Phương pháp lựa chọn
Đối với nhiều người hâm mộ ô tô, bộ làm mát ở cản trước là một bộ phận sửa đổi trong mơ trong lòng họ, đồng thời nó cũng là biểu tượng hiệu suất không thể thiếu, giống như âm thanh của van giảm áp. Tuy nhiên, kiến thức về các loại máy làm mát khác nhau có bề ngoài giống nhau là gì? Bạn muốn nâng cấp hoặc cài đặt cần chú ý những vấn đề gì? Các câu hỏi trên sẽ được giải đáp lần lượt trong phần này.
Mục đích của việc lắp đặt bộ làm mát khí nạp chủ yếu là để giảm nhiệt độ nạp vào. Có lẽ độc giả sẽ đặt câu hỏi: Tại sao phải giảm nhiệt độ nạp vào? Điều này đòi hỏi phải đề cập đến nguyên lý tăng áp. Nguyên lý hoạt động của tăng áp chỉ đơn giản là sử dụng khí thải của động cơ tác động vào các cánh xả, sau đó dẫn động các cánh nạp về phía bên kia để buộc khí nén được đưa vào buồng đốt. Do nhiệt độ của khí thải thường cao tới 800 hoặc 900 độ nên thân tuabin cũng ở trạng thái nhiệt độ cực cao sẽ làm tăng nhiệt độ của không khí đi qua đầu tuabin nạp và khí nén cũng sẽ sinh ra nhiệt (do khoảng cách giữa các phân tử khí nén trở nên nhỏ hơn nên chúng sẽ ép và cọ xát vào nhau tạo ra nhiệt năng). Nếu khí nhiệt độ cao này đi vào xi lanh mà không làm mát sẽ dễ khiến nhiệt độ đốt của động cơ tăng quá cao, khi đó xăng cháy trước sẽ gây nổ, nhiệt độ động cơ càng tăng thêm. Đồng thời, thể tích khí nén cũng sẽ làm giảm đáng kể hàm lượng oxy do giãn nở nhiệt, điều này sẽ làm giảm hiệu suất tăng áp và đương nhiên không tạo ra được công suất đầu ra cần có. Ngoài ra, nhiệt độ cao cũng là kẻ giết người vô hình của động cơ. Nếu không cố gắng giảm nhiệt độ vận hành, một khi gặp môi trường thời tiết nắng nóng hoặc lái xe thời gian dài sẽ dễ làm tăng khả năng hỏng hóc động cơ. Vì vậy, cần lắp đặt bộ làm mát khí nạp để giảm nhiệt độ khí nạp. Sau khi biết chức năng của intercooler, chúng ta hãy cùng khám phá cấu tạo và nguyên lý tản nhiệt của nó.
Bộ làm mát liên động chủ yếu bao gồm hai phần. Phần đầu tiên được gọi là Tube. Chức năng của nó là cung cấp một kênh chứa khí nén để nó có thể chảy qua. Vì vậy, Ống phải là không gian kín để khí nén không bị rò rỉ áp suất. Hình dạng của Ống được chia thành ba loại: hình vuông, hình bầu dục và hình nón dài. Sự khác biệt nằm ở sự cân bằng giữa sức cản của gió và hiệu quả làm mát. Phần thứ hai được gọi là Fin, thường được gọi là vây. Nó thường nằm giữa lớp trên và lớp dưới của Tube và được gắn chặt vào Tube. Chức năng của nó là tản nhiệt, vì khi khí nóng nén đi qua Tube, nhiệt sẽ được truyền đến các cánh tản nhiệt thông qua thành ngoài của Tube. Lúc này, nếu có không khí có nhiệt độ bên ngoài thấp hơn chảy qua các cánh tản nhiệt, nó có thể lấy đi nhiệt và đạt được mục đích làm mát nhiệt độ nạp vào. Cấu trúc được hình thành bởi hai phần chồng lên nhau liên tục cho đến khi có từ 10 đến 20 lớp được gọi là lõi, là phần thân chính của bộ làm mát trung gian. Ngoài ra, để khí nén từ tuabin có không gian đệm và chứa áp suất trước khi vào lõi, đồng thời để tăng tốc độ dòng khí sau khi ra khỏi lõi, các bộ phận gọi là thùng thường được lắp đặt ở cả hai bên lõi. Bề ngoài của nó giống như một cái phễu, các đầu vào và đầu ra hình tròn được đặt trên đó để tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối các ống silicon. Bộ làm mát liên động bao gồm bốn phần trên. Còn về nguyên lý tản nhiệt của intercooler thì cũng giống như những gì mình đã đề cập ở trên. Nó sử dụng nhiều ống nằm ngang để phân chia khí nén, sau đó không khí lạnh trực tiếp từ bên ngoài phía trước xe đi qua các cánh tản nhiệt nối với các ống để đạt được mục đích làm mát khí nén, sao cho nhiệt độ nạp vào gần với nhiệt độ bên ngoài hơn. Do đó, nếu bạn muốn tăng hiệu quả tản nhiệt của bộ làm mát liên động, bạn chỉ cần tăng diện tích và độ dày của nó, tăng số lượng, chiều dài và cánh tản nhiệt của các ống, v.v., để đạt được mục tiêu này. Nhưng nó có dễ dàng như vậy không? Trên thực tế thì không phải vậy, vì bộ làm mát khí nạp càng dài và càng lớn thì khả năng gây tổn thất áp suất nạp càng cao, đây cũng là một trong những vấn đề chính được thảo luận ở phần này. Tại sao mất áp suất xảy ra? Một bộ làm mát trung gian chú trọng đến hiệu suất không chỉ phải có khả năng tản nhiệt tốt mà còn phải giảm tổn thất áp suất. Tuy nhiên, việc hạn chế tổn thất áp suất và nâng cao hiệu quả làm mát là hoàn toàn trái ngược nhau về mặt kỹ thuật. Ví dụ, nếu một bộ làm mát có cùng kích thước được thiết kế hoàn toàn để tản nhiệt, thì ống bên trong cần được làm mỏng hơn và số lượng cánh tản nhiệt cần tăng lên, điều này sẽ làm tăng lực cản không khí; nhưng nếu được thiết kế để duy trì mức áp suất thì ống cần phải dày lên và giảm số lượng vây, đồng thời hiệu suất trao đổi nhiệt sẽ kém hơn so với. Vì vậy, việc sửa đổi bộ làm mát không khí không đơn giản như chúng ta nghĩ. Vì vậy, để cân bằng hiệu quả làm mát và duy trì áp suất, hầu hết mọi người sẽ bắt đầu với ống và cánh tản nhiệt.
Phần tiếp theo là vây. Các cánh tản nhiệt của bộ làm mát trung gian thông thường thường là các dải thẳng không có lỗ hở và chiều rộng của bộ làm mát trung gian quyết định chiều dài của các cánh tản nhiệt. Tuy nhiên, vì các cánh tản nhiệt đóng vai trò chính trong chức năng tản nhiệt của toàn bộ bộ làm mát trung gian, nên chỉ cần tăng diện tích tiếp xúc với không khí lạnh thì hiệu suất trao đổi nhiệt có thể tăng lên. Do đó, nhiều cánh tản nhiệt có thiết kế khác nhau, trong đó cánh tản nhiệt hình sóng hay còn gọi là cánh tản nhiệt hình cửa chớp là phổ biến nhất. Tuy nhiên, xét về hiệu quả tản nhiệt thì các cánh tản nhiệt chồng lên nhau vẫn là tốt nhất nhưng khả năng cản gió mà chúng tạo ra cũng rõ ràng nhất. Vì vậy, chúng phổ biến hơn ở những chiếc xe đua D1 của Nhật Bản, bởi những chiếc xe đua này không nhanh nhưng cần tản nhiệt tốt để bảo vệ động cơ chạy ở tốc độ cao. Sửa đổi bộ làm mát liên động. [2]
Tùy thuộc vào công suất tuabin
Sau khi thảo luận về các lý thuyết sửa đổi khác nhau của bộ làm mát trung gian, những vấn đề cần chú ý trong quá trình sửa đổi thực tế là gì? Nói chung, bộ làm mát liên động được sửa đổi hầu hết được chia thành các loại trao đổi ban đầu và bộ công suất lớn đòi hỏi phải thay đổi đáng kể về cấu hình đường ống. Thông số kỹ thuật của loại trao đổi trực tiếp tương tự như loại ban đầu, điểm khác biệt duy nhất là thiết kế của ống và vây bên trong khác nhau và độ dày rộng hơn một chút. Bộ sản phẩm này phù hợp cho những chiếc xe chưa được sửa đổi từ nhà máy ban đầu hoặc những trường hợp sửa đổi không lớn và có thể kích thích tiềm năng của động cơ nguyên bản. Còn với bộ làm mát công suất lớn, ngoài việc tăng diện tích đón gió để tăng cường khả năng tản nhiệt thì độ dày sẽ được tăng lên để đảm bảo nhiệt độ không đổi. Lấy bộ làm mát khí nạp do Haoyang sản xuất làm ví dụ, loại thông thường là khoảng 5,5 đến 7,5 cm (phù hợp với xe 1,6-2,0 lít), và loại nâng cao là khoảng 8 đến 105 cm (thích hợp cho xe trên 2,5 lít). Ngoài ra, một bình chứa khí lớn hình phễu được sử dụng để giảm thiểu lực cản của luồng khí. Tất nhiên, việc sử dụng bộ làm mát khí nạp tăng cường sẽ phù hợp hơn khi được trang bị tua-bin vừa và lớn. Ví dụ, không nên sử dụng động cơ có tua-bin dưới 6, vì hiện tượng trễ sẽ nghiêm trọng hơn và không có lợi cho phản ứng tăng áp ở tốc độ thấp. Tuy nhiên, ở các loại xe NA-to-Turbo, tốt hơn nên có bộ làm mát khí nạp lớn hơn vì hiệu quả làm mát của thiết kế ban đầu có thể không đủ. Ngoài ra, ngay cả khi cài đặt tăng áp ở mức thấp, không thể bỏ qua bộ làm mát khí nạp. Xét cho cùng, nhiệt độ nạp thấp hơn không chỉ có thể kéo dài độ bền của động cơ mà còn giúp ổn định công suất đầu ra.
Mặt khác, ngoài việc sử dụng không khí để tản nhiệt, bộ làm mát trung gian còn sử dụng làm mát bằng nước. Toyota Mingji 3S-GTE là một ví dụ. Ưu điểm chính của nó là thân Cooler nằm ngay phía trước bướm ga nên ống nạp cực ngắn và có đặc tính phản hồi cao. Ngoài ra, bản thân nước có nhiệt độ không đổi rất cao, điều này cũng rất hữu ích cho việc ổn định nhiệt độ nạp, đặc biệt khi không có tác động tác động lên phần đầu xe, chẳng hạn như khi tắc đường. Tuy nhiên, vì cần kết nối với máy bơm nước và bộ tản nhiệt chuyên dụng, đồng thời khả năng giảm nhiệt độ không lớn như làm mát không khí trực tiếp nên bộ làm mát trung gian làm mát bằng không khí vẫn là xu hướng chủ đạo.
Làm thẳng là ưu tiên hàng đầu
Về vị trí lắp đặt bộ làm mát liên động, nó thường được chia thành hai loại: gắn phía trước và gắn trên. Về khả năng tản nhiệt thì loại gắn phía trước nằm ở cản trước tất nhiên là tốt hơn, nhưng xét về khả năng phản hồi thì loại gắn trên có lợi thế hơn. Đây là tác động trực tiếp của việc tăng tốc do đường ống ngắn gây ra. Ví dụ, để rút ngắn đường ống của bộ làm mát khí nạp phía trước, Impreza WRCar sẽ đảo ngược ga để giảm tổn thất áp suất do đường ống dài gây ra. Không khó để tưởng tượng rằng sự phù hợp tổng thể của ống nạp cũng là một điểm quan trọng cần được chú ý khi sửa đổi bộ làm mát khí nạp. Vì vậy, khi nâng cấp hoặc lắp đặt intercooler, ngoài việc chú ý đến kích thước của intercooler, chiều dài của đường ống nên được rút ngắn càng nhiều càng tốt và nên làm thẳng để giảm các khúc cua và điểm hàn, v.v. Đây đều là những cách để tăng tốc độ dòng khí, bởi vì nếu có quá nhiều điểm hàn và khúc cua, độ mịn của luồng không khí sẽ bị ảnh hưởng.
