帶你認(rèn)識增壓發(fā)動機(4)中冷器的作用

　　[太平洋汽車網(wǎng) 導(dǎo)購頻道]在前3篇的文章中，我們分別介紹了增壓原理和2種增壓器。從這篇開始，我們要介紹增壓發(fā)動機其他重要的部件，因為只有一個增壓器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能完成工作的。那么我們首先要介紹的是和增壓器“對著干”的中冷器。

　　之所以說中冷器和增壓器是“對著干”，是因為中冷器會增加空氣阻力，使增壓空氣的壓力下降，導(dǎo)致增壓效果減少，發(fā)動機響應(yīng)變慢，不過這種效應(yīng)相比起中冷器對發(fā)動機提升功率的作用來說，就顯得無足輕重了。

　　如果你想回顧前3期的內(nèi)容，可以點擊：

　　《帶你認(rèn)識增壓發(fā)動機(1) ：增壓器的由來》；

　　《帶你認(rèn)識增壓發(fā)動機(2) ：機械增壓器》；

　　《帶你認(rèn)識增壓發(fā)動機(3) ：渦輪增壓器》；

　　為什么要中冷器

　　首先接著之前的話題，當(dāng)空氣經(jīng)過增壓器被壓縮后，溫度會升高，這是一個基本的物理原理。增壓后的氣體溫度大概會升高多少呢?這個要視乎增壓器的工作情況而定，轉(zhuǎn)速越高，增壓壓力越大，溫度上升就越大，一般而言能夠上升40-60度左右，加上空氣本來的溫度，增壓后的氣體已經(jīng)很燙了。

　　高溫氣體對發(fā)動機的影響主要在兩點：一是空氣體積大了，相當(dāng)于發(fā)動機吸進的空氣又變少了；而第二點更為重要，高溫空氣對于發(fā)動機燃燒特別不利，功率會減少、排放會變壞。在相同的燃燒條件下，增壓空氣的溫度每上升10 ℃，發(fā)動機功率就會下降大約3%～5%。這個問題就非常嚴(yán)重了，好不容易增加的功率會被空氣溫度過高而抵消，為了解決這些問題，我們需要把增壓后的空氣再度冷卻再送進發(fā)動機。而承擔(dān)這一重任的部件就是中冷器。中冷器聽上去很酷，其實原理和結(jié)構(gòu)跟我們家用冰箱和空調(diào)的散熱器沒什么區(qū)別。

中冷器形狀各異 但基本原理和結(jié)構(gòu)與我們的冰箱空調(diào)散熱器沒什么區(qū)別

　　空冷還是水冷？

　　要將空氣冷卻，無非就是兩種方法。一種是通過車輛行駛的時候迎面撞進的冷風(fēng)進行降溫，另一種就是使用水冷。前者的原理和我們家用的冰箱、空調(diào)的散熱器是一樣的，就是讓空氣通過一根根管道，增加管道和周圍空氣的接觸面積，然后通過周圍的空氣將其降溫。

放在發(fā)動機上方的空氣冷卻的中冷器

　　水冷則是剛好和風(fēng)冷相反。就是將一個冷卻器(形狀和原理和風(fēng)冷的中冷器基本一致)放進進氣管道里，讓增壓后的熱空氣流過。而冷卻器里則有冷卻水不斷地流動，從而帶走增壓空氣的熱量。

實線表示空氣的流動 虛線表示冷卻水的流動

　　副作用：發(fā)動機響應(yīng)速度變慢 渦輪遲滯變得嚴(yán)重

　　一般來說，中冷器越大，其內(nèi)部的氣流損失越小而且冷卻效率也越高，而氣流停留在中冷器內(nèi)部的時間越長，冷卻效果就越好。不過中冷器就好比增加了進氣管道的容積，增壓器產(chǎn)生的壓縮空氣首先要把這個容積填滿，然后才能產(chǎn)生增壓效果。如果用在渦輪增壓上，直接的表現(xiàn)效果就是渦輪遲滯變得嚴(yán)重；即使是機械增壓的機器，也會引起發(fā)動機響應(yīng)變慢。

　　另一方面，由于增壓空氣必須流過各種管道，因此阻力增加了，其增壓壓力肯定會被削弱一部分。不過這種削弱只是在踏下油門后一段很短的時間內(nèi)產(chǎn)生，因為增壓空氣被削弱壓力后會在中冷器到進氣門這段密封的空間內(nèi)重新建立足夠的壓力，直至泄壓閥打開(關(guān)于泄壓閥我們以后再介紹)。因此，最終的表現(xiàn)依然是發(fā)動機響應(yīng)變慢，渦輪增壓的遲滯現(xiàn)象會變得嚴(yán)重。

　　中冷器會使渦輪遲滯更加明顯，可是又不能不裝，因此如何兼顧冷卻效率及壓力維持，是工程師最為頭疼的問題。其中最根本的方法是減少整個進氣管道的容積，降低管道阻力，縮短進氣管路，因此我們看到的中冷器往往都是緊貼發(fā)動機，而不像散熱水箱那樣遠(yuǎn)離發(fā)動機。這樣的話，發(fā)動機整體也會更加緊湊。