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汽車中冷器的作用

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-08-01

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為什么要中冷器? 當空氣經(jīng)過增壓器被壓縮后，溫度會升高，這是一個基本的物理原理。增壓后的氣體溫度大概會升高多少呢?這個要視乎增壓器的工作情況而定，轉(zhuǎn)速越高，增壓壓力越大，溫度上升就越大，一般而言能夠上升40-60度左右，加上空氣本來的溫度，增壓后的氣體已經(jīng)很燙了?！　「邷貧怏w對發(fā)動機的影響主要在兩點：一是空氣體積大了，相當于發(fā)動機吸進的空氣又變少了；而第二點更為重要，高溫空氣對于發(fā)動機燃燒特別不利，功率會減少、排放會變壞。在相同的燃燒條件下，增壓空氣的溫度每上升10 ℃，發(fā)動機功率就會下降大約3%～5%。這個問題就非常嚴重了，好不容易增加的功率會被空氣溫度過高而抵消，為了解決這些問題，我們需要把增壓后的空氣再度冷卻再送進發(fā)動機。而承擔這一重任的部件就是中冷器。中冷器聽上去很酷，其實原理和結(jié)構(gòu)跟我們家用冰箱和空調(diào)的散熱器沒什么區(qū)別。　　空冷還是水冷？要將空氣冷卻，無非就是兩種方法。一種是通過車輛行駛的時候迎面撞進的冷風進行降溫，另一種就是使用水冷。前者的原理和我們家用的冰箱、空調(diào)的散熱器是一樣的，就是讓空氣通過一根根管道，增加管道和周圍空氣的接觸面積，然后通過周圍的空氣將其降溫?！　∷鋭t是剛好和風冷相反。就是將一個冷卻器(形狀和原理和風冷的中冷器基本一致)放進進氣管道里，讓增壓后的熱空氣流過。而冷卻器里則有冷卻水不斷地流動，從而帶走增壓空氣的熱量。副作用：發(fā)動機響應(yīng)速度變慢渦輪遲滯變得嚴重一般來說，中冷器越大，其內(nèi)部的氣流損失越小而且冷卻效率也越高，而氣流停留在中冷器內(nèi)部的時間越長，冷卻效果就越好。不過中冷器就好比增加了進氣管道的容積，增壓器產(chǎn)生的壓縮空氣首先要把這個容積填滿，然后才能產(chǎn)生增壓效果。如果用在渦輪增壓上，直接的表現(xiàn)效果就是渦輪遲滯變得嚴重；即使是機械增壓的機器，也會引起發(fā)動機響應(yīng)變慢。　　另一方面，由于增壓空氣必須流過各種管道，因此阻力增加了，其增壓壓力肯定會被削弱一部分。不過這種削弱只是在踏下油門后一段很短的時間內(nèi)產(chǎn)生，因為增壓空氣被削弱壓力后會在中冷器到進氣門這段密封的空間內(nèi)重新建立足夠的壓力，直至泄壓閥打開(關(guān)于泄壓閥我們以后再介紹)。因此，最終的表現(xiàn)依然是發(fā)動機響應(yīng)變慢，渦輪增壓的遲滯現(xiàn)象會變得嚴重?！　≈欣淦鲿箿u輪遲滯更加明顯，可是又不能不裝，因此如何兼顧冷卻效率及壓力維持，是工程師最為頭疼的問題。其中最根本的方法是減少整個進氣管道的容積，降低管道阻力，縮短進氣管路，因此我們看到的中冷器往往都是緊貼發(fā)動機，而不像散熱水箱那樣遠離發(fā)動機。這樣的話，發(fā)動機整體也會更加緊湊?！　≈欣淦髟谀?　　不同機器的中冷器放置地方是不一樣的，中冷器放在哪是一個很復雜的問題，但總體原則就是盡量縮短整個進氣管道的容積，提高發(fā)動機的響應(yīng)?！　「咴鰤?、大排量的發(fā)動機由于進氣量大，溫度高，往往需要一個大中冷器。大型的中冷器我們比較容易見到的是放在發(fā)動機頂上，這樣可以通過在發(fā)動機艙蓋上開一個進氣口，使用迎面撞入的冷空氣降溫，這種方式在很多車上都能見到，例如翼豹STI、MINI COOPER S。放在發(fā)動機上方的好處是結(jié)構(gòu)緊湊，管道短，非常適合于小車和改裝車使用。但這種布置方式由于太過貼近發(fā)動機，會受到發(fā)動機熱量的影響。還有一種布置形式是把中冷器放在汽車中網(wǎng)前部下方。這種方式充分利用了迎面而來的冷風進行散熱，但管道過長，布置更為復雜。由于更接近地面，受到地面沙石破壞的可能性也更大。對于這兩種冷卻方式而言，都屬于外置式的風冷，適用于大型中冷器。而現(xiàn)在的趨勢都是低增壓的發(fā)動機，并不需要太大的中冷器，同時也為了讓發(fā)動機更加緊湊，目前很多發(fā)動機都采用水冷的方式，將一個冷卻器放入進氣管道，當空氣經(jīng)過的時候就被冷卻了，結(jié)構(gòu)非常緊湊?！　∥覀兪煜さ拇蟊?.4T渦輪增壓發(fā)動機就是采用這種方式，而奧迪的機械增壓也是采用這種形式進行冷卻，結(jié)構(gòu)相當緊湊。由于這種中冷器完全安裝在內(nèi)部，因此受到灰塵和沙石損傷也更少?！　≈欣淦魇窃鰤喊l(fā)動機里非常重要的部件，它能有效降低空氣溫度，提高發(fā)動機功率。除了要降低空氣的溫度，我們還要對渦輪增壓器降溫、對增壓壓力進行控制，這些內(nèi)容我們將會在后面接著介紹。: 回答者：網(wǎng)友

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