L'échangeur thermique n'est généralement visible que sur les véhicules équipés d'un turbocompresseur. Étant donné que l'échangeur thermique est en fait un élément de soutien de la turbocompression, sa fonction est de réduire la température de l'air à haute température après la turbocompression, de réduire la charge thermique du moteur, d'augmenter le volume d'air d'admission et donc d'augmenter la puissance du moteur. Pour les moteurs turbocompressés, l'échangeur thermique est un élément important du système de turbocompression. Qu'il s'agisse d'un moteur suralimenté ou d'un moteur turbocompressé, un échangeur thermique doit être installé entre le turbocompresseur et le collecteur d'admission. En prenant comme exemple un moteur turbocompressé, une brève introduction à l'échangeur thermique sera donnée ci-dessous.
L'une des raisons pour lesquelles les moteurs turbocompressés ont une puissance supérieure à celle des moteurs ordinaires est que leur efficacité de ventilation est supérieure à celle des moteurs à admission naturelle. Lorsque l'air entre dans la turbocompression, sa température augmente considérablement et sa densité diminue en conséquence. L'échangeur thermique joue un rôle dans le refroidissement de l'air, et l'air à haute température est refroidi par l'échangeur thermique avant d'entrer dans le moteur. S'il n'y a pas d'échangeur thermique et que l'air à haute température après la turbocompression entre directement dans le moteur, cela peut provoquer une détonation du moteur ou même des dommages et un calage en raison de la température élevée de l'air.
L'échangeur thermique se trouve généralement sur les véhicules équipés d'un turbocompresseur. En effet, l'échangeur thermique est en fait un composant de soutien du turbocompresseur et sa fonction est d'améliorer l'efficacité de la ventilation du moteur turbocompressé.
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La fonction de l'échangeur thermique est d'abaisser la température d'admission du moteur. Alors pourquoi abaisser la température d'admission ?
(1) La température des gaz d'échappement émis par le moteur est très élevée et la conduction thermique à travers le turbocompresseur augmentera la température de l'air d'admission. De plus, pendant le processus de compression, la densité de l'air augmente, ce qui entraîne également une augmentation de la température de l'air évacué du turbocompresseur. À mesure que la pression de l'air augmente, la densité de l'oxygène diminue, ce qui affecte l'efficacité de charge effective du moteur. Si vous souhaitez améliorer encore l'efficacité de gonflage, vous devez abaisser la température d'admission. Les données montrent que dans les mêmes conditions de rapport air-carburant, pour chaque diminution de 10 degrés de la température de l'air de suralimentation, la puissance du moteur peut augmenter de 3 à 5 %.
(2) Si de l'air de suralimentation non refroidi pénètre dans la chambre de combustion, cela affectera non seulement l'efficacité de charge du moteur, mais entraînera également facilement une température de combustion élevée du moteur, provoquant une détonation et d'autres défauts, et augmentera la teneur en NOx dans l'échappement du moteur, provoquant une pollution de l'air.
Afin de remédier aux effets néfastes causés par l'élévation de la température de l'air après la turbocompression, il est nécessaire d'installer un intercooler pour réduire la température d'admission.
(3) Réduire la consommation de carburant du moteur.
(4) Améliorer l'adaptabilité à l'altitude. Dans les zones de haute altitude, l'utilisation d'un refroidisseur intermédiaire permet d'utiliser un compresseur à rapport de pression plus élevé, ce qui permet au moteur d'atteindre une plus grande puissance et d'améliorer l'adaptabilité de la voiture.
(5) Améliorer l’adaptation et l’adaptabilité du turbocompresseur.
Méthodes d'entretien
L'échangeur thermique et le radiateur refroidis par air sont installés ensemble devant le moteur, en s'appuyant sur le ventilateur d'aspiration et l'air de surface de la voiture pour le refroidissement. Un mauvais refroidissement de l'échangeur thermique peut entraîner une puissance insuffisante du moteur et une augmentation de la consommation de carburant. Par conséquent, une inspection et un entretien réguliers de l'échangeur thermique doivent être effectués, notamment :
Nettoyage extérieur
En raison de l'installation de l'échangeur intermédiaire à l'avant, le canal des ailettes de refroidissement de l'échangeur intermédiaire est souvent obstrué par des feuilles, des boues d'huile (débordement d'huile hydraulique du réservoir d'huile de direction), etc., ce qui entrave la dissipation de la chaleur de l'échangeur intermédiaire. Par conséquent, cette zone doit être nettoyée régulièrement. La méthode de nettoyage consiste à utiliser un pistolet à eau à pression relativement faible pour rincer lentement de haut en bas ou de bas en haut à un angle perpendiculaire au plan de l'échangeur intermédiaire, mais jamais en diagonale pour éviter d'endommager l'échangeur intermédiaire.
Nettoyage et inspection internes
Les tuyaux internes de l'échangeur thermique contiennent souvent des saletés telles que des boues d'huile et de la gomme, ce qui non seulement rétrécit le canal d'écoulement de l'air, mais réduit également la capacité d'échange thermique de refroidissement. Par conséquent, un entretien et un nettoyage sont également nécessaires. En général, chaque année ou lors de la révision du moteur ou de la réparation par soudage du réservoir d'eau, l'intérieur de l'échangeur thermique doit être nettoyé et inspecté.
Méthode de nettoyage : Ajoutez une solution aqueuse contenant 2 % de soude caustique (la température doit être comprise entre 70-80 degrés) dans l'échangeur intermédiaire, remplissez-le, attendez 15 minutes et vérifiez s'il y a une fuite d'eau dans l'échangeur intermédiaire. Si nécessaire, il doit être démonté pour inspection et réparé par soudage (de la même manière que pour réparer le réservoir d'eau) ; s'il n'y a pas de fuite d'eau, secouez-le d'avant en arrière à plusieurs reprises, versez la solution de lavage, puis remplissez-le d'une solution aqueuse propre contenant 2 % de carbonate de sodium pour le rinçage jusqu'à ce qu'il soit relativement propre. Ajoutez ensuite de l'eau chaude propre (80-90 degrés) pour le nettoyage jusqu'à ce que l'eau libérée soit propre. Si l'extérieur de l'échangeur intermédiaire est taché d'huile, il peut également être nettoyé avec de l'eau alcaline. La méthode consiste à tremper la tache d'huile dans une solution alcaline et à l'enlever avec une brosse jusqu'à ce qu'elle soit propre. Après le nettoyage, utilisez de l'air comprimé pour sécher l'eau à l'intérieur de l'échangeur intermédiaire ou laissez-le refroidir naturellement. Lors de l'installation de l'échangeur intermédiaire, ne raccordez pas d'abord l'échangeur intermédiaire au tuyau de raccordement du moteur, démarrez le moteur et attendez qu'il n'y ait plus d'humidité à la sortie de l'échangeur intermédiaire avant de raccorder le tuyau d'admission du moteur. Si une saleté importante est détectée à l'intérieur du noyau de l'échangeur intermédiaire, inspectez soigneusement le filtre à air et les tuyaux d'admission pour détecter d'éventuelles fuites et résolvez les problèmes.
Le plus gros problème des turbocompresseurs est que la distance entre l'orifice d'admission qui aspire l'air frais et l'échappement à haute température est très proche, et la température de l'air frais aspiré augmentera également de manière significative après la compression. Par conséquent, même les moteurs turbocompressés mécaniques sans l'influence des températures d'échappement élevées doivent utiliser des refroidisseurs intermédiaires pour refroidir l'air d'admission. La température de l'air comprimé augmentera. L'exemple le plus simple est la pompe à air utilisée pour gonfler les pneus. Si vous ne le croyez pas, vous pouvez toucher la pompe à air qui le gonfle et savoir à quel point la chaleur accumulée par la compression de l'air est terrifiante. De plus, grâce à la connaissance de la chimie et de la physique, nous pouvons savoir que plus la température est basse, plus la teneur en oxygène de l'air est élevée. Certaines personnes peuvent se demander : qu'est-ce que cela signifie ? Vous devez savoir que la combustion du carburant nécessite de l'oxygène dans l'air, et plus il y a d'oxygène, plus le carburant peut être brûlé, libérant ainsi plus de puissance. Les amis qui veulent en savoir plus peuvent se référer à l'introduction correspondante dans « Système d'inhalation ». L'échangeur thermique est un radiateur efficace qui refroidit principalement l'air frais avant qu'il n'entre dans le moteur. Vous pouvez imaginer que l'échangeur thermique est situé devant le radiateur, il peut donc être directement impacté par l'air froid soufflant de l'avant, et il doit également être situé derrière le filtre à air, le turbocompresseur ou le compresseur mécanique. La situation réelle est effectivement la suivante. La plupart des voitures sont équipées d'un échangeur thermique situé devant le radiateur, et l'effet de refroidissement est en effet meilleur que certains échangeurs thermiques disposés en hauteur. Cependant, cela affectera dans une certaine mesure le flux d'air soufflant dans le radiateur. Par conséquent, dans certaines situations extrêmes, comme sur la piste, il est nécessaire de mettre à niveau le radiateur pour contrôler la température du moteur.
Principe de fonctionnement
L'utilisation d'un refroidisseur intermédiaire bien conçu peut fournir 5 % -10 % de puissance supplémentaire.
Certaines voitures utilisent également des refroidisseurs intermédiaires suspendus, qui obtiennent de l'air de refroidissement par des ouvertures dans le capot moteur. Par conséquent, avant le démarrage de la voiture, l'échangeur intermédiaire ne sera soufflé que par une partie de l'air chaud du compartiment moteur. Bien que l'efficacité de la dissipation de chaleur soit affectée, la consommation de carburant du moteur diminuera considérablement car la température d'admission augmentera dans une telle situation, réduisant indirectement l'efficacité de fonctionnement du moteur. Cependant, pour les voitures turbocompressées puissantes, le démarrage instable causé par une puissance excessive peut être atténué dans cette situation. La série Impreza de Subaru est un exemple typique d'échangeurs intermédiaires suspendus. De plus, le plus grand avantage de la disposition de l'échangeur intermédiaire suspendu est qu'il peut raccourcir efficacement la course du gaz comprimé atteignant le moteur.