回答:
ここで重要な要素がいくつかあります。
エンジンの爆発は、SIエンジンの本当の関心事です
火花点火エンジンは、より高温の空気で早期点火(別名、ノッキングまたはデトネーション)を経験する可能性が高くなります。実際、以下の例の計算は、これがインタークーリングがこのような良いアイデアである主な理由であることを示しています。
熱い空気が上がり、冷たい空気が沈む
物理学では、熱い空気は冷たい空気より密度が低くなります。これは、1 kgの熱い空気が占める容積が1 kgの冷たい空気が占める容積よりも大きいことを意味します。
内燃機関は容積測定装置です
これが意味することは、エンジンが回転してサイクルを完了するたびに、燃焼室に入れられる空気の量が固定されるということです。
パワーは体積ではなく質量に依存します
エンジンが発生する出力は、燃焼室に流入する空気の質量に比例し、その容積ではありません。より多くの空気分子=より多くのビッグバン。
ターボチャージャー(またはその他の強制誘導装置)が使用される理由は、ICエンジンの出力や効率を高めるためです。燃焼室レベルでは、これは燃焼中に存在する空気分子の量を増やすことで達成されます。
ターボチャージャーは、入ってくる空気を加圧することでこれを実現します。この圧縮プロセスの望ましくない副産物は、外気が高温で密度が低いことです。
この熱い空気がそのまま燃焼室に供給されると、エンジンが爆発する可能性が高くなります。
インタークーラーで空気を冷却することにより、エンジンのノッキングが低減されるため、エンジンの動作がより安全になります。
追加のボーナスとして、空気はわずかに濃くなり、燃焼中により多くの空気分子が存在できるようになります。
これは、数字が言葉よりも大きく話すことができる質問の1つです。
フォーラムは、株式三菱エボXがミッドレンジRPMで22 psiブーストを生成できることを示しています。
海面でのターボ吸気条件は次のとおりです。
Air pressure @ turbo inlet = 14.7 psi
Assumed inlet air temperature = 25 °C
=> air density @ turbo inlet = 1.184 kg/m^3
ターボチャージャーの効率が85%であると仮定すると、工学計算1では、吐出温度は92℃に近くなります。
Air pressure @ turbo outlet = 14.7 + 22
= 36.7 psi
Air density @ 36.7 psi, 92 °C = 2.41 kg/m^3
爆発を気にするという事実ではない場合、出口密度の値はかなり美味しそうです-入口の値の2倍以上です。
しかし、この高温の排出空気をインタークーラーに通すとどうなるか見てみましょう。
圧力が1 psi低下し、空気が70°Cに冷却されると仮定します。
Air density @ 35.7 psi, 70 °C = 2.50 kg/m^3
インタークーラーによって貴重なブーストが失われるという事実にもかかわらず、冷却効果により密度が3%以上増加するため、空気はより密になり、さらに重要なことに、エンジンのノック/爆発の観点から安全になります。
1 - 私は、このマージンが含まれていることが狭すぎるており、このために見事な計算をしてきました
つまり、2つの理由があります。
2番目の例では、これは、混合物が爆発するのを防ぐために点火時期の進角量を変更する必要があることを意味します。最適な電力供給に必要な正確な瞬間にシリンダーを点火しないため、電力がかかります。あなたは力を失い、あなたはより悪い燃料消費を得る。
インタークーリングに加えて、シリンダーに流入する空気を冷却する別の方法は、水/メタノール混合物または亜酸化窒素(この場合、冷却に使用されるため、低圧または徐放性NO2システムと呼ばれる)を注入することです直接、電力を増加させるためではなく)空気/燃料混合物と一緒に充電してください。これらの車は熱い空気とより希薄な(より強力な)空燃比と追加の冷却を嫌い、より希薄な空気/燃料混合物と最適なタイミングを実行するのに役立つため、これはスバル所有者のお気に入りの戦術です。