Вследствие повышения температуры воздуха при его сжатии в компрессорах снижается массовое наполнение двигателя и увеличивается теплонапряженность его деталей, что ограничивает форсирование двигателя путем повышения давления воздуха или горючей смеси на входе в цилиндр. Поэтому в комбинированных двигателях широко используется охлаждение воздуха после компрессоров перед его поступлением в цилиндр. При этом не только уменьшается теплонапряженность деталей двигателя, но и увеличивается массовое наполнение цилиндра.

В двигателях внутреннего сгорания наиболее часто применяют рекуперативные (поверхностные) охладители, в которых передача теплоты от воздуха в охлаждающую среду происходит через разделяющую их поверхность. Теплопередающая поверхность образуется из трубок или пластин различной конфигурации. Охлаждающей средой может быть воздух, вода, фреон и т.п.

Поверхностные охладители воздуха классифицируют по типу охлаждающей среды — водовоздушные, воздуховоздушные, фреоно-воздушные; по конструкции теплопередающей поверхности — трубчатые и пластинчатые; по направлению потоков рабочих сред — прямоточные, смешанного и перекрестного типов.

При выборе типа охладителя руководствуются в основном необходимой глубиной охлаждения наддувочного воздуха и типом двигателя (автотракторный, судовой, тепловозный). В автотракторных двигателях используют как водовоздушные, так и воздуховоздушные охладители.

Воздуховоздушный охладитель не усложняет конструкции силовой установки (нет дополнительного водяного насоса и его привода), позволяет осуществить более глубокое охлаждение (так как температурный напор используется лишь в одном охладителе), более надежен, чем водовоздушный. В то же время из-за меньшей теплоемкости воздуха габаритные размеры такого охладителя больше, чем водовоздушного; кроме того, усложняется конструкция воздушных трубопроводов.

Схема с водовоздушным охладителем менее надежна, чем схема с воздуховоздушным охладителем, из-за возможности повреждения охладителя вследствие замерзания воды и попадания ее в двигатель при появлении течи. Однако конструкция трубопроводов при этой схеме охлаждения значительно проще, а установка в целом более компактна. Водовоздушные охладители, в которых используется жидкость из системы охлаждения двигателя, экономичны лишь при больших давлениях наддува, так как температура воздуха после компрессора значительно превышает температуру охлаждающей жидкости. Вследствие этого в автотракторных двигателях, отличающихся невысоким уровнем форсирования по давлению наддува, чаще применяют воздуховоздушные охладители.

Более глубокое охлаждение наддувочного воздуха достигается при применении в качестве охлаждающей среды фреона. Конструкция охладителя в этом случае значительно усложняется из-за необходимости введения специальной парокомпрессорной установки. При такой системе охлаждения собственно охладитель воздуха является парогенератором (испарителем) фреона.

Охладители воздуха

источник: ProPower