Системи интеркулера са ваздушним хлађењем су важна компонента модерних мотора аутобуса, дизајнирани да побољшају ефикасност мотора смањењем температуре компримованог усисног ваздуха, чиме се повећава густина ваздуха који улази у цилиндар мотора и побољшава излазна снага. Интеркулер је измењивач топлоте који се обично поставља између турбо пуњача или компресора и усисне гране мотора. Он је одговоран за снижавање температуре и повећање густине ваздуха који улази у комору за сагоревање, што побољшава перформансе мотора уз смањење емисија. Индустрија аутобуса захтева поуздане и ефикасне системе интеркулера како би испунили еколошке прописе и решили проблеме ефикасности горива.
Овај чланак истражује важна знања из индустрије у вези са ваздушно хлађеним интеркулер системима који се користе у индустрији аутобуса. Пружа преглед различитих типова интеркулера, апликација, коришћених материјала, разматрања дизајна, процедура одржавања и будућих напретка у области интерцоолинг система.
Врсте интеркулера
Постоје два основна типа интеркулера који се користе у аутобуским и аутобуским апликацијама, ваздух-ваздух и течност-ваздух. Интеркулери ваздух-ваздух су неке од најчешћих и најефикаснијих варијанти међухладњака, које користе амбијентални ваздух за хлађење усисног ваздуха. Амбијентални ваздух се креће кроз језгро које је изграђено од низа алуминијумских цеви са танким зидовима које су блиско међусобно распоређене. Крајеви цеви су покривени алуминијумским ребрима који су постављени окомито на смер цеви. Пераје помажу у преносу топлотне енергије из цеви у околни ваздух. Компримовани ваздух струји кроз унутрашњост алуминијумских цеви и хлади се ваздухом који окружује вођицу цеви.
Интеркулери течност-ваздух, с друге стране, користе течно расхладно средство за уклањање топлоте из компримованог усисног ваздуха. Улазни ваздух се усмерава кроз измењивач топлоте слично као и варијанта ваздух-ваздух, али уместо ваздуха околине, течно расхладно средство циркулише кроз измењивач. Течне расхладне течности које се обично користе укључују воду, гликол или комбинацију ова два. Ове расхладне течности циркулишу кроз измењивач топлоте преко мреже цеви, преносећи топлотну енергију са компримованог ваздуха на расхладну течност, која се затим хлади преко радијатора постављеног негде погодно у моторном простору.
Апликације
Ваздушно хлађени међухладњаци се користе у различитим апликацијама мотора аутобуса, који укључују и дизел моторе са турбо пуњењем и бензинске моторе са компресором. Дизел мотори са турбо пуњењем су неке од најчешћих примена међухладњака ваздух-ваздух, јер је познато да производе више температуре издувних гасова од бензинских мотора, чинећи међухлађење неопходним за оптималну ефикасност и перформансе мотора.
Бензински мотори са компресором су још једна апликација која може имати користи од међухлађења. Пошто бензински мотори користе вентил за гас за контролу протока ваздуха до мотора, они раде са различитим односима ваздуха и горива у опсегу обртаја. Овај динамички однос доводи до температура усисног ваздуха које могу достићи и до 200 степени Фаренхајта, што може довести до неефикасног сагоревања и лоших перформанси мотора. Међухлађење компримованог ваздуха помаже да се ублажи овај проблем снижавањем температуре усисног ваздуха и повећањем ефикасности горива мотора.
Коришћени материјали
Алуминијум и бакар су најчешће коришћени материјали у конструкцији интеркулера. Алуминијум је пожељан материјал због својих одличних својстава топлотне проводљивости, мале тежине и отпорности на корозију. Бакар се понекад користи у конструкцији интеркулера, првенствено у конфигурацијама течност-ваздух. Бакар има одлична својства преноса топлоте и отпоран је на корозију, али је тежи и скупљи од алуминијума.
Разматрање дизајна интеркулера
Постоји неколико важних фактора које инжењери морају узети у обзир када дизајнирају интеркулер систем посебно за апликације у аутобусима. Један од најважнијих је величина и облик интеркулера. Величина интеркулера је диктирана запремином ваздуха који треба да се охлади, а која је одређена излазном снагом мотора. Облик интеркулера је такође важан, јер мора удобно да се уклапа у ограничен простор у простору мотора. Поред тога, потребно је узети у обзир постављање водоводне инсталације интеркулера како би се осигурало да не омета друге компоненте мотора, као што су црева за расхладну течност, канали за усис ваздуха или каблови.
Још једно важно разматрање у дизајну интеркулера је локација интеркулера у односу на мотор и систем за усис ваздуха. Интеркулери се могу монтирати или близу турбо пуњача или међухладњака, или ближе усисној грани. Постављање интеркулера ближе турбо пуњачу или компресору ставља га у позицију у којој може лако да хлади компримовани усисни ваздух, али га такође ставља у део моторног простора који постаје много топлији од усисне гране. Монтажа интеркулера ближе усисној грани поставља га у део моторног простора који је ближи амбијенталном ваздуху и самим тим хладнији, али уводи додатне цеви за усис ваздуха које могу повећати укупан пад притиска у систему.
Интерцоолер Маинтенанце
Правилно одржавање интеркулер система је кључно за његову дуговечност и перформансе. Примарни задатак одржавања интеркулера је периодично чишћење језгра. Језгра интеркулера могу се зачепити прљавштином, прашином и општим остацима што значајно смањује ефикасност система. Чишћење треба да се обавља у редовним интервалима, идеално са сваком заменом уља у мотору, како би се осигурало да интеркулер ради са вршним перформансама. Најлакши и најефикаснији начин за чишћење језгра интеркулера је кроз црево за ваздух под високим притиском које дува компримовани ваздух кроз језгро са супротног краја протока ваздуха.
Будућа унапређења
Будући напредак у технологији интеркулера фокусиран је на побољшање ефикасности, контроле емисије и укупних перформанси мотора. Једна област фокуса је развој напреднијих материјала који нуде још бољу топлотну проводљивост и својства отпорности на корозију. Друга област фокуса је на побољшању постављања и усмеравања водоводних инсталација интеркулера како би се смањио пад притиска и укупна сложеност уз истовремено повећање ефикасности хлађења. Напредак у електронским контролним системима ће такође играти улогу у будућности технологије међухлађења, омогућавајући финију контролу над перформансама система за међухлађење и оптимизујући ефикасност горива.
Одржавањем ових критичних компоненти оптимизованим, индустрија аутобуса има користи од побољшане отпорности на животну средину, ефикасности горива и укупних перформанси мотора.
