ตัวเลือกอินเตอร์คูลเลอร์

สำหรับแฟนรถหลายๆ คน อินเตอร์คูลเลอร์ที่กันชนหน้าเป็นชิ้นส่วนดัดแปลงที่เป็นที่ต้องการและเป็นสัญลักษณ์แห่งสมรรถนะที่ขาดไม่ได้ เช่นเดียวกับเสียงของวาล์วระบายแรงดัน อย่างไรก็ตาม ความรู้เบื้องหลังอินเตอร์คูลเลอร์ต่างๆ ที่ภายนอกดูเหมือนกันคืออะไร? หากต้องการอัพเกรดหรือติดตั้งต้องคำนึงถึงอะไรบ้าง? คำถามข้างต้นจะได้รับคำตอบทีละข้อในหน่วยนี้

วัตถุประสงค์ในการติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์คือเพื่อลดอุณหภูมิอากาศเข้าเป็นหลัก ผู้อ่านอาจถามว่า: ทำไมเราต้องลดอุณหภูมิอากาศเข้า? สิ่งนี้นำเราไปสู่หลักการของเทอร์โบชาร์จเจอร์ หลักการทำงานของเทอร์โบชาร์จเจอร์คือเพียงใช้ก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์ไปกระแทกใบพัดไอเสียแล้วขับใบพัดไอดีไปอีกด้านหนึ่งเพื่อบังคับอัดอากาศและส่งไปยังห้องเผาไหม้ เนื่องจากอุณหภูมิของก๊าซไอเสียมักจะสูงถึง 8 หรือ 9 Baidu ซึ่งทำให้ตัวกังหันมีอุณหภูมิสูงมากซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของอากาศที่ไหลผ่านปลายกังหันไอดีเพิ่มขึ้น และอากาศอัดก็จะเพิ่มเช่นกัน ทำให้เกิดความร้อน (เนื่องจากระยะห่างระหว่างโมเลกุลของอากาศอัดมีขนาดเล็กลง จะทำให้หากก๊าซอุณหภูมิสูงนี้เข้าสู่กระบอกสูบโดยไม่ได้ระบายความร้อนจะทำให้อุณหภูมิการเผาไหม้ของเครื่องยนต์สูงเกินไปได้ง่ายซึ่งจะทำให้น้ำมันเบนซินเสียก่อน - เผาไหม้และทำให้เกิดการกระแทก ทำให้อุณหภูมิของเครื่องยนต์สูงขึ้นอีก นอกจากนี้ ปริมาตรของอากาศอัดยังช่วยลดปริมาณออกซิเจนลงอย่างมากเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อน ซึ่งจะลดประสิทธิภาพการอัดบรรจุอากาศมากเกินไป และโดยธรรมชาติแล้วไม่สามารถผลิตกำลังไฟฟ้าที่ต้องการได้ อุณหภูมิสูงยังเป็นภัยซ่อนเร้นของเครื่องยนต์อีกด้วย หากคุณไม่พยายามลดอุณหภูมิการทำงานลงเมื่อต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่ร้อนจัดหรือขับขี่เป็นเวลานานก็อาจเพิ่มโอกาสที่เครื่องยนต์จะขัดข้องได้ง่ายจึงจำเป็น เพื่อติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์ เพื่อลดอุณหภูมิอากาศเข้า หลังจากทราบการทำงานของอินเตอร์คูลเลอร์แล้ว เรามาพูดถึงโครงสร้างและหลักการกระจายความร้อนกันดีกว่า

อินเตอร์คูลเลอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน ส่วนแรกเรียกว่า Tube หน้าที่คือจัดให้มีช่องทางเพื่อรองรับอากาศอัดที่ไหลผ่าน ดังนั้นท่อจึงต้องเป็นพื้นที่ปิดเพื่อไม่ให้แรงดันอากาศรั่วไหล รูปร่างของท่อยังแบ่งออกเป็นสี่เหลี่ยมและวงรี ความแตกต่างอยู่ที่การแลกเปลี่ยนระหว่างความต้านทานลมและประสิทธิภาพการทำความเย็น ส่วนที่สองเรียกว่าครีบ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าครีบ โดยปกติจะอยู่ระหว่างชั้นบนและชั้นล่างของ Tube และยึดติดแน่นกับ Tube หน้าที่คือกระจายความร้อนเพราะเมื่ออากาศร้อนอัดไหลผ่าน Tube ก็จะกระจายความร้อนออกไป มันถูกส่งไปยังครีบผ่านผนังด้านนอกของท่อ ในเวลานี้ หากอากาศที่มีอุณหภูมิภายนอกต่ำกว่าไหลผ่านครีบ ความร้อนจะถูกนำออกไปเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการทำความเย็นอุณหภูมิอากาศเข้า หลังจากที่ทั้งสองส่วนข้างต้นซ้อนทับกันอย่างต่อเนื่อง โครงสร้างที่มีมากถึง 10 ถึง 20 ชั้นเรียกว่า Core และส่วนนี้เรียกว่าตัวหลักของอินเตอร์คูลเลอร์ นอกจากนี้ เพื่อให้ก๊าซอัดจากกังหันมีพื้นที่สำหรับบัฟเฟอร์และสะสมแรงดันก่อนเข้าสู่แกนกลาง และเพื่อเพิ่มอัตราการไหลของอากาศหลังจากออกจากแกน โดยทั่วไปส่วนที่เรียกว่าแทงค์มักจะติดตั้งทั้งสองด้านของแกน . มีรูปร่างคล้ายกรวย โดยจะมีทางเข้าและทางออกเป็นวงกลมเพื่อความสะดวกในการเชื่อมต่อท่อซิลิโคน และอินเตอร์คูลเลอร์ประกอบด้วยสี่ส่วนข้างต้น ส่วนหลักการกระจายความร้อนของอินเตอร์คูลเลอร์ก็อย่างที่บอกไปแล้วครับ ใช้ท่อแนวนอนจำนวนมากเพื่อแบ่งอากาศอัด จากนั้นอากาศเย็นโดยตรงจากด้านนอกที่ด้านหน้าของรถจะผ่านครีบกระจายความร้อนที่เชื่อมต่อกับท่อเพื่อทำให้อากาศอัดเย็นลง จุดประสงค์คือเพื่อให้อุณหภูมิอากาศเข้าใกล้เคียงกับอุณหภูมิภายนอกมากขึ้น ดังนั้นหากคุณต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของอินเตอร์คูลเลอร์ คุณเพียงแค่ต้องเพิ่มพื้นที่และความหนาเพื่อเพิ่มจำนวน ความยาว และครีบระบายความร้อนของท่อ ฯลฯ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ แต่มันง่ายขนาดนั้นเลยเหรอ? ในความเป็นจริง นี่ไม่ใช่กรณี เพราะยิ่งอินเตอร์คูลเลอร์ยาวขึ้นเรื่อยๆ ก็ยิ่งทำให้เกิดปัญหาการสูญเสียแรงดันไอดีได้ง่ายขึ้น และนี่ก็เป็นหนึ่งในประเด็นหลักที่กล่าวถึงในหน่วยนี้ด้วย เหตุใดการสูญเสียแรงดันจึงเกิดขึ้น?

สำหรับอินเตอร์คูลเลอร์ที่เน้นประสิทธิภาพ นอกจากจะมีความสามารถในการกระจายความร้อนได้ดีแล้ว ยังต้องคำนึงถึงการลดการสูญเสียแรงดันด้วย อย่างไรก็ตาม การระงับการสูญเสียแรงดันและการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความเย็นนั้นตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิงในแง่ของทักษะ ตัวอย่างเช่น อินเตอร์คูลเลอร์ที่มีปริมาตรและขนาดเท่ากันจะต้อง ถ้าอินเตอร์คูลเลอร์ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงการกระจายความร้อนทั้งหมด ท่อด้านในจะต้องถูกทำให้บางลง และจำนวนครีบจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานอากาศ แต่หากออกแบบให้รักษาระดับแรงดันท่อและท่อก็ต้องหนาขึ้น การลดครีบจะส่งผลให้ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนลดลง ดังนั้นการปรับเปลี่ยนอินเตอร์คูลเลอร์จึงไม่ง่ายอย่างที่คิด ดังนั้นเพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการทำความเย็นและวิธีการบำรุงรักษาแรงดัน คนส่วนใหญ่จึงเริ่มต้นด้วยท่อและครีบ

ต่อไปเป็นส่วนครีบ ครีบของอินเตอร์คูลเลอร์ทั่วไปมักจะมีรูปร่างตรงโดยไม่มีช่องเปิดใดๆ ครีบจะยาวเท่ากับความกว้างของอินเตอร์คูลเลอร์ อย่างไรก็ตามเนื่องจากครีบอยู่ตรงกลางทั้งหมด ในอินเตอร์คูลเลอร์จึงมีบทบาทสำคัญในฟังก์ชั่นการกระจายความร้อน ดังนั้นตราบใดที่พื้นที่ที่สัมผัสกับอากาศเย็นเพิ่มขึ้น พลังการแลกเปลี่ยนความร้อนก็จะดีขึ้น ดังนั้นครีบอินเตอร์คูลเลอร์หลายตัวจึงได้รับการออกแบบมาในรูปแบบต่างๆ ทั้งแบบหยัก หรือครีบที่เรียกกันทั่วไปว่าแบบบานเกล็ดจึงได้รับความนิยมมากที่สุด อย่างไรก็ตาม ในแง่ของประสิทธิภาพการกระจายความร้อน ครีบกระจายความร้อนที่ทับซ้อนกันจะดีที่สุด แต่ปริมาณความต้านทานลมที่เกิดขึ้นก็ชัดเจนที่สุดเช่นกัน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติในรถแข่ง D1 ของญี่ปุ่น เนื่องจากรถแข่งเหล่านี้ไม่เร็ว แต่ พวกเขาต้องการระบบระบายความร้อนที่ดีเพื่อปกป้องเครื่องยนต์ที่ทำงานด้วยความเร็วสูง ทำการดัดแปลงอินเตอร์คูลเลอร์ [2]

ขึ้นอยู่กับความจุของกังหัน

หลังจากพูดถึงทฤษฎีต่างๆ ของการดัดแปลงอินเตอร์คูลเลอร์แล้ว มีอะไรบ้างที่ต้องคำนึงถึงในระหว่างการดัดแปลงจริง โดยทั่วไปแล้ว อินเตอร์คูลเลอร์สำหรับการดัดแปลงส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นประเภททดแทนดั้งเดิมและชุดอุปกรณ์ความจุสูงซึ่งต้องมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในการกำหนดค่าไปป์ไลน์ ข้อมูลจำเพาะของประเภทการแลกเปลี่ยนโดยตรงจะคล้ายกับข้อกำหนดของโรงงานเดิม ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือการออกแบบท่อภายในและครีบแตกต่างกันและมีความหนากว้างขึ้นเล็กน้อย ชุดนี้เหมาะสำหรับรถที่ยังไม่ได้ดัดแปลงจากโรงงานเดิมหรือที่มีการดัดแปลงไม่มากนัก จึงสามารถทดแทนศักยภาพของเครื่องยนต์เดิมที่ถูกปลดปล่อยออกมาได้ สำหรับอินเตอร์คูลเลอร์ความจุสูง นอกจากจะเพิ่มพื้นที่รับลมเพื่อเพิ่มการกระจายความร้อนแล้ว ยังเพิ่มความหนาเพื่อให้อุณหภูมิคงที่อีกด้วย โดยยกตัวอย่างอินเตอร์คูลเลอร์ที่ Haoyang ผลิตไว้เป็นตัวอย่าง แบบทั่วไปจะมีความสูงประมาณ 5.5 ถึง 7.5 เซนติเมตร (เหมาะสำหรับ (สำหรับรถยนต์ขนาด 1.6 ถึง 2.0 ลิตร) แบบเสริมแรงจะมีความสูงประมาณ 8 ถึง 105 เซนติเมตร (สำหรับรถยนต์ขนาด 2.5 ลิตรขึ้นไป) และจะใช้ถังเก็บอากาศรูปทรงกรวยขนาดใหญ่เพื่อลดความต้านทานต่อการไหลของอากาศ แน่นอนว่าการใช้อินเตอร์คูลเลอร์ที่ได้รับการปรับปรุงจะเหมาะสมกว่าเมื่อติดตั้งกังหันขนาดกลางและขนาดใหญ่ เช่น ไม่แนะนำสำหรับเครื่องยนต์ด้านล่าง กังหันเบอร์ 6 เนื่องจากความล่าช้าจะรุนแรงมากขึ้นและไม่เอื้อต่อการตอบสนองบูสต์ความเร็วต่ำ อย่างไรก็ตาม ในรถที่ดัดแปลงจาก NA เป็น Turbo ควรมีอินเตอร์คูลเลอร์ที่ใหญ่กว่าเพราะประสิทธิภาพการระบายความร้อนของเดิม การออกแบบอาจไม่เพียงพอ นอกจากนี้ แม้จะตั้งค่าบูสต่ำ แต่อินเตอร์คูลเลอร์ก็ไม่สามารถละเว้นได้ ท้ายที่สุด อุณหภูมิที่ไม่เพียงแต่จะช่วยเพิ่มความทนทานของเครื่องยนต์เท่านั้น แต่ยังช่วยรักษาเสถียรภาพของกำลังขับอีกด้วย

ในทางกลับกันนอกจากจะใช้อากาศเพื่อกระจายความร้อนแล้ว อินเตอร์คูลเลอร์ยังใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำอีกด้วย ตัวอย่าง Toyota Mingji 3S-GTE ข้อได้เปรียบหลักคือตัวคูลเลอร์ตั้งอยู่ด้านหน้าปีกผีเสื้อ ดังนั้นท่อไอดีจึงสั้นมาก ลักษณะของการตอบสนองที่สูงประกอบกับอุณหภูมิน้ำคงที่ที่สูงมากนั้นยังมีประโยชน์อย่างมากต่อการรักษาเสถียรภาพของอุณหภูมิอากาศเข้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่มีลมปะทะที่ด้านหน้ารถ เช่น รถติด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้องใช้ปั๊มน้ำและหม้อน้ำถังเก็บน้ำแยกต่างหาก และการลดอุณหภูมิไม่ได้ดีเท่ากับการระบายความร้อนด้วยอากาศโดยตรง อินเตอร์คูลเลอร์ที่ระบายความร้อนด้วยอากาศยังคงเป็นกระแสหลัก [2]

จัดลำดับความสำคัญของการทำให้เป็นเส้นตรง

สำหรับตำแหน่งการติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์นั้นโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือแบบติดตั้งด้านหน้าและแบบติดตั้งด้านบน ในแง่ของการระบายความร้อน แน่นอนว่าแบบติดตั้งด้านหน้าซึ่งอยู่ในกันชนหน้านั้นดีกว่าแน่นอน แต่เมื่อเป็นเรื่องของปฏิกิริยาตอบสนอง จะเป็นแบบด้านบน อินเตอร์คูลเลอร์ด้านหน้ามีราคาถูกกว่า ซึ่งเป็นผลโดยตรงของการอัดบรรจุอากาศมากเกินไปเนื่องจากท่อส่งน้ำมันสั้น ตัวอย่างเช่น เพื่อที่จะย่อท่อของอินเตอร์คูลเลอร์ด้านหน้าให้สั้นลง Impreza WRCar จะกลับคันเร่งเพื่อลดการสูญเสียแรงดันที่เกิดจากท่อส่งที่ยาวเกินไป ไม่ใช่เรื่องยากที่จะจินตนาการว่าการจับคู่โดยรวมของท่อไอดีก็เป็นจุดสำคัญที่ต้องใส่ใจเมื่อปรับเปลี่ยนอินเตอร์คูลเลอร์ ดังนั้นในการอัพเกรดหรือติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์นอกจากต้องใส่ใจกับขนาดของอินเตอร์คูลเลอร์แล้วควรลดความยาวของท่อให้สั้นลงให้มากที่สุดและยืดให้ตรงเพื่อลดการโค้งงอ จุดเชื่อม ฯลฯ ซึ่งล้วนเป็นแนวทางในการ เพิ่มอัตราการไหลของอากาศ เพราะหากมีรอยต่อและมุมบัดกรีมากเกินไป ความเรียบของการไหลของอากาศจะไม่ดีอย่างแน่นอนและจะเกิดการสูญเสียแรงดัน

ประการที่สอง เช่นเดียวกับหลักการของอินเตอร์คูลเลอร์ที่กล่าวไว้ข้างต้น หากท่อของอินเตอร์คูลเลอร์บางเกินไปก็จะเพิ่มความต้านทานได้ง่ายและส่งผลต่อปฏิกิริยา และอุณหภูมิในผนังท่อก็จะสูงขึ้น ในทำนองเดียวกัน การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อไอดีให้หนาขึ้นเล็กน้อยก็เป็นวิธีที่ดีเช่นกัน ในกรณีนี้ การจับคู่เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจะขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของทางออกกังหันและปีกผีเสื้อเป็นหลัก เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อทางเข้าและทางออกก่อนและหลังอินเตอร์คูลเลอร์ควรมีความหนาประมาณ 10% หลังทางออกมากกว่าก่อนทางเข้า เหตุผลก็คือเส้นผ่านศูนย์กลางท่อทางออกที่ใหญ่กว่าสามารถปล่อยให้อากาศเย็นของแกนระบายออกไปได้ การผ่านอินเตอร์คูลเลอร์ด้วยความเร็วที่เร็วขึ้นสามารถช่วยเพิ่มอัตราการไหลในทางบวกได้ ส่วนวัสดุของอินเตอร์คูลเลอร์นั้นมักจะทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ ไม่เพียงเพิ่มพื้นผิวและปรับปรุงรูปลักษณ์ แต่ยังเพิ่มผลการกระจายความร้อนเนื่องจากอลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนสูง นอกจากนี้ยังมีข้อดีคือมีน้ำหนักเบา จึงเลือกใช้อะลูมิเนียมอัลลอยด์ด้วย หนึ่งในสาเหตุหลัก ส่วนท่อเชื่อมต่อยางระหว่างท่อโลหะ แนะนำให้ใช้ผลิตภัณฑ์ยางซิลิโคนหุ้ม 3 หรือ 5 ชั้นให้มากที่สุด ท่อซิลิโคนชนิดนี้มีความเหนียวดีเยี่ยม ทนอุณหภูมิสูง และแรงดันสูงได้ ไม่แข็งตัว จึงสามารถใช้งานได้ขนาดเล็กเท่าท่อสุญญากาศ ท่อน้ำขนาดกลาง และท่อดูดอากาศขนาดใหญ่ ทดแทนเดิมได้ดีมาก . เหมาะมากสำหรับใช้ในเครื่องยนต์เทอร์ไบน์ความร้อนสูง เมื่อใช้ร่วมกับการยึดแหวนมัดสแตนเลสแบบหนีบชนิดกว้าง ก็สามารถป้องกันไม่ให้ท่อแตกหรือรั่วซึมของอากาศได้ ปัญหาก็เกิดขึ้นและแตกต่างจากสีดำแบบเดิมซึ่งช่วยปรับปรุงบรรยากาศการต่อสู้ของรถได้อย่างมากเพื่อให้เจ้าของรถสามารถขับรถได้อย่างมั่นใจ [2]

การเลือกการตั้งค่า

ฉันเชื่อว่าเมื่ออัพเกรดกังหัน เจ้าของ Impreza หลายคนสงสัยว่าจะใช้การออกแบบอินเตอร์คูลเลอร์แบบขยายขนาดที่ติดตั้งบนเดิมจากโรงงานหรือเปลี่ยนไปใช้อินเตอร์คูลเลอร์ด้านหน้าโดยตรงจะดีกว่าหรือไม่ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จำเป็นต้องพิจารณาจากจำนวนกังหันที่อัปเกรด เนื่องจากส่วนหัวไอเสียของเครื่องยนต์ตรงข้ามในแนวนอนยาวกว่าเครื่องยนต์ทางตรง จึงทำให้การตอบสนองการเพิ่มความเร็วต่ำช้าลงด้วย ดังนั้นผู้ผลิตเดิมจะออกแบบอินเตอร์คูลเลอร์แบบติดตั้งด้านบนเพื่อลดปัญหาเทอร์โบแล็ก หากอัพเกรด เมื่อเลขเทอร์ไบน์ไม่เกินเบอร์ 6 และปริมาตรกระบอกสูบน้อยกว่า 2.2 ลิตร ผู้เขียนไม่แนะนำให้เปลี่ยนมาใช้อินเตอร์คูลเลอร์ด้านหน้าเพราะท่อขยายและอินเตอร์คูลเลอร์ที่ขยายใหญ่ขึ้นจะทำให้ปัญหาแล็กรุนแรงมากขึ้น . อย่างไรก็ตาม เมื่อคุณตรงตามเงื่อนไขข้างต้น คุณสามารถพิจารณาเปลี่ยนไปใช้อินเตอร์คูลเลอร์ด้านหน้าได้ ในอีกด้านหนึ่ง ประสิทธิภาพการระบายความร้อนของอินเตอร์คูลเลอร์ที่ติดตั้งด้านบนไม่เพียงพออีกต่อไป และในทางกลับกัน ปริมาณการจ่ายอากาศของกังหันขนาดใหญ่และอัตราการไหลมีขนาดใหญ่ เร็วขึ้นและลดผลกระทบต่อไปป์ไลน์ที่ขยายออกไปให้เหลือน้อยที่สุด ดังนั้นจึงเหมาะกว่าที่จะใช้อินเตอร์คูลเลอร์ด้านหน้า