Kodėl mums reikia tarpinio aušintuvo? Kokios yra aukštos įsiurbimo temperatūros pasekmės?
Pagrindinė tarpinio aušintuvo užduotis yra „aušinti ir sumažinti temperatūrą“ aukštos{0}}temperatūros orą po turbokompresoriaus, nes pernelyg aukšta įsiurbimo temperatūra yra variklio veikimo, efektyvumo ir eksploatavimo trukmės „numušėjas“.
Jei įsiurbiamas oras neatvėsinamas ir aukštos{0}}temperatūros oras tiesiogiai patenka į cilindrą, tai sukels tris rimtas pasekmes:
Detonacija („mirtina vidinė variklio trauma“)
Tai pati pavojingiausia ir tiesioginė pasekmė.
Principas: Aukštos temperatūros oras, patekęs į cilindrą, smarkiai padidins mišinio (oro+kuro) temperatūrą cilindro viduje. Prieš uždegant uždegimo žvakę, mišinys gali savaime užsidegti (savaime užsiliepsnoti) dėl aukštos temperatūros ir slėgio, todėl degimas vyksta nereguliariai.
Pasekmė: tai sukels stiprų detonaciją, skleis trankius garsus ir sukels didelį smūgio slėgį komponentams, tokiems kaip stūmokliai ir švaistikliai. Sunkiais atvejais stūmoklis gali prasiskverbti arba per kelias sekundes sudeginti uždegimo žvakę, dėl to variklis bus išmestas į metalo laužą.
Stiprus galios sumažėjimas (deguonies kiekis atskiestas)
Pirminė turbokompresoriaus paskirtis yra „padidinti orą“, tačiau jei oras įkais, poveikis labai sumažės.
Principas: Variklio galia priklauso nuo to, kiek sudeginama kuro, o visiškas kuro sudegimas – nuo deguonies kiekio ore. Karšto oro molekulių judėjimas yra intensyvus, todėl tankis mažėja (kaip baliono, kuris plečiasi ir susitraukia), o deguonies molekulių skaičius tūrio vienete yra daug mažesnis nei šalto oro.
Pasekmė: oras tampa karštas ir plonas, o tai reiškia, kad trūksta deguonies. Variklio kompiuteris (ECU) priverstinai atitolins uždegimo kampą ir sumažins degalų įpurškimo kiekį, kad išvengtų detonacijos. Rezultatas yra toks, kad nors turbina padidina slėgį, tikroji galia iš tikrųjų mažėja, net mažiau nei to paties darbinio tūrio atmosferiniai varikliai.
Per didelis išmetamųjų teršalų kiekis ir sutrumpintas turbinos tarnavimo laikas
Emisijos pablogėjimas: Aukštos temperatūros oras sukelia nepakankamą degimą, todėl susidaro daugiau azoto oksidų (NOx, kenksmingų dujų) ir juodų dūmų, todėl sunku laikytis aplinkosaugos bandymų standartų.
Padidėjusi turbokompresoriaus apkrova: pati įsiurbimo temperatūra yra turbokompresoriaus gaminamo suspausto oro šalutinis produktas. Jei turbinos gale (išmetimo pusėje) kaupiasi šiluma, tai pagreitins turbinos guolių susidėvėjimą ir sutrumpins variklio alyvos (tepalinės alyvos) tarnavimo laiką. Aukšta temperatūra gali netgi sukelti variklio alyvos koksavimą (sutirštėjimą, sukietėjimą).
Kaip išspręstas tarpinis aušintuvas?
Tarpinis aušintuvas sumontuotas tarp turbokompresoriaus ir variklio įsiurbimo kolektoriaus. Jo funkcija yra veikti kaip „šilumos kriaukle“:
Kai oras iš turbinos (apie 150–200 laipsnių aukšta temperatūra) teka per vamzdžius tarpinio aušintuvo viduje, didelio greičio oro srautas arba ventiliatorius lauke pašalins šilumą ir atšaldys iki maždaug 50–60 laipsnių.
Po aušinimo žymiai padidėja oro tankis, padidėja deguonies kiekis, o degimas yra pilnesnis, o tai ne tik atkuria galią, bet ir pašalina detonacijos riziką.
