Охладители воздух-воздух

При наддуве двигателей внутреннего сгорания используются два основных типа теплообменников. В одних охлаждение сжатого в компрессоре воздуха производится набегающим потоком воздуха (теплообменники «воздух-воздух»), в других - охлаждающей жидкостью («воздух-вода»).

Может использоваться также понижение температуры сжимаемого воздуха путем подачи в его поток на входе в компрессор воды, на испарение которой затрачивается часть повышающейся при сжатии внутренней энергии. В любом случае гидравлическое сопротивление должно быть минимальным, поскольку высокие сопротивления протекающему через охладитель сжатому воздуху снижают его давление и, следовательно, его плотность.

В связи с конструктивной простотой и со своей надежностью наибольшее распространение нашли охладители типа «воздух- воздух». Они представляют собой алюминиевый пластинчатый радиатор, в котором воздух проходит через тонкие трубки, соединенные друг с другом в верхней части. Пример выполнения такого теплообменника показан на рис. 2.3. Для интенсификации теплообмена как внутри трубок, так и между ними располагают небольшие перегородки.

Поскольку охлаждаемой и охлаждающей средой является воздух, термические сопротивления теплоотдачи оказываются большими и общая эффективность таких охладителей невелика. Для существенного понижения температуры в таком теплообменнике он должен иметь достаточно большие размеры, что не всегда возможно, особенно в условиях ограниченного подкапотного пространства легковых автомобилей.

Поскольку теплоемкость воды более чем в 4 раза превосходит изобарную теплоемкость воздуха, существенного уменьшения габаритов промежуточных охладителей можно добиться использованием теплообменников типа «вода-воздух». Теплообменник «вода- воздух» обычно располагается рядом с компрессором, а теплота в окружающую среду отводится с помощью отдельного радиатора, через который жидкость прогоняется специальным насосом. Эффективность подобных теплообменников несколько снижается в связи с необходимостью добавки в воду антифриза. Количество охлаждающей жидкости в системе промежуточного охладителя должно быть достаточным, чтобы на пике нагрузки понизить температуру сжатого воздуха даже до того, как насос подаст в теплообменник очередную порцию охлажденной воды (обычно - 2 ... 3 л). Такие охладители выигрывают в сравнении с охладителями типа «воздух-воздух» благодаря высокой теплоемкости и аккумулирующей способности жидкости.

Входной патрубок на входе в компрессор имеет обычно диаметр 80, а на выходе - 50 мм. Трубы должны быть гибкими и по возможности короткими. Ведущая от промежуточного охладителя труба покрывается теплоизоляцией.

Циркуляция воды в контуре промежуточного охладителя обеспечивается насосом с электрическим приводом. При увеличении нагрузки производительность насоса обычно возрастает. В некоторых системах насос включается лишь при открытии дроссельной заслонки на определенный угол, а затем, после фиксированной временной задержки, вновь отключается.

Насос обычно размещается на выходе из радиатора, благодаря чему в него поступает жидкость при сравнительно низкой температуре. Режим работы, а также включение и выключение насоса контролируются блоком управления. В качестве управляющего сигнала может использоваться значение температуры или давления сжатого воздуха, а также угол открытия дроссельной заслонки.