วิธีการเลือกอินเตอร์คูลเลอร์?

วิธีการคัดเลือก

สำหรับแฟนรถหลายๆ คน อินเตอร์คูลเลอร์ที่กันชนหน้าถือเป็นส่วนหนึ่งในการดัดแปลงในฝัน และยังเป็นสัญลักษณ์ด้านสมรรถนะที่ขาดไม่ได้ เช่นเดียวกับเสียงของวาล์วระบายแรงดัน อย่างไรก็ตาม อินเตอร์คูลเลอร์ต่างๆ ที่มีลักษณะภายนอกเหมือนกันนั้นมีความรู้อะไรบ้าง? สิ่งสำคัญที่ควรคำนึงถึงหากคุณต้องการอัพเกรดหรือติดตั้ง? คำถามข้างต้นจะได้รับคำตอบทีละข้อในหน่วยการเรียนรู้นี้

วัตถุประสงค์ของการติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์คือเพื่อลดอุณหภูมิไอดีเป็นหลัก บางทีผู้อ่านอาจถามว่า: ทำไมเราต้องลดอุณหภูมิไอดี? สิ่งนี้ต้องกล่าวถึงหลักการของเทอร์โบชาร์จเจอร์ หลักการทำงานของเทอร์โบชาร์จเจอร์คือเพียงใช้ก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์ไปกระแทกใบพัดไอเสีย แล้วขับใบพัดไอดีไปอีกด้านหนึ่งเพื่อบังคับให้อากาศอัดถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้ เนื่องจากอุณหภูมิของก๊าซไอเสียมักจะสูงถึง 800 หรือ 900 องศา ตัวกังหันก็อยู่ในสถานะอุณหภูมิที่สูงมากเช่นกัน ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของอากาศที่ไหลผ่านปลายกังหันไอดีเพิ่มขึ้น และอากาศอัดก็จะสร้างความร้อนด้วย (เนื่องจากระยะห่างระหว่างโมเลกุลของอากาศอัดจะเล็กลง พวกมันจะบีบและเสียดสีกันเพื่อสร้างพลังงานความร้อน) หากก๊าซอุณหภูมิสูงเข้าไปในกระบอกสูบโดยไม่ระบายความร้อน จะทำให้อุณหภูมิการเผาไหม้ของเครื่องยนต์สูงเกินไปได้ง่าย และจากนั้นการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินจะทำให้เกิดการระเบิด ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นอีก ในเวลาเดียวกัน ปริมาตรของอากาศอัดจะลดปริมาณออกซิเจนลงอย่างมากเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อน ซึ่งจะลดประสิทธิภาพการเร่ง และโดยธรรมชาติแล้วจะล้มเหลวในการผลิตพลังงานเอาต์พุตที่ควรจะมี นอกจากนี้อุณหภูมิสูงยังเป็นตัวทำลายเครื่องยนต์ที่มองไม่เห็นอีกด้วย ถ้าคุณไม่พยายามลดอุณหภูมิการทำงานลง เมื่อเจอสภาพแวดล้อมที่อากาศร้อนหรือขับรถเป็นเวลานานๆ ก็มีโอกาสที่เครื่องยนต์จะขัดข้องได้ง่ายยิ่งขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์เพื่อลดอุณหภูมิไอดี หลังจากทราบการทำงานของอินเตอร์คูลเลอร์แล้ว เรามาสำรวจโครงสร้างและหลักการกระจายความร้อนกันดีกว่า

อินเตอร์คูลเลอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน ส่วนแรกเรียกว่า Tube หน้าที่คือจัดให้มีช่องทางเพื่อรองรับอากาศอัดให้ไหลผ่านได้ ดังนั้นท่อจึงต้องเป็นพื้นที่ปิดเพื่อให้อากาศอัดไม่รั่วไหล รูปร่างของท่อแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ ทรงสี่เหลี่ยม ทรงรี และทรงกรวยยาว ความแตกต่างอยู่ที่การแลกเปลี่ยนระหว่างความต้านทานลมและประสิทธิภาพการทำความเย็น ส่วนที่สองเรียกว่าครีบหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าครีบ โดยปกติจะอยู่ระหว่างชั้นบนและชั้นล่างของ Tube และจะติดเข้ากับ Tube อย่างแน่นหนา หน้าที่คือกระจายความร้อน เพราะเมื่ออากาศร้อนอัดไหลผ่าน Tube ความร้อนจะถูกถ่ายเทไปยังครีบผ่านผนังด้านนอกของ Tube ในเวลานี้หากมีอากาศที่มีอุณหภูมิภายนอกต่ำกว่าไหลผ่านครีบ ก็สามารถนำความร้อนออกไปและบรรลุจุดประสงค์ในการทำความเย็นอุณหภูมิไอดีได้ โครงสร้างที่ประกอบขึ้นจากส่วนที่ทั้งสองซ้อนทับกันอย่างต่อเนื่องจนมี 10 ถึง 20 ชั้น เรียกว่า แกน ซึ่งเป็นส่วนหลักของอินเตอร์คูลเลอร์ นอกจากนี้ เพื่อให้ก๊าซอัดจากกังหันมีบัฟเฟอร์และพื้นที่กักเก็บแรงดันก่อนเข้าสู่แกนกลาง และเพื่อเพิ่มอัตราการไหลของอากาศหลังจากออกจากแกนกลาง ชิ้นส่วนที่เรียกว่าถังมักจะติดตั้งทั้งสองด้านของแกนกลาง มีลักษณะเหมือนกรวย และมีทางเข้าและทางออกแบบวงกลมเพื่ออำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อท่อซิลิโคน อินเตอร์คูลเลอร์ประกอบด้วยสี่ส่วนข้างต้น ส่วนหลักการกระจายความร้อนของอินเตอร์คูลเลอร์ก็เหมือนกับที่ผมบอกไปข้างต้นครับ ใช้ท่อแนวนอนหลายท่อเพื่อแบ่งอากาศอัด จากนั้นอากาศเย็นโดยตรงจากด้านนอกด้านหน้าของรถจะผ่านครีบระบายความร้อนที่เชื่อมต่อกับท่อเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการระบายความร้อนของอากาศอัด เพื่อให้อุณหภูมิไอดีอยู่ใกล้กับอุณหภูมิภายนอกมากขึ้น ดังนั้นหากคุณต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของอินเตอร์คูลเลอร์ คุณเพียงแค่ต้องเพิ่มพื้นที่และความหนา เพิ่มจำนวน ความยาว และครีบระบายความร้อนของท่อ ฯลฯ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ แต่มันง่ายขนาดนั้นเลยเหรอ? จริงๆ แล้ว กรณีนี้ไม่เป็นเช่นนั้น เพราะยิ่งอินเตอร์คูลเลอร์ยาวและใหญ่ขึ้นเท่าใด โอกาสที่จะทำให้เกิดการสูญเสียแรงดันไอดีก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งเป็นหนึ่งในประเด็นหลักที่กล่าวถึงในหน่วยนี้ด้วย เหตุใดการสูญเสียแรงดันจึงเกิดขึ้น? อินเตอร์คูลเลอร์ที่เน้นประสิทธิภาพต้องไม่เพียงแต่มีความสามารถในการกระจายความร้อนที่ดีเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการสูญเสียแรงดันอีกด้วย อย่างไรก็ตาม การระงับการสูญเสียแรงดันและการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความเย็นนั้นตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิงในแง่ของเทคนิค ตัวอย่างเช่น หากอินเตอร์คูลเลอร์ที่มีขนาดเท่ากันได้รับการออกแบบมาเพื่อการระบายความร้อนทั้งหมด ท่อภายในจะต้องถูกทำให้บางลง และจะต้องเพิ่มจำนวนครีบ ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานอากาศ แต่ถ้าได้รับการออกแบบเพื่อรักษาระดับความดัน ท่อจะต้องหนาขึ้นและจำนวนครีบต้องลดลง และประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนจะลดลงเมื่อเปรียบเทียบ ดังนั้นการปรับเปลี่ยนอินเตอร์คูลเลอร์จึงไม่ง่ายอย่างที่คิด ดังนั้นเพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการทำความเย็นและการบำรุงรักษาแรงดัน คนส่วนใหญ่จะเริ่มต้นด้วยท่อและครีบ

ส่วนถัดมาเป็นครีบ ครีบของอินเตอร์คูลเลอร์ทั่วไปมักเป็นแถบตรงโดยไม่มีช่องเปิดใดๆ และความกว้างของอินเตอร์คูลเลอร์จะกำหนดความยาวของครีบ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากครีบมีบทบาทสำคัญในฟังก์ชันการกระจายความร้อนของอินเตอร์คูลเลอร์ทั้งหมด ตราบใดที่พื้นที่สัมผัสกับอากาศเย็นเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนก็สามารถเพิ่มขึ้นได้ ดังนั้นครีบอินเตอร์คูลเลอร์จำนวนมากจึงมีการออกแบบที่หลากหลาย โดยที่ครีบรูปคลื่นหรือที่เรียกว่าครีบชัตเตอร์เป็นที่นิยมมากที่สุด อย่างไรก็ตาม ในแง่ของประสิทธิภาพการกระจายความร้อน ครีบระบายความร้อนที่ทับซ้อนกันยังคงดีที่สุด แต่ความต้านทานลมที่เกิดขึ้นก็ชัดเจนที่สุดเช่นกัน ดังนั้นจึงพบเห็นได้ทั่วไปในรถแข่ง D1 ของญี่ปุ่น เนื่องจากรถแข่งเหล่านี้ไม่เร็วแต่ต้องมีการระบายความร้อนที่ดีเพื่อปกป้องเครื่องยนต์ที่ทำงานด้วยความเร็วสูง ปรับเปลี่ยนอินเตอร์คูลเลอร์. [2]

ขึ้นอยู่กับความจุของกังหัน

หลังจากพูดคุยถึงทฤษฎีการปรับเปลี่ยนอินเตอร์คูลเลอร์ต่างๆ แล้ว มีประเด็นที่ต้องคำนึงถึงในระหว่างการปรับเปลี่ยนจริงอย่างไรบ้าง? โดยทั่วไปแล้ว อินเตอร์คูลเลอร์ที่ได้รับการดัดแปลงนั้นส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นประเภทการแลกเปลี่ยนดั้งเดิมและชุดอุปกรณ์ที่มีความจุสูงซึ่งจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในการกำหนดค่าของท่อ ข้อมูลจำเพาะของประเภทการแลกเปลี่ยนโดยตรงจะคล้ายกับของเดิม ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือการออกแบบท่อภายในและครีบที่แตกต่างกัน และมีความหนาที่กว้างกว่าเล็กน้อย ชุดนี้เหมาะสำหรับรถที่ยังไม่ได้ดัดแปลงจากโรงงานเดิมหรือโอกาสที่มีการดัดแปลงไม่มากและสามารถกระตุ้นศักยภาพของเครื่องยนต์เดิมได้ ส่วนอินเตอร์คูลเลอร์ความจุสูงนั้นนอกจากจะเพิ่มพื้นที่รับลมเพื่อเพิ่มการกระจายความร้อนแล้ว ยังเพิ่มความหนาเพื่อให้อุณหภูมิคงที่อีกด้วย ยกตัวอย่างอินเตอร์คูลเลอร์ที่ผลิตโดย Haoyang แบบทั่วไปจะมีความยาวประมาณ 5.5 ถึง 7.5 ซม. (เหมาะสำหรับรถยนต์ขนาด 1.6-2.0 ลิตร) และแบบปรับปรุงจะมีความยาวประมาณ 8 ถึง 105 ซม. (เหมาะสำหรับรถยนต์ที่มีขนาดมากกว่า 2.5 ลิตร) นอกจากนี้ ยังมีการใช้ถังเก็บอากาศรูปทรงกรวยขนาดใหญ่เพื่อลดแรงต้านของการไหลเวียนของอากาศ แน่นอนว่าการใช้อินเตอร์คูลเลอร์ที่ได้รับการปรับปรุงนั้นเหมาะสมกว่าเมื่อติดตั้งกังหันขนาดกลางและขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่น ไม่แนะนำให้ใช้เครื่องยนต์ที่มีกังหันต่ำกว่า 6 เนื่องจากฮิสเทรีซิสจะรุนแรงกว่าและไม่เอื้อต่อการตอบสนองการอัดบรรจุอากาศที่ความเร็วต่ำ อย่างไรก็ตาม ในรถยนต์ NA-to-Turbo ควรมีอินเตอร์คูลเลอร์ที่ใหญ่กว่าจะดีกว่า เนื่องจากประสิทธิภาพการระบายความร้อนของดีไซน์ดั้งเดิมอาจไม่เพียงพอ นอกจากนี้ แม้ว่าการตั้งค่าซูเปอร์ชาร์จจะต่ำ อินเตอร์คูลเลอร์ก็ไม่สามารถละเว้นได้ ท้ายที่สุดแล้ว อุณหภูมิไอดีที่ลดลงไม่เพียงแต่จะช่วยเพิ่มความทนทานของเครื่องยนต์เท่านั้น แต่ยังช่วยให้กำลังที่ส่งออกมีความเสถียรอีกด้วย

ในทางกลับกันนอกจากจะใช้อากาศเพื่อกระจายความร้อนแล้ว อินเตอร์คูลเลอร์ยังใช้น้ำหล่อเย็นอีกด้วย ตัวอย่าง Toyota Mingji 3S-GTE ข้อได้เปรียบหลักคือตัวคูลเลอร์ตั้งอยู่ด้านหน้าปีกผีเสื้อ ดังนั้นท่อไอดีจึงสั้นมากและมีลักษณะการตอบสนองสูง นอกจากนี้ ตัวน้ำยังมีอุณหภูมิคงที่ที่สูงมาก ซึ่งยังมีประโยชน์อย่างมากต่อการรักษาเสถียรภาพของอุณหภูมิไอดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่มีผลกระทบต่อด้านหน้าของรถ เช่น ในรถติด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับปั๊มน้ำและหม้อน้ำโดยเฉพาะ และการลดอุณหภูมิไม่ได้มากเท่ากับการระบายความร้อนด้วยอากาศโดยตรง อินเตอร์คูลเลอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศยังคงเป็นกระแสหลัก

การยืดผมเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก

สำหรับตำแหน่งการติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือแบบติดตั้งด้านหน้าและแบบติดตั้งด้านบน ในแง่ของการระบายความร้อน แน่นอนว่าแบบติดตั้งด้านหน้าซึ่งอยู่ในกันชนหน้านั้นดีกว่าแน่นอน แต่ในแง่ของการตอบสนอง แบบติดตั้งด้านบนนั้นได้เปรียบมากกว่า นี่คือผลกระทบโดยตรงของบูสต์ที่เกิดจากท่อสั้น ตัวอย่างเช่น เพื่อที่จะย่อท่อของอินเตอร์คูลเลอร์ด้านหน้าให้สั้นลง Impreza WRCar จะกลับคันเร่งเพื่อลดการสูญเสียแรงดันที่เกิดจากท่อยาว ไม่ใช่เรื่องยากที่จะจินตนาการว่าการจับคู่ท่อไอดีโดยรวมก็เป็นจุดสำคัญที่ต้องให้ความสนใจเมื่อปรับเปลี่ยนอินเตอร์คูลเลอร์ ดังนั้นในการอัพเกรดหรือติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์นอกจากต้องใส่ใจกับขนาดของอินเตอร์คูลเลอร์แล้วควรลดความยาวของท่อให้สั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้และควรยืดให้ตรงเพื่อลดการโค้งงอและจุดเชื่อม เป็นต้น ทั้งหมดนี้เป็นวิธีที่จะเพิ่มอัตราการไหลของอากาศได้เพราะหากมีจุดเชื่อมและโค้งมากเกินไปจะทำให้ความเรียบของการไหลของอากาศได้รับผลกระทบ