Tìm hiểu bộ làm mát khí nạp Intercooler: Phân loại và nguyên lý

Intercooler là một thiết bị cơ học được dùng để làm mát khí nạp vào ở những động cơ được trang bị hệ thống nạp cưỡng bức (có thể là siêu nạp – supercharger hoặc tăng áp turbocharger). Nhiệm vụ của bộ làm mát khí nạp intercooler là giảm nhiệt độ của dòng khí. Sau khi nó đã được nén bởi supercharger hoặc turbocharger và trước khi nó được đưa vào động cơ. Vậy bạn đã biết về bộ làm mát khí nạp này chưa? Chúng bao gồm những loại nào và nguyên lý hạt động của intercooler như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của bộ làm mát khí nạp Intercooler

Động cơ tăng áp hoạt động bằng cách nén không khí, tăng mật độ của nó trước khi nó đi tới các xylanh của động cơ. Bằng cách ép thêm không khí vào các xylanh, động cơ có thể đốt cháy nhiều nhiên liệu tương ứng hơn, nhằm tạo ra càng nhiều năng lượng trong mỗi lần sinh công.

Bộ làm mát khí nạp Intercooler

Quá trình nén này sẽ sinh ra rất nhiều nhiệt làm tăng nhiệt độ của không khí nạp vào động cơ. Khi không khí nóng hơn, nó cũng trở nên ít “đậm đặc” hơn, bởi vậy nó sẽ làm giảm lượng oxy có sẵn trong các xylanh và làm ảnh hưởng tới hiệu suất.

Bộ làm mát khí nạp Intercooler hoạt động chính là để chống lại nhược điểm này, nó sẽ làm mát khí nén nhằm cung cấp nhiều oxy hơn cho động cơ và cải thiện quá trình đốt cháy trong mỗi xylanh. Bên cạnh đó, bằng cách điều chỉnh nhiệt độ của không khí, nó cũng khiến tính ổn định của động cơ được gia tăng nhờ sự đảm bảo tỷ lệ không khí với nhiên liệu trong mỗi xylanh được duy trì ở mức an toàn.

Bộ làm mát khí nạp Intercooler hoạt động trong hệ thống

Bộ làm mát khí nạp intercooler có những loại nào?

Dựa vào đặc tính làm việc, có thể chia intercooler thành 2 loại chính:

Air to air intercooler

Air to air intercooler hay còn được gọi là bộ phận làm mát khí nạp bằng không khí. Nghĩa là sự trao đổi nhiệt độ giữa không khí nén với nhiệt độ cao trong đường ống và không khí ngoài môi trường thông qua bộ làm mát khí nạp intercooler.

Sơ đồ làm mát khí nạp bằng không khí - Air to air intercooler

Loại này chỉ hiệu quả khi lượng không khí xung quanh có được nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ của dòng khí bên trong đường ống. Vậy nên, hiệu quả làm việc của bộ làm mát khí nạp loại này, phụ thuộc rất nhiều vào vị trí lắp đặt của chúng.

• Ưu điểm: Chúng không làm tiêu hao năng lượng vận hành và dễ dàng bố trí – lắp đặt; Không xuất hiện sự rò rỉ ở hệ thống do nó không hoạt động dựa vào chất lỏng, và lượng không khí được làm mát không bị ẩm ướt, miễn là duy trì được dòng khí đi qua bộ làm mát.
• Nhược điểm: Sẽ làm cho hiệu suất làm việc phụ thuộc vào nhiệt độ của dòng khí; đòi hỏi dòng khí phải đi qua intercooler và  không thể lắp được một cách tùy ý, mà phải ở nơi để intercooler có thể tiếp xúc dòng khí tốt nhất.

Air to water intercooler

Air to water intercooler là bộ phận làm mát khí nạp mà trong đó sự trao đổi nhiệt được diễn ra giữa không khí và nước. Nước được bơm qua intercooler, vậy nên lượng nhiệt từ đường ống được truyền tới nước.

Bộ phận làm mát khí nạp Intercooler loại này thường có thể lắp đặt ở bất kỳ đâu, và chỉ cần có nước bơm tới nó là được. Thế nhưng, loại intercooler này đòi hỏi phải có máy bơm nước, bình chứa và bộ phận trao đổi nhiệt cho nước được bố trí ở vị trí có thể nhận được luồng khí.

Sơ đồ làm mát khí nạp bằng không khí – Air to water intercooler

Ưu điểm: 

• Mang lại hiệu suất tốt, vì vậy kích thước của intercooler có thể nhỏ hơn.
• Hiệu quả có thể được tăng cao hơn nữa bằng cách sử dụng nước đá hoặc các hóa chất để đạt đế nhiệt lượng mong muốn trong thời gian ngắn.
• Có thể gắn bất kỳ nơi nào.

Nhược điểm: 

• Yêu cầu có nhiều bộ phận khác để làm việc.
• Cấu tạo phức tạp, bị rò rỉ, nhiều vấn đề trong hư hỏng – sửa chữa.
• Có thể khiến không khí trong ống bị ẩm gây kém hiệu quả.