Turbosprężarka dostarcza dodatkowe powietrze do cylindrów, ale za cenę podniesienia jego temperatury. Tymczasem im chłodniejsze powietrze zasysa silnik, tym jest to korzystniejsze dla procesu spalania paliwa. Jak wyjść z tego impasu?
Rozwiązanie jest proste i znane od lat – intercooler, czyli chłodnica powietrza doładowanego. Najpopularniejsze rozwiązanie to prosty aluminiowy wymiennik ciepła, chłodzony powietrzem opływającym samochód w czasie jazdy. To rozwiązanie ma jednak swoje wady – konieczność umieszczenia intercoolera z przodu silnika oznacza wydłużenie przewodów doprowadzających powietrze do komór spalania, co zwiększa opory układu i powoduje opóźnienie reakcji na wciśnięcie pedału gazu.
Inżynierowie Valeo znaleźli nowe rozwiązanie: intercooler chłodzony cieczą, podobnie jak sam silnik. Ciecz po prostu o wiele wydajniej odbiera ciepło. Jednak w przypadku intercoolera nie ma możliwości połączenia go z układem chłodzenia silnika, w którym ciecz ma temperaturę 90 st C. Dlatego chłodzony cieczą intercooler Valeo ma własny obieg płynu wymuszony energooszczędną pompą elektryczną. Temperatura tego płynu nie przekracza 20 stopni, dzięki czemu temperatura powietrza wpadającego do silnika – już po przejściu przez turbosprężarkę – jest co najwyżej o 5 st. C wyższa od temperatury otoczenia. To duża różnica w porównaniu z tradycyjnym rozwiązaniem, ponieważ temperatura powietrza za turbosprężarką rośnie gwałtownie zarówno wskutek samego sprężania (podstawowe prawa fizyki), jak i w wyniku kontaktu z rozgrzanymi łopatkami turbiny i jej korpusem.
Niższa temperatura powietrza na wlocie do cylindrów to nie jedyna korzyść z zastosowania intercoolera Valeo.
Chłodzenie niezależne od powietrza opływającego samochód umożliwia przeniesienie intercoolera z kasety montowanej na przodzie pojazdu – razem z chłodnicą silnika i skraplaczem układu klimatyzacji – w pobliże turbosprężarki, co znacząco skraca długość przewodów dolotowych. To daje wymierne korzyści – po gwałtownym wciśnięciu pedału gazu maksymalne ciśnienie w układzie dolotowym zostaje osiągnięte po zaledwie 150 milisekundach, czyli o 14 proc. szybciej w porównaniu z tradycyjnym rozwiązaniem. Dodatkowo, intercooler chłodzony cieczą jest mniejszy od chłodzonego powietrzem i zabiera mniej miejsca pod maską auta. Nie bez znaczenia jest także redukcja ciśnienia w układzie dolotowym – przy zapewnieniu porównywalnych osiągów silnika – co daje większe możliwości konstruktorom jednostek napędowych. Silniki o mniejszej mocy, wyposażone w intercooler Valeo, mniej obciążają turbosprężarkę, z kolei jednostki wysilone mogą korzystać z większego ciśnienia doładowania.
Pierwszym seryjnym autem wyposażonym w silnik z intercoolerem chłodzonym cieczą Valeo był Volkswagen Golf V GTI, napędzany silnikiem 2.0 TFSI o mocy 230 KM, który zadebiutował w 2007 roku.
W porównaniu z wcześniejszą wersją tej jednostki napędowej, dostępnej od 2004 roku, moc wzrosła o 30 KM, a maksymalny moment obrotowy z 280 do 300 Nm. W praktyce oznacza to skrócenie czasu potrzebnego do osiągnięcia 100 km/h ze startu zatrzymanego o 0,3 s – do 6,2. W kolejnych wersjach tego silnika układ chłodzenia intercoolera objął także zawór EGR – dzięki czemu możliwe było schłodzenie strumienia spalin kierowanego z powrotem do komór spalania.
Komentarze (5)