增压发动机中冷器的作用
增压发动机中冷器的作用
现在很多车的发动机都带着醒目的“T”字，T字证明了它是一款增压发动机。我们都知道，涡轮增压发动机在发动机原有的基础上增加了涡轮装置，在运转中，涡轮自身运行产生出的过剩能量必须合理传导出去，这就需要一个装置与之“能量中和”，这就是中冷器。
中冷器会增加空气阻力，使增压空气的压力下降，导致增压效果减少，发动机响应变慢，不过这种效应相比起中冷器对发动机提升功率的作用来说，就显得无足轻重了。
空冷还是水冷?
要将空气冷却，无非就是两种方法。一种是通过车辆行驶的时候迎面撞进的冷风进行降温，另一种就是使用水冷。前者的原理和我们家用的冰箱、空调的散热器是 一样的，就是让空气通过一根根管道，增加管道和周围空气的接触面积，然后通过周围的空气将其降温。放在发动机上方的空气冷却的中冷器。
水冷则是刚好和风冷相反。就是将一个冷却器放进进气管道里，让增压后的热空气流过。而冷却器里则有冷却水不断地流动，从而带走增压空气热量。
实线表示空气的流动虚线表示冷却水的流动
首先接着之前的话题，当空气经过增压器被压缩后，温度会升高，这是一个基本的物理原理。增压后的气体温度大概会升高多少呢?这个要视乎增压器的工作情况 而定，转速越高，增压压力越大，温度上升就越大，一般而言能够上升40-60度左右，加上空气本来的温度，增压后的气体已经很烫了。
高温气体对发动机的影响主要在两点：一是空气体积大了，相当于发动机吸进的空气又变少了;而第二点更为重要，高温空气对于发动机燃烧特别不利，功率会减 少、排放会变坏。在相同的燃烧条件下，增压空气的温度每上升10℃，发动机功率就会下降大约3%～5%。这个问题就非常严重了，好不容易增加的`功率会被空 气温度过高而抵消，为了解决这些问题，我们需要把增压后的空气再度冷却再送进发动机。而承担这一重任的部件就是中冷器。中冷器听上去很酷，其实原理和结构 跟我们家用冰箱和空调的散热器没什么区别。
副作用：发动机响应速度变慢涡轮迟滞变得严重为什么要中冷器
一般来说，中冷器越大，其内部的气流损失越小而且冷却效率也越高，而气流停留在中冷器内部的时间越长，冷却效果就越好。不过中冷器就好比增加了进气管道 的容积，增压器产生的压缩空气首先要把这个容积填满，然后才能产生增压效果。如果用在涡轮增压上，直接的表现效果就是涡轮迟滞变得严重;即使是机械增压的 机器，也会引起发动机响应变慢。
另一方面，由于增压空气必须流过各种管 道，因此阻力增加了，其增压压力肯定会被削弱一部分。不过这种削弱只是在踏下油门后一段很短的时间内产生，因为增压空气被削弱压力后会在中冷器到进气门这 段密封的空间内重新建立足够的压力，直至泄压阀打开。因此，最终的表现依然是发动机响应变慢，涡轮增压的迟滞现象会变得严重。
中冷器会使涡轮迟滞更加明显，可是又不能不装，因此如何兼顾冷却效率及压力维持，是工程师最为头疼的问题。其中最根本的方法是减少整个进气管道的容积， 降低管道阻力，缩短进管路，因此我们看到的中冷器往往都是紧贴发动机，而不像散热水箱那样远离发动机。高增压、大排量的发动机由于进气量大，温度高，往往 需要一个大中冷器。大型的中冷我们比较容易见到的是放在发动机顶上，这样可以通过在发动机舱盖上开一个进气口，使用迎面撞入的冷空气降温，这种方式在很多 车上都能见到，例如翼豹STI、MINICOOPERS。放在发动机上方的好处是结构紧凑，管道短，非常适合于小车和改装车使用。但这种布置方式由于太过 贴近发动机，会受到发动机热量的影响。
MINICOOPERS和翼豹STI都在发动机盖上开口进行中冷器散热
还有一种布置形式是把中冷器放在汽车中网前部下方。这种方式充分利用了迎面而来的冷风进行散热，但管道过长，布置更为复杂。由于更接近地面，受到地面沙石破坏的可能性也更大。
对于这两种冷却方式而言，都属于外置式的风冷，适用于大型中冷器。而现在的趋势都是低增压的发动机，并不需要太大的中冷器，同时也为了让发动机更加紧凑，目前很多发动机都采用水冷的方式，将一个冷却器放入进气管道，当空气经过的时候就被冷却了，结构非常紧凑。
大众1.4TSI使用的中冷器
中冷器是增压发动机里非常重要的部件，它能有效降低空气温度，提高发动机功率。除了要降低空气的温度，我们还要对涡轮增压器降温、对增压压力进行控制。
我们熟悉的大众1.4T涡轮增压发动机就是采用这种方式，而奥迪的机械增压也是采用这种形式进行冷却，结构相当紧凑。由于这种中冷器完全安装在内部，因此受到灰尘和沙石损伤也更少。
普旭
2023-06-12 广告
