background image

Doładowanie silników

background image

Pojęcie i cel doładowani

a silników 

Rozpatrując wzór 

można zauważyć że moc silnika można zwiększyć 

dwiema drogami: 
- przez zwiększenie prędkości obrotowej n
- przez zwiększenie średniego ciśnienia 
użytecznego Pe

2

n

V

p

N

s

e

e

background image

 

Pojęcie i cel doładowania silników

Silnik ZI

Zwiększenie prędkości obrotowej silnika jest 
ograniczone. W silnikach ZI wzrastające siły 
bezwładności i malejący współczynnik napełnienia 
pozostający w zależności z pe, stanowią górną 
granicę prędkości obrotowej rzędu 8000 – 10000 
obr/min, zaś po uwzględnieniu koniecznej trwałości 
używanych przez nas silników są to prędkości 
rzędu ok. 6000 (8000) obr/min

background image

Pojęcie i cel doładowania silnikó

w

Silnik ZS

W silnikach ZS wskutek zjawiska opóźnienia 
zapłonu , górna granica prędkości obrotowej 
silników trakcyjnych wynosi obecnie około 5000 
obr/min

background image

Pojęcie i cel doładowania silnikó

w

Powiększenie średniego ciśnienia użytecznego pe 
(po doprowadzeniu do optymalnego stanu 
przebiegu procesu spalania, współczynnika 
nadmiaru powietrza  oraz napełnienia cylindra) 
można skutecznie uzyskać poprzez 
DOŁADOWANIE, mianowicie: przez doprowadzenie 
 do cylindra  świeżego ładunku o zwiększonej 
gęstości który umożliwi spalenie zwiększonej 
dawki paliwa w czasie obiegu silnika. 

background image

Doładowanie silników - historia

Doładowanie silników zostało zapoczątkowane jeszcze w 
1897 roku przez R. Diesla który to zastosował w silniku 
doładowanie mechaniczne, jednak z doładowaniem silników 
w dzisiejszej postaci wiąże się nazwisko Szwajcara, dr. 
A.Buchi, który to w 1905 roku opatentował sprężarkę 
napędzaną gazami spalinowymi (będącymi produktem pracy 
każdego silnika spalinowego). Założeniem tego rozwiązania 
było zwiększenie sprawności używanych wtedy silników, 
która wynosiła średnio około 25% 
(dla porównania dzisiejsze silniki mają typową sprawność 
dochodzącą do 35%). 
Większość energii powstałej przy spalaniu paliwa tracona jest 
w postaci ciepła i ciśnienia spalin.

 

background image

Historia turbodoładowania nieodłącznie towarzyszyła 
rozwojowi techniki lotniczej. Silniki lotnicze pracują na 
dużych wysokościach, gdzie mniejsze jest też ciśnienie 
powietrza. Stąd właśnie koniecznością stało się stosowanie 
turbosprężarek w samolotach.

Po raz pierwszy sprężarkę w silniku spalinowym 
wykorzystała firma Murray-Willat w 1911.
Postanowiono wykorzystać turbosprężarkę w celu 
zwiększenia osiągów 6-cylindrowej jednostki 
zaprojektowanej do wykorzystania w lotnictwie.
Po zastosowaniu turbodoładowania moc silnika wzrosła z 
początkowych 18.6kW do 50kW czyli prawie trzykrotnie. 
Silnik ten nie został nigdy wprowadzony do produkcji 
seryjnej, 

Doładowanie silników - 

historia

background image

W 1962 roku General Motors zastosował seryjnie 
turbosprężarkę w dwóch modelach produkowanych 
pojazdów osobowych: "Chevrolet Corvair Monza" oraz 
"Oldsmobile Jetfire". Ze względu na kłopoty związane ze 
zbyt wczesnym samozapłonem w komorze spalania, a przez 
to awaryjnością silników, rozwiązanie to nie przyjęło się 
zbyt dobrze.

Popularyzacja silników z turbosprężarką rozpoczęła się w 
zasadzie od początku lat ’70. Producenci pojazdów zaczęli 
po kolei używać turbosprężarki w swoich modelach aut 
osobowych. W 1978 Mercedes wypuścił model 300 SD, a w 
1981 ukazał się VW Golf z turbodieslem pod maską. 

Doładowanie silników - 

historia

background image

Turbosprężarki ze względu na warunki pracy nie są urządzeniami 
niezawodnymi, oraz wymagają odpowiedniego użytkowania. Mimo to 
niewątpliwe korzyści wynikające z zastosowania ich w pojazdach 
zadecydowały, że turbosprężarka jest stosowana obecnie w znacznej 
większości pojazdów. Do zalet turbosprężarek należą:

• Zwiększenie osiągów silnika przy małej pojemności skokowej
• Poprawienie parametrów spalania mieszanki paliwowo – powietrznej, a 

dzięki temu zmniejszenie emisji szkodliwych substancji do atmosfery

• Zmniejszenie zużycia paliwa
• Zwiększenie momentu obrotowego przy niższych prędkościach 

obrotowych silnika.

Zaostrzenie norm emisji spalin spowoduje, że producenci pojazdów i 
silników będą musieli jeszcze precyzyjniej kontrolować proces spalania 
w silniku. Turbosprężarka stanie się niezbędnym elementem 
praktycznie każdego silnika spalinowego, czego dowodem może być 
stosowanie ostatnio w samochodach silników o zmniejszonej 
pojemności skokowej ale z turbosprężarką

Doładowanie silników - 

historia

background image

Doładowanie  silników  możemy  rozpatrywać  z 
uwzględnieniem następujących aspektów:

- Wielkość ciśnienia doładowania
- Odmiany silnika (ZI, ZS)
- Liczby  suwów  pracy  silnika  przypadających  na 

jeden cykl

- Maszyny sprężającej powietrze
- Wykorzystania energii zawartej w spalinach
- Temperatura powietrza doładowującego

Doładowanie silników

background image

Można wyróżnić zakresy doładowania silników:
• niskoprężne   -   p < 0,15 MPa
    - brak chłodzenia powietrza
    - nie zmienia się wymiarów układu korbowego
    - można zastosować do silnika wolnossącego bez przeróbek
    - p

e

 = 0,9 – 1,0 MPa

  średnioprężne   -   p = 0,15 – 0,23 MPa
    
- konieczność chłodzenia powietrza
    - kontrola ciśnienia spalania i temperatury spalin

   - zmiany w układzie korbowym
   - pe = 1,2 – 1,8 MPa

•  wysokoprężne – p > 0,23 MPa

 

Wielkość 

ciśnienia 

doładowania

background image

Rozwiązanie 

doładowania 

gaźnikowych 

silnikach ZI było możliwe dwoma sposobami. 

pierwszym 

gaźnik 

umieszczono 

przed 

sprężarką  tak  aby  sprężeniu  uległa  gotowa  już 
mieszanina

Odmiany silnika- SILNIK 

ZI

background image

Do zalet tego rozwiązania można zaliczyć dobre wymieszanie 
paliwa z powietrzem, do wad natomiast możliwość 
uszkodzenia sprężarki w razie zapłonu mieszaniny w 
przewodzie dolotowym.

Drugim sposobem jest umieszczenie gaźnika między za 
sprężarką a przed silnikiem. Sprężaniu ulega czyste 
powietrze. Zaletą tego rozwiązania jest umieszczenie 
gaźnika blisko silnika i uniknięcie możliwości zapłonu 
mieszanki w przewodzie dolotowym jak w poprzednim 
systemie. Ze względu na trudności w utrzymaniu szczelności 
komory pływakowej pod stałym, wysokim ciśnieniem system 
ten stosuje się głównie przy wtryskowym zasilaniu paliwem.

Odmiany silnika- SILNIK ZI

background image

Odmiany silnika- SILNIK 

ZI

Konstrukcje te są wykonane ze specjalnie 
ukształtowanych

background image

Korzyści z doładowania silników ZS:

   zwiększenie p

e

   zwiększenie sprawności mechanicznej
   wzrost zawirowania powietrza
   skrócenie okresu samozapłonu
     możliwość  zastosowania  paliwa  o  mniejszej 

LC

   możliwość powiększenie prędkości obrotowej
     powiększenie  sprawności  ogólnej  silnika  z 

turbodoładowaniem  (prędkość  sprężarki  jest 
związana z  obciążeniem silnika)

Odmiany silnika- SILNIK 

ZS

background image

Obiegi porównawcze silników ZS

Odmiany silnika- SILNIK 

ZS

background image

Charakterystyczną cechą silnika czterosuwowego są 

wymuszone ruchem tłoka suwy napełnienia i 
wylotu. Powodują one określoną niezależność 
silnika i zachodzącej w nim wymiany ładunku od 
urządzenia doładowującego. 

Doładowanie silnika czterosuwowego może być 

realizowane jako:

- Doładowanie dynamiczne
- Doładowanie mechaniczne
- Doładowanie turbosprężarką z zasilaniem turbiny 

przy stałym oraz zmiennym ciśnieniu

- Doładowanie systemem Comprex
- Doładowanie metodą Millera

Odmiany silnika- Silniki 

czterosuwowe

background image

Odmiany silnika- Silniki 

dwusuwowe

Zasadnicza różnica między doładowaniem silnika 
dwusuwowego i czterosuwowego tkwi w tym że w 
dwusuwach nie ma suwu napełnienia i wylotu. Każdy 
dwusuw  musi mieć więc jakieś źródło sprężonego 
powietrza w postaci dmuchawy lub sprężarki. Od 
parametrów dostarczonego przez sprężarkę powietrza 
zależy czy dwusuw jest przepłukiwany czy doładowany. 
Trudnością przy wprowadzeniu doładowania jest 
zwiększone obciążenie cieplne. W tym celu wprowadza 
się duży nadmiar powietrza w celu ochłodzenia spalin.
Wiele doładowanych silników dwusuwowych 
dodatkowo wyposaża się w sprężarkę napędzaną 
mechanicznie przez sam silnik lub z obcego źródła.

background image

Odmiany silnika- Silniki 

dwusuwowe

Podstawowe układy:
a) Turbosprężarka T-S przez chłodnicę Ch doprowadza 

powietrze do sprężarki napędzanej mechanicznie D, 
turbosprężarka stanowi więc część niskoprężną sprężarki. 
Zaletą jest dobre zachowani się silnika przy obciążeniu.

b) Turbosprężarka T-S i sprężarka D napędzana mechanicznie 

dostarczają powietrze równolegle. Zaletą tego układu jest 
zmniejszenie wymarów sprężarki.

Schemat doładowania silników 

dwusuwowych za pomocą T-S i sprężarki 

mechanicznej:

a) układ szeregowy
b) układ równoległy

background image

Wobec dużych korzyści osiąganych przy 
doładowaniu silników przede wszystkim 
turbosprężarką istotnym zagadnieniem jest 
określenie granic takiego doładowania. 

Ograniczenia doładowania możemy podzielić na:

- obciążenia mechaniczne p

max

- obciążenie cieplne
- opłacalna trwałość silnika

Granice możliwości 

doładowania

background image

Ograniczenie  mechaniczne  powstaje  stąd,  że  w  miarę   zwiększenia 

sprężu  (a  więc  i  stopnia  doładowania)  zwiększa  się  maksymalne 
ciśnienie spalania Pmax. 

Obciążenie  cieplne  zwiększa  się  proporcjonalnie  do  Pe.  Pojawiają  się 

tutaj  dwa  niebezpieczeństwa,  tj:  zwiększona  temperatura 
powoduje  zmniejszenie  wytrzymałości  materiału  co  może 
doprowadzić  do  zacierania  się  współpracujących  części.  Trudność 
sprawia  także  to  że  naprężenia  cieplne  maleją  wraz  ze 
zmniejszającą  się  grubością  ścianek  natomiast  rosną  naprężenia 
mechaniczne.

Trzecią  granicą  jest  opłacalna  trwałość,  która  dziś  jest  najczęściej 

ukazywana  jako  jedna  z  zalet  nowoczesnego  silnika.  Zależy  ona 
przede  wszystkim  od  użytych  materiałów,  ich  obróbki,  sposobów 
uszczelniania, smarowania. Zatem od poziomu wykonania i obsługi 
danego silnika.

Granice możliwości doładowania

background image

1.Wzrost  mocy  silnika  do  50%  -  łatwy  bez 

przeróbek silnika

2.Pe  w  zakresie  1,4–2,0  Mpa  oraz  Pmax  12–16 

MPa  –  wymagane  chłodzenie  powietrza,  zmiany 
wymiarowe elementów silnika

3.Silniki  średnioobrotowe  ZS  o  średnicy  cylindra 

rzędu 
D = 400-500 mm osiągają p

e

=1,8-2,4 (2,6) Mpa.

 Jest to około 4-krotny wzrost mocy w stosunku 
do silnika niedoładowanego

Doładowanie

background image

Metody doładowania

background image
background image
background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

DOŁADOWANIE 

DYNAMICZNE

background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

• dynamiczne (bezsprężarkowe) polega na 

wykorzystaniu działania fali uderzeniowej 
powietrza w przewodzie dolotowym 
podczas suwu ssania. Tworząca się przy 
tym fala stojąca zwiększa ciśnienie 
przepływu gazów przez zawór dolotowy. 
Jego odmianą jest doładowanie 
rezonansowe, uzyskiwane dzięki 
wykorzystaniu zjawiska akustycznego 
rezonansu ciśnienia słupa powietrza 
w układzie dolotowym, co nie wymaga 
zastosowania dodatkowych urządzeń 
pomocniczych zużywających energię 
otrzymywaną z silnika. 

background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

• Układ rezonansowy (rezonator Helmholtza) 

złożony jest ze zbiornika o stałej lub 
regulowanej objętości i pojedynczych 
przewodów dolotowych (o odpowiednio 
dobranej długości i przekroju) do 
poszczególnych cylindrów. Małe wartości 
stosunku długości do przekroju tych 
przewodów nie zakłócają przebiegu drgań 
powietrza.

background image

Doładowanie silników - 

Mechaniczne

• Doładowanie mechaniczne osiąga się 

za pomocą napędzanej od silnika 
sprężarki dostarczającej powietrze do 
cylindra. Najczęściej stosowane są 
sprężarki tłokowe, wyporowo-
przegrodowe typu Rootsa lub 
Lysholma, obrotowe typu 
łopatkowego oraz promieniowe

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

DOŁADOWANIE 

MECHANICZNE

background image

Doładowanie silników - 

Mechaniczne

• Sprężarki wyporowo-przegrodowe typu 

Rootsa (rys. 1a) są dość proste w obsłudze 
lecz nie posiadają najlepszej sprawności i 
są one dosyć hałaśliwe. Korzystną cechą 
sprężarki Rootsa jest liniowa zależność 
między wydatkiem powietrza a prędkością 
obrotową jej wirników, co jest korzystne w 
tym sposobie doładowania, zwłaszcza w 
silnikach trakcyjnych, pracujących w 
dużym zakresie prędkości obrotowych

background image

Doładowanie silników - 

Mechaniczne

• Sprzężenia sprężarki z układem korbowym 

silnika dokonuje się w małych jednostkach 
za pomocą pasków klinowych, w 
większych za pomocą łańcucha lub 
przekładni zębatej.

• W silnikach pracujących przy małych 

prędkościach obrotowych korzystne jest 
wprowadzenie sprężarki promieniowej 
(rys.1b), która odznacza się większą 
sprawnością i cichą pracą. 

background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

• Sprężarka odśrodkowa, charakteryzująca 

się wyższą ogólną sprawnością od 
sprężarki wyporowej, wytwarza ciśnienie 
proporcjonalne do kwadratu prędkości 
obrotowej wirnika. Oznacza to, że w 
zasadzie nie ma ona żadnych ograniczeń 
w zakresie maksymalnego ciśnienia, ale 
jest w stanie wytworzyć ciśnienie jedynie 
przy dużej prędkości. 

background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

• Jej mechaniczne 

napędzanie wymaga zatem 
bardzo dużych przełożeń 
przekładni, co wpływa na 
wysoki poziom hałasu, stąd 
w przeszłości stosowano je 
tylko w silnikach lotniczych 
oraz w samochodach 
wyścigowych. Dziś 
stosowane są w 
samochodach seryjnych, 
wyłącznie w połączeniu z 
turbinami gazowymi 
(turbosprężarki).

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

Turbodoładowanie

TURBODOŁADOWANIE

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

Turbodoładowanie

•Sprężarki, które na tej samej osi mają zamontowane dwa wirniki i 

które nie wymagają żadnego zewnętrznego napędu mechanicznego. 
Turbina jest w stanie wytworzyć pewną moc tylko przy dużej 
prędkości obrotowej. Stanowi to przyczynę pewnej zwłoki, która w 
starszych konstrukcjach silników z doładowaniem była wyraźnie 
wyczuwalna. 

•Dziś istnieją już różne sposoby ograniczenia tej wady: najlepszym z 

nich jest dobranie turbiny, tak by mogła działać już przy małych 
prędkościach obrotowych silnika (małe średnice, a tym samym 
zmniejszona bezwładność wirników), przy jednoczesnej rezygnacji z 
wyższych ciśnień przy dużej prędkości obrotowej. W ten sposób 
podwyższa się przede wszystkim moment obrotowy, odpowiadający 
za elastyczność jazdy, bez potrzeby uciekania do częstej zmiany 
biegów, jak to jest w przypadku silników wolnossących o dużej 
pojemności.

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

Turbodoładowanie

• Gdy ciśnienie doładowania zaczyna przekraczać 

pożądane wartości, dla ograniczenia go wyposażono 
turbiny w zawór ograniczający ciśnienie (zawór 
waste-gate = przepustnica spalin przed turbiną), 
który otwiera bezpośrednie połączenia pomiędzy 
przewodem na wlocie do turbiny a kolektorem 
wydechowym. Zastosowanie elektroniki umożliwia 
zastąpienie pośredniego sterowania ciśnieniem 
doładowania (opartego na ciśnieniu gazów 
spalinowych na wlocie do turbiny) znacznie 
dokładniejszym bezpośrednim sterowaniem ciśnienia 
doładowania, wytworzonego, przez sprężarkę.

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

TURBODOŁADOWANIE

Przykład silnika z turbosprężarką napędzaną przez gazy spalinowe Volvo 850 T-5
A - turbosprężarka   B -zawór regulacji ciśnienia doładowania (waste-gate) 
4 - przepływomierz powietrza  5 - czujnik temperatury silnika  9 - czujnik spalania 
stukowego  
23 - zawór sterowania doładowaniem

background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

TURBODOŁADOWANIE

background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

TURBODOŁADOWANIE

background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

TURBODOŁADOWANIE

background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

TURBODOŁADOWANIE

background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

TURBODOŁADOWANIE

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

Turbocompound

• Interesującym rozwiązaniem jest doładowanie o nazwie 

Turbocompound. Ta ciekawa konstrukcja ma za zadanie 
odzyskiwać energię spalin, a swoje zastosowanie znalazła w 
pojazdach Scanii, w 12-litrowym, 6-cylindrowym silniku DT-12. 
Zespół doładowania stosowany w silniku Scanii DT-12 
wykorzystuje energię kinetyczną spalin podwójnie. Początkowo 
napędzają one tradycyjną odśrodkową turbosprężarkę, a po jej 
opuszczeniu napędzają Turbocompound. 

• Urządzenie to jest zbudowane po jednej stronie z wirnika 

turbiny odśrodkowej, napędzanej energią kinetyczną spalin 
rozgrzanych do temperatury 600°C, a po drugiej z przekładni 
zębatych przenoszących napęd za pośrednictwem sprzęgła 
hydrokinetycznego na wał korbowy silnika.

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

Turbocompound

•  Przekazanie napędu poprzez sprzęgło jest 

spowodowane potrzebą kompensacji prędkości 
obrotowej koła zamachowego w stosunku do prędkości 
obrotowej uzyskiwanej przez zespół Turbocompound. Z 
przekładni zębatej, odzyskany moment obrotowy trafia 
prosto na wieniec zębaty, w który jest zaopatrzone koło 
zamachowe silnika. Warto do odnotowania jest to, że 
przejście spalin przez tą drogę powoduje spadek ich 
temperatury do ok. 500°C. Jest to korzystne z punktu 
widzenia trwałości układu wydechowego. System 
Turbocompound przeznaczony jest dopojazdów 
budowlanych. Wynika to z faktu, że pojazdy budowlane 
często pracują z mocą maksymalną.

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

Turbocompound

background image

  Twin turbo i Biturbo

• Ogólnie zasada działania jest identyczna jak w przypadku 

silników turbo doładowanych jedną sprężarką. Różnica 
polega na tym, iż powietrze sprężane jest jak sama 
nazwa wskazuje przez dwie turbo sprężarki. Takie 
rozwiązanie stosuje się szczególnie w silnikach o wyższej 
pojemności poczynając od 2500 wzwyż.

• Twin turbo to rozwiązanie charakteryzujące się dwoma 

turbosprężarkami o takiej samej charakterystyce pracy. 
Takiej samej bowiem obie turbosprężarki pracują w 
sposób równoległy przez  co są w stanie minimalizować 
efekt bezwładności turbiny, szczególnie jeżeli mówimy o 
efekcie turbo dziury. Technologia ta szczególnie pozwala 
na zastosowanie w silnikach rzędowych.

background image

  Twin turbo i Biturbo

• Biturbo to zastosowanie również dwóch turbosprężarek 

lecz w innej specyfikacji. W tej technologii jedna turbina 
pracuje w specyfikacji niższych obrotów spełniając swoje 
pracę do wartości około 1500 obr. Dzięki tej mniejszej 
turbinie zdecydowanie poprawia się skuteczność pracy 
turbiny od najniższych obrotów. Natomiast druga 
zdecydowanie większa dołączana jest w trakcie 
zwiększonego zapotrzebowania na moc, a co za tym 
idzie rosnącego momentu obrotowego. Turbina  bierze 
ciężar wspomagania silnika po przekroczeniu wartości 
około 2500 tys obr. Jenak w tej metodzie tylko jedna z 
dwóch turbosprężarek jest napędzana gazami wtórnymi. 
Druga natomiast załączana jest w miarę potrzeb. 

background image

Twin turbo i Biturbo

• Przełączanie zasilania strugi 

powietrza na poszczególne 
turbosprężarki jest realizowane za 
pomocą pneumatycznie sterowanego 
zaworu. Podobnie jak w przypadku 
twin turbo rozwiązanie to zmniejsza 
efekt turbo dziury. Zaletą tej metody 
jest również fakt iż druga turbina 
dołączana posiada określoną 
prędkość obrotową jeszcze zanim 
będzie aktywowana.

background image

DOŁADOWANIE 

SILNIKÓW

DOŁADOWANIE COMPREX

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

COMPREX

• typ sprężarki pracującej według zasady impulsowego 

przepompowywania powietrza, sprężonego przez gazy 
spalinowe. Charakteryzuje się bezpośrednim 
przekazaniem energii spalin do powietrza 
doładowującego poprzez wykorzystanie zjawisk 
falowych. Do tego celu służy walcowy wirnik mający 
łopatki zamocowane wzdłuż jego tworzących.

•  Do głównych zalet układu Comprex w porównanoiu z 

silnikiem turbodoładowanym należy wię ksza zdolność 
do przyspieszenia ze względu na korzystniejszy rozkład 
momentu obrotowego, szczegulnie w zakresie małych 
prędkości obrotowych silnika, łatwość wykonania 
wirnika. 

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

COMPREX

• Dogłównych trudności należy dostrojenie 

zjawisk falowych do prędkości obrotowych 
silnika, nierównomierne nagrzewanie się 
obudowy wirnika, konieczność zachowania 
bardzo małych luzów oraz duża 
hałaśliwość. 

• Sprężarka Comprex składa się z: dwóch 

stojanów, wirnika, kanałów oraz z 
napędzającego paska. Ta sprężarka nie 
znalazła większego zastosowania.

background image

DOŁADOWANIE SILNIKÓW 

COMPREX

• 1 - silnik    2 - bęben 

obrotowy    3 - przekładnia 
pasowa     4 - gazy spalinowe 
pod ciśnieniem    5 - 
powietrze pod ciśnieniem    
6 - zasysanie powietrza pod 
małym ciśnieniem 7 - wylot 
gazów pod małym ciśnieniem

background image

Chłodzenie Powietrza

• W silnikach doładowanych powietrze ulega sprężaniu czy to przez 

turbosprężarkę, czy kompresor. Potrzeba chłodzenia powietrza okazała 
się niezbędna, gdyż podczas sprężania powietrze ulega nagrzewaniu się, 
a ciepłe powietrze ma mniejszą gęstość co przekłada się na gorsze 
napełnianie cylindrów silnika. Niższa temperatura powietrza wtłaczanego 
do cylindrów silnika wpływa na temperaturę osiąganą w komorze 
spalania, co w rezultacie przekłada się na zwiększenie ogólnej sprawności 
silnika a także na zmniejszenie zużycia paliwa. Dodatkowo zimniejszy 
ładunek powietrza obniża skłonność mieszanki do spalania stukowego, 
redukując również obciążenie cieplne tłoków. 

• Korzyścią zastosowania chłodzenia jest zmniejszenie emisji NOX w 

spalinach. Niekorzystny bilans termiczny, wynikający z emitowania przez 
pracujący silnik spalinowy temperatury, wymusza zastosowanie 
intercooler, który ma za zadanie chłodzić powietrze zasilające jednostkę 
napędową. 

background image

Chłodzenie Powietrza

• Miejsce montażu intercooler’a może być różne, podobnie jak układ 

dolotowy. Niektórzy producenci stosowali dodatkowo natrysk wody na 
powierzchnię czynną intercooler’a w celu lepszego chłodzenia 
powietrza. Takie rozwiązanie spotykane było w seryjnych odmianach 
Mitsubishi Lancer EVO VI a także Subaru Impreza STI. Obaj producenci 
umieścili swoje intercoolery w innych miejscach. Subaru instaluje 
chłodnicę powietrza nad silnikiem, tłumacząc to lepszymi parametrami 
przepływu czynnika, który możliwy jest przez wlot na pokrywie silnika

• Odmienną koncepcją chłodnicy powietrza doładowującego jest 

zastosowanie intercooler wodnego. Rozwiązanie takie zastosował 
Mercedes w modelu S 420 CDI. Ładunek powietrza zostaje wstępnie 
sprężony w układzie BiTurbo, a potem przepływa przez umieszczoną z 
przodu silnika wodną chłodnicę, która jest podłączona do układu 
chłodnicy niskiej temperatury. Dzięki zastosowaniu wymiennika ciepła 
powietrze-woda, uzyskano zwiększenie gęstości sprężonego powietrza o 
około 25% przy pełnym obciążeniu silnika.

background image

Chłodzenie Powietrza

• Budowa intercoolera przypomina budowę zwykłej 

chłodnicy płynu, montowanej w każdym 
samochodzie. Różnica polega na tym, 
że w intercoolerze przepływa powietrze, i to właśnie 
ono jest chłodzone. Jego chłodzenie odbywa się 
w wyniku naturalnego pędu samochodu. Możliwe 
jest także zastosowanie wentylatora dla lepszego 
chłodzenia lub natrysku wody

• Powietrze musi przebyć dłuższą drogę, a więc 

docelowe ciśnienie w układzie trudniej uzyskać. 
Bardzo istotna jest pojemność cieplna intercoolera. 

background image

Chłodzenie Powietrza

Intercooler w Subaru Impreza 
STI

Schemat działania 
intercooler’a

background image

CHŁODZENIE POWIETRZA

Intercooler Audi A6


Document Outline