg i turboladdningen/superladdningen, såsom i JCB Dieselmax -racerbilen för landhastighetsrekord. Vissa flygplansmotorer använder också en intercooler för varje steg av den forcerade induktionen. I motorer med tvåstegs turboladdare kan termen intercooler specifikt hänvisa till kylaren mellan de två turboladdarna och termen efterkylare används för kylaren som . ligger mellan andrastegsturbon och motorn Men termerna laddluftkylare och laddluftkylare används också ofta oavsett placering i insugningssystemet.
Metod för värmeöverföring
Luft-till-luft intercoolers är värmeväxlare som överför värme från insugningsluften direkt till atmosfären. Alternativt överför luft-till-vätska mellankylare värmen från insugningsluften till mellanvätska (vanligtvis vatten), som i sin tur överför värmen till atmosfären. Värmeväxlaren som överför värmen från vätskan till atmosfären fungerar på liknande sätt som huvudkylaren i en vattenkyld motors kylsystem, eller i vissa fall används även motorns kylsystem för mellankylningssystemet. Luft-till-vätska mellankylare är vanligtvis tyngre än sina luft-till-luft motsvarigheter, på grund av ytterligare komponenter som utgör systemet (t.ex. vattencirkulationspump, kylare, vätska och VVS).
De flesta marinmotorer använder luft-till-vätska mellankylare, eftersom vattnet i sjön, floden eller havet lätt kan nås för kylning. Dessutom är de flesta marinmotorer placerade i slutna fack där det skulle vara svårt att få ett bra flöde av kylluft för en luft-till-luft-enhet. Marina intercoolers har formen av en rörformig värmeväxlare med luften som passerar runt en serie rör i kylarhöljet och havsvatten cirkulerar inuti rören. De huvudsakliga materialen som används för denna typ av applikationer är avsedda att motstå korrosion av havsvatten: koppar-nickel för rören och brons för havsvattentäcken.
Alternativ
Ett alternativ till att använda intercoolers - som sällan används nuförtiden - var att spruta in överskottsbränsle i förbränningskammaren, så att förångningsprocessen skulle kyla cylindrarna för att förhindra knackning. Men nackdelarna med denna metod var ökad bränsleförbrukning och avgasutsläpp .
Luftkompressorer
Intercoolers används för att ta bort spillvärmen från det första steget av tvåstegs luftkompressorer. Tvåstegs luftkompressorer tillverkas på grund av deras inneboende effektivitet. Intercoolerns kylverkan är huvudsakligen ansvarig för denna högre effektivitet, vilket för den närmare Carnot-effektiviteten. Att ta bort kompressionsvärmen från utsläppet från det första steget har effekten att luftladdningen förtätas. Detta gör i sin tur att det andra steget kan producera mer arbete från sitt fasta kompressionsförhållande. Att lägga till en intercooler till installationen kräver ytterligare investeringar.