車のインタークーラーとは何ですか
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多くのドライバーは、自分の車にはターボエンジンが搭載されているとよく言います。 もちろん、ボンネットの下には大気圧だけでなく機械式スーパーチャージャーも搭載されていると言うと、誰もが喜ぶでしょう。 しかし、そのほとんどはエンジンの過給システムの仕組み全体を完全には理解していません。
したがって、この記事では、ターボチャージャーの構成要素の XNUMX つであるインタークーラーについて説明します。インタークーラーとは、車内の機能、動作原理、およびターボチャージャー付きエンジンにインタークーラーが必要な理由です。
インタークーラーとは
インタークーラーは、タービンまたはスーパーチャージャー (コンプレッサー) の吸気を冷却するために使用される機械装置 (ラジエーターに似ています) です。
インタークーラーとは何のためにあるのでしょうか？
インタークーラーの役割は、タービンまたはスーパーチャージャーを通過した後の空気を冷却することです。 実際、タービンは圧縮により空気圧を生成し、空気はそれぞれ集中的かつ一定のブーストで加熱され、シリンダーへの入口の温度は冷却媒体の温度と大きく異なる可能性があります。
どのように動作します
ターボチャージャーは空気を圧縮して、エンジンのシリンダーに到達する前に空気の密度を高めることによって機能します。 より多くの空気を圧縮することで、エンジンの各シリンダーは比例してより多くの燃料を燃焼し、点火ごとにより多くのパワーを生み出すことができます。
この圧縮プロセスでは多量の熱が発生します。 残念ながら、空気が熱くなると密度も低くなり、各シリンダー内で利用できる酸素の量が減少し、パフォーマンスに影響します。
インタークーラーは、圧縮空気を冷却してエンジンにより多くの酸素を供給し、各シリンダー内の燃焼を改善することでこのプロセスに対抗するように設計されています。 さらに、気温を調整することにより、各シリンダーで正しい空燃比を確保し、エンジンの信頼性も向上します。
インタークーラーの種類
インタークーラーには、動作の異なる主に XNUMX つのタイプがあります。
空対空
最初のオプションは、圧縮空気が多数の小さなチューブを通過する空対空インタークーラーです。 熱は高温の圧縮空気からこれらの冷却フィンに伝達され、車両の走行による速い空気の流れによって冷却フィンが冷却されます。
冷却された圧縮空気はインタークーラーを通過すると、エンジンの吸気マニホールドとシリンダーに供給されます。 空対空インタークーラーは、そのシンプルさ、軽量さ、低コストにより、ほとんどのターボチャージャー付き車両で最も人気のある選択肢となっています。
空気から水へ
名前が示すように、空水インタークーラーは水を使用して圧縮空気の温度を下げます。 冷水は小さなチューブを通ってポンプで送られ、圧縮空気が装置を通過する際に熱を奪います。 この水は加熱されると、ラジエーターまたは冷却回路を通ってポンプで送られ、その後インタークーラーに再び入ります。
空対水インタークーラーは空対空インタークーラーよりも小さい傾向があるため、スペースが重要視されるエンジンに適しています。また、水は空気よりも空気をよく加熱するため、幅広い温度に適しています。
しかし、空水インタークーラーに関連する設計の複雑さ、コスト、重量の増加により、自動車エンジンに搭載される空水インタークーラーはあまり一般的ではなくなる傾向があります。
インタークーラーの配置
理論的には、エア インタークーラーはターボとエンジンの間のどこにでも配置できますが、空気の流れが最も良い場所で最も効果的であり、通常はメイン グリルの後ろの車の前に配置されます。
一部の車両では、エンジンのレイアウトがこれとは逆で、インタークーラーがエンジンの上に配置されていますが、通常、ここでは風量が少なく、インタークーラーがエンジン自体の熱の影響を受ける可能性があります。 このような場合、追加の空気チャネルまたはスクープがフードに取り付けられ、空気の流れの通過量が増加します。
アプリケーションの効率
追加の機器を設置するとき、すべてのドライバーは、システムの一部または全体を使用することが合理的であるかどうかに常に注意を払います。 インタークーラーの効きに関しては、有無の差がよく感じられます。 理解したように、インタークーラーはタービンによってエンジンに噴射された空気を冷却します。 スーパーチャージャーは高温で作動するため、エンジンに熱風を供給します。
熱い空気は密度が低いため、混合気の燃焼効率が低下します。 空気が冷たければ密度は高くなります。つまり、より多くの酸素がシリンダーに入り、エンジンは追加の馬力を受け取ります。 たとえば、入ってくる空気を 10 度だけ冷却すると、モーターの出力は約 3% 向上します。
しかし、従来のエアインタークーラー（空気がラジエーターチューブを通過する）を使用した場合でも、エンジンに到達するまでにその温度は約50度低下します。 しかし、水冷インタークーラーが車に取り付けられている場合、いくつかの変更を加えることで、エンジン吸気システム内の気温を 70 度も下げることができます。 これは出力が 21% 増加したことになります。
しかし、この要素はターボチャージャー付きエンジンでのみ現れます。 まず、自然吸気エンジンでは、大型化された吸気システムを通して空気を送り込むことが困難になります。 第二に、吸気システムが短い場合、タービンの場合のように空気が加熱される時間がありません。 これらの理由から、そのようなモーターにインタークーラーを取り付けることは意味がありません。
削除できますか?
インタークーラーが車の所有者に何らかの形で干渉する場合、このシステムは取り外される可能性があります。 ただし、これは車にこれまでにこのシステムが装備されていない場合にのみ意味を持ちます。 そして、車がアップグレードされたとしても、インタークーラーの欠如はすぐに目立ちます。 インタークーラーの取り付けによりエンジン出力が15〜20パーセント増加すると、この部品の欠如がすぐに目立つようになります。
アイテムは削除できますか?
しかし、インタークーラーの分解は内燃エンジンの出力を低下させるだけでなく、場合によってはエンジンの故障につながる可能性もあります。 これは、このシステムがモーター設計の一部であり、工場設備に組み込まれている場合に発生する可能性があります。
ターボチャージャー付き内燃エンジンでは、インタークーラーはエンジンの適切な動作に必要な追加の冷却を提供するため、インタークーラーを取り外さないでください (これも工場設備の場合)。 臨界温度により、その部品が故障する可能性があります。
セルフインストールの選択基準
車にインタークーラーを取り付ける必要がある場合（工場出荷時のものとは異なる改造、または一般にエンジンの新しいシステムとして）、このシステムは次のパラメータに準拠する必要があります。
- 十分な熱交換面積。 ご存知のとおり、空気はラジエーター内で行われる熱交換プロセスによって冷却されます (エンジン冷却システムのラジエーターでも同じプロセスが発生します)。 ラジエーターの面積が大きいほど、その効率は高くなります。 これは物理現象であり、これを取り除く方法はありません。 したがって、小さなラジエーターを購入するのは意味がありません。顕著な馬力を追加することはできません。 ただし、非常に大きな部品でもボンネット内に収まらない場合があります。
- システムパイプの断面図。 細いラインは使用しないでください (空気が少ないため、より冷却されます)。この場合、タービンに追加の負荷がかかるためです。 空気はシステム内を自由に移動できる必要があります。
- 熱交換器の構造です。 運転手の中には、熱交換器の壁が厚いラジエーターの方が効率が良いと考えている人もいます。 実際、システムは重くなるだけです。 熱伝達の効率は壁の厚さに反比例し、厚さが厚くなるほど効率は低くなります。
- 高速道路の形状。 システムの曲がりが滑らかであればあるほど、タービンが空気をモーターに送り込みやすくなります。 したがって、円錐管を優先し、ノズルの曲げ半径を可能な限り大きくする必要があります。
- 気密性。 システム内を循環する空気の損失や漏れを完全になくすことが重要です。 これを行うには、システムのすべてのパイプをできるだけしっかりと固定する必要があります。 これは、水冷インタークーラーに特に当てはまります (システムからの冷却液がにじみ出ないように)。
新しいインタークーラーを取り付けます
車にすでにインタークーラーが装備されている場合は、より生産的な改造を取り付けることでシステムを改造できます。 前に説明したように、選択するときは、チューブの形状、ラジエーターの面積、熱交換器の壁の厚さを考慮する必要があります。
部品を交換するには、他のパイプも購入する必要があります。長いパイプは曲がり部分で破損し、シリンダーへの空気の流れが悪くなるためです。 インタークーラーを交換するには、古いラジエーターを取り外し、代わりに適切なパイプを備えた新しいラジエーターを取り付けるだけで十分です。
動作の特徴と故障の主な原因
ほとんどの純正インタークーラーは、長期間にわたって適切に機能します。 それにもかかわらず、定期的なメンテナンスが必要です。 たとえば、システムの定期検査中に、次のいずれかの障害が特定されることがあります。
- ライン減圧。 これは、システム内の圧力が高すぎる場合に発生します。 この場合、パイプが破損するか、接合部から冷却剤が漏れ始める可能性があります（水冷インタークーラーに適用）。 この故障は、シリンダーに入る空気の冷却が不十分であることによるエンジン出力の低下によって示される場合があります。 破裂した場合は、パイプを新しいものと交換する必要があり、不良接続をクランプすることをお勧めします。
- エアダクトの空洞が油で汚れています。 タービンの潤滑が豊富なため、インタークーラーには常に少量の潤滑油が入ります。 使用可能なエンジンが 10 キロメートルごとに XNUMX リットルを超えるオイルを消費し始めた場合は、タービンがオイルを過剰に消費していないかどうかを確認する必要があります。
- ラジエーターの損傷。 機械的損傷は、エンジン ルームの下部に取り付けられたインタークーラーで最もよく見られます (ほとんどの場合、メイン冷却ラジエーターの下に取り付けられています)。
- ラジエターフィンの詰まり。 熱交換器には常に大量の空気が通過するため、プレートに汚れが付着します。 特に冬や春に多く発生し、フロントバンパーの下にあるラジエターに大量の砂や化学物質が降り注ぎ、道路に飛散します。
自分でできるインタークーラーの修理
インタークーラーを修理するには、インタークーラーを分解する必要があります。 このプロセスの微妙な点は、デバイスの種類とその場所によって異なります。 しかし、これに関係なく、エンジンが冷えている場合はインタークーラーを取り外す必要があり、点火システムをオフにする必要があります。
インタークーラーを修理するには、次のものが必要になる場合があります。
- 熱交換器の外部または内部のクリーニング。 この手順を実行するためにさまざまな化学物質が開発されています。 クリーナーの種類やラジエーターの設計の複雑さによっては、洗浄プロセスに数時間かかる場合があります。 熱交換器の汚れがひどい場合は、洗浄剤の入った容器に数時間入れます。
- 亀裂の除去。 インタークーラーが水冷式でラジエターがアルミ製の場合は新品に交換することをお勧めします。 他の材質を使用する場合は、はんだ付けが可能です。 パッチの材質が熱交換器自体の素材である金属と一致することが重要です。
ほとんどのインタークーラーの問題を解決するには、高価なサービスセンターに連絡する必要はありません。 ラジエーターのはんだ付けの経験がある場合は、熱交換器への機械的損傷さえも自分で取り除くことができます。 旅行中にインタークーラーがどの程度修理されたかを確認できます。 車がかつてのダイナミズムを取り戻した場合、モーターの空冷が効果的です。
インタークーラー装着のメリットとデメリット
インタークーラーを使用する主な利点は、チューニング誤差による不快な結果を招くことなく、ターボチャージャー付きエンジンの出力を向上できることです。 同時に、馬力の増加は燃料消費量の増加とは関係ありません。
場合によっては、最大 20% の電力増加が観察されます。 車が環境基準に適合しているかどうかがチェックされている場合、インタークーラーを取り付けた後のこの数値は可能な限り高くなります。
しかし、インタークーラーには利点がある一方で、いくつかの重大な欠点もあります。
- 吸気管の増加（このシステムが標準装備の一部ではない場合）は、常にエンジンに入る空気に対する抵抗の発生につながります。 このような場合、必要なレベルのブーストを達成するには、標準タービンでこの障害を克服する必要があります。
- インタークーラーが発電所の設計の一部ではない場合、インタークーラーを設置するために追加のスペースが必要になります。 ほとんどの場合、この場所はフロントバンパーの下にあり、必ずしも美しいとは限りません。
- フロントバンパーの下にラジエーターを取り付ける場合、この追加要素は車の最も低い部分になるため、損傷する傾向があります。 石、土、ほこり、草など車の所有者にとっては本当に頭の痛い問題になるだろう。
- インタークーラーがフェンダー領域に取り付けられている場合は、追加の空気取り入れ口を収容するためにボンネットにスロットを切り込む必要があります。
関連動画
以下に、空気インタークーラーの動作の概要を短いビデオで示します。
質問と回答：
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Чインタークーラーが詰まったらどうなるのでしょうか？ ターボチャージャーが冷えるとスーパーチャージャーの動作に影響を与え、故障の原因となります。 インタークーラーを使用して空気を冷やす場合、ラジエーターが詰まると流れが悪くなります。
