Advertisement

Know How: Turbo Part XV

Know How: Turbo Part XV

Κατεύθυνε τον αέρα!

Στην απλή, ελεύθερη μορφή του, όπου απλά το πετάμε σε ένα άνοιγμα προφυλακτήρα, το ιντερκούλερ δέχεται ούτε λίγο ούτε πολύ «ό,τι αρπάξει ο κώλος του»: θα δεχτεί ένα κομμάτι αέρα, που πέρναγε από εκεί ούτως ή άλλως, είτε ήταν σε εκείνο το σημείο το ιντερκούλερ είτε οχί. Αυτό συνήθως είναι αρκετό, αλλά το αρκετό ποτέ στη ζωή δεν είναι το ιδανικό! Ιδανικά, λοιπόν, βάζουμε χεράκι στον αέρα που πάει προς το ιντερκούλερ μέσω αεραγωγών. Κατευθύνουμε, δηλαδή, όσο περισσότερα μόρια του αέρα, ώστε να πάνε με το ζόρι προς την κυψέλη μας αντί π.χ. να κοπανάνε σε άλλα σημεία του προφυλακτήρα, του καπό κτλ. Σε ένα μαμά προφυλακτήρα δεν μπορούμε να κάνουμε και πάρα πολλά επ’ αυτού, χωρίς να γίνουμε υπερκάγκουρες, αλλά εδώ έρχονται τα (ΜΕΛΕΤΗΜΕΝΑ) aftermarket bodykit να βοηθήσουν: όχι, δεν κρατάτε λάθος περιοδικό, όχι, δεν το γυρίσαμε στα λαμπάκια και τα αυτοκόλλητα με φλόγες, μιλάμε συγκεκριμένα για ροϊκά μελετημένους αεραγωγούς, που έχουν σχεδιαστεί αποκλειστικά και μόνο ώστε να συγκεντρώνουν περισσότερο αέρα προς το ιντερκούλερ. Σε αυτήν την κατεύθυνση άλλωστε είναι και οι προφυλακτήρες-καπό σε πολλές αγωνιστικές κατασκευές, οι οποίοι φυσικά σχεδιάστηκαν ακριβώς γι’ αυτόν το σκοπό έτσι (παρόλο που ντρεπόμαστε να τα πούμε «bodykit»…). Πόση διαφορά μπορούμε να δούμε μεταξύ ενός καλού αεραγωγού πριν το ιντερκούλερ και ενός χωρίς καθόλου αεραγωγό..? Μέχρι και 20%, παρακαλώ, οπότε δεν είναι για πέταμα σε καμία περίπτωση! Φυσικά, δεν αρκεί μόνο η γεωμετρία του αεραγωγού από πλευράς γωνιών βεντούρι κτλ., αλλά και η στεγανοποίηση του αεραγωγού γύρω και ανάμεσα στα σημεία, που έρχεται τελικά και συναντά την κυψέλη. Και δεδομένου ότι δεν έχουμε άπειρο χώρο/μετωπική επιφάνεια για όλα αυτά, έχουμε καλά νέα εδώ: το άνοιγμα του αεραγωγού μπροστά δεν χρειάζεται να είναι ίδιο ή μεγαλύτερο από τη μετωπική επιφάνεια της κυψέλης του ιντερκούλερ! Υπό συνθήκες, μπορεί να είναι πολύ μικρότερο, μέχρι και στο ένα τέταρτο της επιφάνειας της κυψέλης, αλλά όχι μικρότερο. Ακούγεται από τρελό μέχρι και δογματικό, έτσι? Κι όμως η εξήγηση είναι ότι, αν δεν είχαμε τίποτα μπροστά από αεραγωγούς, ακόμα και τότε πάλι ΤΟ ΠΟΛΥ 25% των μορίων του αέρα θα πέρναγε μέσα από την κυψέλη μας. Τα υπόλοιπα θα κοπάναγαν σε αγωγούς, σερπαντίνες ή λόγω τύρβης δεν θα φτάνανε καν εκεί και θα την κάνανε γύρω από την κυψέλη. Αυτός είναι ο λόγος που σε πολλές αγωνιστικές κατασκευές, που δεν θέλουμε μεγάλα ανοίγματα μπροστά για αεροδυναμικούς λόγους, βλέπετε σχετικά μικρό άνοιγμα προς το ιντερκούλερ παρόλο που αυτό μέσα είναι σεβαστών διαστάσεων. Εμμέσως αυτήν τη γενικότερη αρχή εξαναγκασμένης ροής εκμεταλλεύονται άλλωστε και τα V-mount ιντερκούλερ, που είναι ιδιαίτερα χρήσιμα σε εφαρμογές, που η ροή του αέρα δεν είναι πάντα ευθεία μπροστά, όπως στα ντράγκστερ ή στην Βούτα με άπνοια, αλλά έρχεται περιορισμένη και στραπατσαρισμένη υπό γωνία, όπως στο ντρίφτ ή τις χωμάτινες ειδικές. Όταν είμαστε αναγκασμένοι -λόγω μικρής μετωπικής επιφάνειας- να τοποθετήσουμε το ιντερκούλερ υπό γωνία και με τη ροή να έρχεται κάθετα, αφού στρίψει, πολλές φορές είναι προτιμότερο σαν διάταξη, αφού έτσι, με την κυψέλη πιο ξαπλωμένη, αυτή μπορεί να είναι μεγαλύτερη λόγω διαθέσιμου χώρου κατά μήκος του μηχανοστασίου (και μόνο εφόσον έχουμε τους αεραγωγούς σωστούς σε αυτήν την περίπτωση φυσικά). Μιλώντας για απόδοση ροής προς και μέσα στο ιντερκούλερ, πρέπει να αναφέρουμε και την επίδραση του πάχους της κυψέλης, όπου κόντρα σε πολλούς μύθους, δεν ισχύει πάντα το «όσο μεγαλύτερο τόσο το καλύτερο». Η βασική αρχή είναι ότι το πίσω μισό του πάχους της κυψέλης δεν επιτυγχάνει το 50% της συνολικής ψύξης, αλλά μόνο το 25%. Συνολικά, βάσει όσων είδαμε τον Ιούνη, ο βαθμός απόδοσης του ιντερκούλερ μπορεί να αυξηθεί όσο προσθέτουμε πάχος, αλλά αυτό συμβαίνει μόνο μέχρι κάποιο σημείο. Από κάποιο πάχος και μετά, όχι μόνο δεν έχουμε κέρδος, αλλά μπορεί να έρθει και χασούρα: ο αέρας δυσκολεύεται τόσο να περάσει από μέσα, που ο συντελεστής οπισθέλουσας της κυψέλης πάει στο Θεό. Τέλος, σχετικά με τη συνολική ροή και για δεδομένη μετωπική επιφάνεια και όγκο κυψέλης, υπάρχει πάντα το ερώτημα, αν καλύτερο είναι να έχουμε περισσότερους και κοντύτερους αγωγούς κυψέλης ή λιγότερους και μακρύτερους: με άλλα λόγια, αν φανταστείτε ένα μακρόστενο ιντερκούλερ, θέλουμε ο αέρας να μπαίνει από την πάνω μακριά επιφάνεια και να βγαίνει από την αντίστοιχα μεγάλη κάτω, μέσα από πολλούς κοντούς (η άλλη διάσταση του ορθογωνίου της μετωπικής του επιφάνειας) αγωγούς ή να μπαίνει από το πλάι σε λιγότερους αγωγούς και να διασχίζει μεγαλύτερη διαδρομή κατά μήκος της μεγάλης διάστασης..? Κατηγορηματικά το πρώτο λένε οι δοκιμές, αλλά αυτό δεν είναι πάντα εφικτό είτε λόγω διάταξης είτε επειδή απαιτεί τεράστια end tanks, στα οποία και ερχόμαστε τώρα…

 

Τα endtanks

Ο τρόπος, που διοχετεύουμε το συμπιεσμένο αέρα, όπως αυτός έρχεται από το συμπιεστή στους επιμέρους αγωγούς της κυψέλης, όταν φτάσει στο ιντερκούλερ, αλλά και ο τρόπος, που τον μαζεύουμε από του ίδιους αγωγούς στην άλλη πλευρά πριν τον κατευθύνουμε προς τη σωλήνωση και προς την πεταλούδα, είναι βασικότατος παράγοντας στο κυνήγι του θερμικού βαθμού απόδοσης και της μείωσης της πτώσης πίεσης. Θέλουμε τα μόρια του συμπιεσμένου αέρα να μπουν με τάξη στους αεραγωγούς, χωρίς συνωστισμούς και σπρωξίματα, θέλουμε ένα καλό τσοπανόσκυλο να φροντίσει να μην πηγαίνει το καθένα, όπου θέλει και το τσοπανόσκυλο αυτό είναι τα δύο end tanks, που καπακώνουν την κυψέλη μας στην είσοδο και την έξοδό της, τα λεγόμενα «καπάκια» του ιντερκούλερ. Έτσι, ο σχεδιασμός του καπακιού εισόδου (in-cap), το οποίο ουσιαστικά είναι ένας διαχύτης ροής, έχει παρόμοια λειτουργία με το πλένουμ της πολλαπλής εισαγωγής: σκοπός του είναι να κατανείμει τον αέρα ομοιόμορφα κατά μήκος και πλάτος της επιφάνειας εισόδου της κυψέλης και αυτό σημαίνει κατάλληλη γωνία διαχύτη (ιδανικά 15 μοίρες και κάτω, αλλιώς έχουμε αποκόλληση της ροής από τα τοιχώματα και μεγαλύτερες απώλειες λόγω τύρβης ανάλογα με το σε ποιο σημείο στο καπάκι μπαίνει η συμπιεσμένη ροή, έτσι ώστε οι ακριανοί αγωγοί να μην παίρνουν λιγότερο αέρα απ’ ότι οι κεντρικοί που είναι πιο κοντά στην είσοδο. Αντίστροφα, αλλά αντίστοιχα με το καπάκι εξόδου της κυψέλης, το λεγόμενο «out-cap», το οποίο είναι ουσιαστικά ένα ακροφύσιο-βεντούρι. Τα δύο καπακια όμως σε κάθε περίπτωση και ασχέτως με το τι θα κάνουμε με τις γωνίες τους, αφού μπει ο αέρας, έχουν μία συγκριμένη διάμετρο στην είσοδο-έξοδό τους, η οποία -κατ’ επέκταση- είναι και η διάμετρος της σωλήνωσης της τουρμπάτης διάταξής μας από το τούρμπο μέχρι το ιντερκούλερ και από το ιντερκούλερ μέχρι το μοτέρ αντίστοιχα. Λόγω του Κυρίου Μπενρούλι, η διάμετρος αυτή δεν πρέπει να είναι ούτε πολύ μεγάλη (μειώνοντας την ταχύτητα της ροής) ούτε πολύ μικρή (αυξάνοντας την πτώση πίεσης και την ταχύτητα της ροής υπερβολικά). Η τιμή ταχύτητας της ροής, που δεν πρέπει με τίποτα να ξεπεράσουμε, είναι το 0,4 Mach, καθώς μετά από εκεί οι απώλειες είναι εκθετικά αυξανόμενες. Και εδώ είναι που μπαίνουν στο παιχνίδι τα «cfm» παροχής του ιντερκούλερ, που συχνά βλέπετε σε καταλόγους κατασκευαστών. Ας δούμε κάποιους βασικούς υπολογισμούς, χωρίς να το χοντρύνουμε πολύ. Η μέγιστη παροχή σε cfm, που πρέπει να μπορεί να σηκώσει το ιντερκούλερ μας, χωρίς παρατράγουδα, είναι τα άλογα, που θέλουμε, επί ενάμιση, αν έχουμε 400 άλογα τότε μιλάμε για μία μέγιστη παροχή 600 cfm δηλαδή. Λογικά, γι’ αυτά τα άλογα κάποιος «επιστήμονας», που λέει και ο Καρταλαμάκης, θα μας προτείνει εμπειρικά και μόνο την κλασσική τυποποιημένη σωλήνωση των 63,5mm (2,5 ίντσες). Για να δούμε, αν η ταχύτητα της ροής μας είναι εντός ορίων, λοιπόν:

Ταχύτητα ροής = παροχή  όγκου / εμβαδόν διατομής σωλήνωσης = 600 cfm / [3,14 x (2,5/2)^2] = 293 ft/sec = 322 km/h = 0,26 Mach

, άρα είμαστε κομπλέ εντός ορίου, ο «επιστήμονας» (εδώ…) είχε δίκιο, 63,5τορπιλοσωλήνα μας κάνει. Θα πει, όμως, εδώ κάποιος, γιατί να μην βάλουμε ακόμα μεγαλύτερη σωλήνα και να μειώσουμε ακόμα περισσότερο την ταχύτητα και την πτώση πίεσης. Όχι, αφενός γιατί παίζουν φαινόμενα backflow και αφετέρου γιατί έτσι αυξάνουμε τον όγκο της σωλήνωσης μετά το τούρμπο, κάτι που αυξάνει το turbo lag, όπως είδαμε τον προηγούμενο μήνα πιο αναλυτικά.

 

Οι υπόλοιπες σωληνώσεις από και προς το ιντερκούλερ

Ως γνωστόν, από τις αρχές της ρευστομηχανικής, οποιαδήποτε απότομη αλλαγή είτε στη διατομή είτε στη γωνία της σωλήνωσης σημαίνει αυτόματα αυξημένη πτώση πίεσης («εντοπισμένη απώλεια»), από αυτήν που θα είχε η σωλήνωση, αν απλά συνέχιζε η ροή, όπως ήταν («γραμμική απώλεια»). Χοντρικά, υπολογίστε εμπειρικά ότι κάθε στροφή 90 μοιρών, που πρέπει να κάνει η ροή μετά το συμπιεστή του τούρμπο (π.χ. ανάλογα με το μηχανοστάσιο, είτε μετά το κέλυφός του είτε πριν το καπάκι του ιντερκούλερ είτε μετά από αυτό είτε πριν την πεταλούδα), αυξάνει την πτώση πίεσης 1%, ποσό που είναι σημαντικό αθροιστικά. Και αυτό ισχύει αθροιστικά και για λιγότερο απότομες γωνίες, αν αποφασίσουμε να «σπάσουμε» μία μεγάλη γωνία σε περισσότερες μικρότερες: αν σταδιακά την 90αρα γωνία στη σωλήνα την κάνουμε τρεις 30άρες, πάλι αθροιστικά πρέπει να υπολογίσουμε ότι έχουμε απώλειες μίας 90άρας. Αυτό, που θέλουμε, είναι όσο πιο ομαλή μετάβαση με τη μεγαλύτερη δυνατή ακτίνα καμπύλης, που μπορούμε να πετύχουμε στο χώρο μας, χωρίς απότομες γωνίες: αν την 90αρα γωνία της ροής την κάνουμε απότομα «Γ» με μικρή ακτίνα, θα έχουμε μεγαλύτερη πτώση πίεσης, αν την ίδια 90άρα την κάνουμε στρογγυλεμένη ως μισό «C» δηλαδή. Τα ίδια αντίστοιχα ισχύουν και για τις αλλαγές στη διάμετρο στην πεταλούδα, στα καπάκια του ιντερκούλερ και στην έξοδο του συμπιεστή, θέλουμε όσο πιο ομαλή μετάβαση στις δύο διαφορετικές διαμέτρους: ο εμπειρικός κανόνας είναι ότι δεν θέλουμε τιμή γωνίας μεγαλύτερη από αυτή, που δίνει ο διπλασιασμός της διαμέτρου για κάθε τετραπλασιασμό του μήκους σε εκείνο το σημείο. Αν θεωρητικά πάμε από 50mm διάμετρο σε 100mm, αυτό πρέπει να γίνει μέσα σε κωνική σωλήνωση μήκους τουλάχιστον 200mm. Ανάλογα προσεχτικοί πρέπει να είμαστε και στις συνδέσεις ανάμεσα στα κολάρα και τα λοιπά σημεία ενώσεως των σωληνώσεων του ιντερκούλερ, αφού και εδώ αντίστοιχα έχουμε εντοπισμένες απώλειες-πτώσεις πίεσης. Δεν θέλουμε κενά ανάμεσα στους σωλήνες μέσα στο κολάρο, δεν θέλουμε διαφορετικό πάχος και διάμετρο σωλήνωσης μεταξύ των δύο, που ενώνονται στο κολάρο. Και μην ξεχνάτε ότι μιλάμε για σοβαρές δυνάμεις πίεσης, που προσπαθούν να διαλύσουν τις συνδέσεις μας: 2 bar πίεση στο εργαλείο είναι πρακτικά δύο κιλά πίεσης σε κάθε τετραγωνικό εκατοστό τοιχώματος ή 200 ολόκληρα κιλά σε κάθε επιφάνεια μόλις 10x10 εκατοστών.

 

Τοπογράφοι στο μηχανοστάσιό μας: η θέση του ιντερκούλερ

Η βασική αρχή, όταν διαλέγουμε θέση για το ιντερκούλερ, είναι συνήθως απλή: βρες το χώρο που παίρνει το μεγαλύτερο δυνατό ιντερκούλερ. Δεν είναι τόσο απλό όμως. Οι δύο πρώτοι βασικοί απαράβατοι κανόνες, που έχουμε, είναι 1. Να είναι όσο το δυνατόν πιο μακριά από τον κινητήρα και συγκεκριμένα από την εξαγωγή του, ιδανικά κυρίως εκτός μηχανοστασίου/μετόπης και 2. Μπροστά από τα ψυγεία νερού και A/C, αφού μετά από αυτά είναι τουλάχιστον 20-25 βαθμούς πιο ζεστός. Και το θέμα γίνεται ακόμα χειρότερο στο σενάριο, όπου η πίεση του τούρμπο είναι μικρή, τόσο μικρή που, ακόμα και μετά τη θέρμανση του αέρα από το συμπιεστή, η θερμοκρασία του είναι μικρότερη από αυτή του μηχανοστασίου: σε αυτήν την περίπτωση πολύ απλά το ιντερκούλερ ζεσταίνει το συμπιεσμένο αέρα ακόμα περισσότερο (από intercooler γίνεται interheater…)!! Γενικώς, μόνο αν η πίεση ξεπεράσει κάποιο σημείο, ο αέρας μέσα στο ιντερκούλερ γίνεται πιο ζεστός από του μηχανοστασίου και το ιντερκούλερ αρχίζει να «δουλεύει». Εξού και το -σε πολύ low boost εφαρμογές- ρητό «οποιοδήποτε ιντερκούλερ δεν είναι καλύτερο από καθόλου ιντερκούλερ». Οι κατασκευαστές, που δεν βάζουν ιντερκούλερ σε low-boost εφαρμογές, δεν το κάνουν μόνο για οικονομία…Και δεν είναι μόνο ο αέρας του μηχανοστασίου, που το επηρεάζει μέσω συναγωγής θερμότητας (θεωρούμε δεδομένο το γεγονός ότι η κυψέλη δεν ακουμπάει κανένα χταπόδι, ώστε να έχουμε και …αγωγή θερμότητας..!), είναι και η θερμική ακτινοβολία, δηλαδή ακόμα και αν δούλευε στο …κενό το πράμα μας, πάλι η κυψέλη θα έτρωγε θερμότητα από καυτά παραδίπλα μαντέμια κτλ. Εδώ βοηθάνε τα μάλα τα θερμομονωτικά σε εξαγωγή, στην περίπτωση που το ιντερκούλερ είναι κοντά ή και μέσα στο κύριο μηχανοστάσιο, αλλά ακόμα κι έτσι μιλάμε για ημίμετρα: το ιντερκούλερ πρέπει να απομακρύνεται από το μηχανοστάσιο.  Όλα τα παραπάνω, που είπαμε ως τώρα σήμερα, μαζί με τη θέση του κινητήρα καθορίζουν αν ο κατασκευαστής ή ο βελτιωτής θα πάει σε στάνταρντ λύση Front Mounted Intercooler – FMIC στη μετόπη ή αν θα αναγκαστεί να πάει σε Top Mounted Intercooler – TMIC κοντά στο τροπέτο, όπως τα Subaru ή σε Side Mounted Intercooler με ένα ή δύο μικρότερα στο πλάι, όπως τα S3, τα 996-997 Turbo κτλ.

 

Chargecooler, η λέξη που γεμίζει το στόμα….

Όχι σαν την «τουλούμπα», αλλά πάντα νόμιζα ότι και το τσαρτζκούλερ ακούγεται ωραίο. Ακούγεται ωραίο, είναι και ωραίος όμως? Πρώτα από όλα να δούμε για τι μιλάμε: μιλάμε για εναλλάκτη αέρος-νερού αντί για εναλλάκτη αέρος-αέρος, που είναι το ιντερκούλερ, δηλαδή για εναλλάκτη που το άμεσο ψυκτικό μέσο του συμπιεσμένου αέρα δεν είναι άλλη ροή αέρα (ατμοσφαιρική), αλλά υγρό ψυκτικό. Όταν έχουμε σοβαρό περιορισμό στο χώρο, το chargecooler πάντα είναι η λύση ενάντια στο πρόβλημα «μικρό ιντερκούλερ». Η βασική διάταξη είναι ότι πάλι εδώ έχουμε μία κυψέλη απ’ όπου περνάει ο συμπιεσμένος αέρας (που ουσιαστικά είναι το ιντερκούλερ του chargecooler), αλλά αυτή είναι «εντοιχισμένη» και γύρω από αυτήν -αντί για αέρας- περνάει ψυκτικό υγρό, το οποίο με τη σειρά του ψύχεται από δεύτερο ψυγείο νερού-αέρος από τον ατμοσφαιρικό αέρα (σε off-shore εφαρμογές powerboats κτλ, το δεύτερο ψυγείο ψύχεται κατευθείαν από τη θάλασσα, κάτι που αυξάνει περαιτέρω πάνω από 100% την απόδοσή του!), όπως ακριβώς και το κύριο ψυγείο νερού του κινητήρα και το οποίο είναι μικρότερο λόγω του νερού απ’ ότι θα ήταν το ιντερκούλερ για ίδια απόδοση. Οι σωληνώσεις συνολικά για το συμπιεσμένο αέρα είναι κοντύτερες και αυτό βοηθάει στη μείωση της καθυστέρησης της απόκρισης. Η ροή του ψυκτικού είναι εξαναγκασμένη μέσω ξεχωριστής ηλεκτρικής 12βολτης τρόμπας νερού, ακριβώς όπως με την κύρια τρόμπα νερού, ενώ υπάρχει και δοχείο συσσώρευσης. Ως πρώτη διαπίστωση, λοιπόν, μιλάμε φυσικά για μία διάταξη πολύ πιο σύνθετη και βαριά από το ιντερκούλερ, αλλά από την άλλη, για μία διάταξη με ένα τρομακτικό πλεονέκτημα: ως ψυκτικό μέσο χρησιμοποιεί μέσο με πολύ μεγαλύτερη θερμοχωρητικότητα (νερό vs αέρα, με το πρώτο να έχει 2-3 φορές μεγαλύτερη), αλλά και διεπιφάνεια με πολύ μεγαλύτερο συντελεστή θερμοαπαγωγής (η διεπιφάνεια αλουμινίου-νερού έχει 1 φορές μεγαλύτερο συντελεστή από αυτόν του αέρα-αλουμινίου). Οι κατασκευαστές με μοντέλα, που είχαν θέμα χώρου, μεγάλες απαιτήσεις σε ψύξη και δεν τους ένοιαζε το κόστος, αγαπούσαν από παλιότερα τα chargecooler, όπως η Lotus στην Esprit, η Celica GT-Four ή η Maserati σε διάφορα διτούρμπινα μοντέλα της, μέχρι πιο πρόσφατα η Bugatti στις Veyron-Chiron, αλλά στα πιο «κανονικά» μοντέλα τύπου τελευταία Μ3/Μ4, μόλις πρόσφατα έγινε μία ξαφνική έκρηξη σε χρήση chargecooler: σε αυτό, εδώ και δύο χρόνια περίπου, έχει συμβάλει η νέα μόδα των «integrated» chargecooler σε μικρά φτηνά αυτοκίνητα με τρικύλινδρους (αν και η Ford το είχε εφαρμόσει από πιο παλιά και μέχρι σήμερα σε κάτι κομπρεσοράτες εκδόσεις τέρατα της Mustang, τύπου GT500), δηλαδή αυτών που έχουν την κυψέλη μέσα στο plenum της πολλαπλής εισαγωγής ενσωματωμένη! Θα βλέπετε όλο και περισσότερα μοντέλα με τέτοια λύση, λύση η οποία, όπως και οι ενσωματωμένες πολλαπλές εξαγωγής ή τα τούρμπο στο κέντρο V, είναι εφιάλτης για σοβαρή βελτίωση, αλλά βοηθάνε πολύ τους κατασκευαστές με τους ρύπους.  Ως προς την κυψέλη, πολύ συχνά βλέπουμε μία απλή κυψέλη ιντερκούλερ μέσα στο chargecooler, όπου όμως έχουμε αντιστρέψει τη ροή για να αυξήσουμε την επιφάνεια του αέρα, αφού το νερό -λόγω ιδιοτήτων- δεν απαιτεί τόσο μεγάλη: ο αέρας μέσα στο chargecooler περνάει από τη μεγάλη μετωπική επιφάνεια του intercooler και το νερό από τη μικρότερη πλαϊνή. Συχνά, αντί για αλουμίνιο, χρησιμοποιούμε χάλκινη κυψέλη για ακόμα καλύτερη θερμοαπαγωγή. Σε κάθε περίπτωση, οι διαρροές εδώ δεν συγχωρούνται: σε ένα απλό ιντερκούλερ, μία διαρροή σημαίνει απλά απώλεια πίεσης, πρόβλημα λειτουργικό, αλλά δεν θα γίνει καμπούμ άμεσα. Στο chargecooler, αν χαθεί νερό από το κέλυφος προς τα έξω ή στο ξεχωριστό ψυγείο νερού-αέρα, τότε η κυψέλη μέσα, χωρίς υγρό ψυκτικό, δεν επαρκεί ούτε για πλάκα να ψύξει τον αέρα χωρίς ατμοσφαιρική ροή και το πράμα θα βράσει, ενώ ακόμα πιο άμεσα, αν η διαρροή είναι στην εσωτερική κυψέλη, που περιβάλλεται από νερό, τότε παίζει να τραβήξει και καμία ξεγυρισμένη υδραυλική στον κύλινδρο, αφού έχει προηγουμένως ρουφηχτεί υγρό σε φάση υποπίεσης εισαγωγής. Ανάλογα με τις ανάγκες του συστήματος σε παροχή και πίεση, οι τρόμπες του συστημάτος μπορεί να είναι και πάνω από μία και είτε σε σειρά είτε παράλληλα, με τη βασική ιδέα εδώ να είναι ότι όσο μεγαλύτερη ποσότητα νερού ρέει από το chargecooler τόσο μεγαλύτερος ο βαθμός απόδοσής του (ο οποίος μπορεί να ξεπεράσει και το 100%, αφού έχουμε δύο διαφορετικά μέσα). Το δίλημμα εδώ είναι, αν θα έχουμε την τρόμπα να δουλεύει συνέχεια ή μόνο όταν έχουμε υπερπίεση από το τούρμπο, όπου και έχουμε δύο πολύ ενδιαφέροντα σενάρια θερμικώς: πριν τα δούμε, όμως, πρέπει να αναφέρουμε το φαινόμενο του heat soak / θερμικής αδρανείας του chargecooler. Είπαμε ότι το νερό έχει μεγαλύτερη θερμοχωρητικότητα από τον αέρα. Αυτό αρχικά είναι καλό όσο και τα δύο είναι κρύα, όσο, όμως, θερμαίνονται σημαίνει αυτόματα ότι το νερό κατακρατάει και περισσότερη θερμότητα, που από ένα σημείο και μετά απλά δεν μπορεί να αποβάλει από το ψυγείο, με αποτέλεσμα το φαινόμενο του «interheater», που αναφέραμε και πιο πάνω. Εκεί θέλει κράτει μέχρι να κρυώσει το ψυκτικό πριν ξαναρχίσουμε να πυροβολούμε. Και τα ιντερκούλερ έχουν heat soak και γι’ αυτό σε ειδικές των ράλλυ, όπου το αμάξι πάει όλο με το πλάι και δεν προλαβαίνει το ιντερκούλερ να κρυώσει λόγω μειωμένη ροής, η ισχύς μειώνεται αισθητά και εδώ το ιντερκούλερ τείνει να μεταφέρει θερμότητα αντί να παίρνει. Στα chargecooler, όμως, η θερμική επαναφορά θα γίνει ακόμα πιο αργά, πολύ απλά γιατί το νερό έχει κρατήσει μεγαλύτερες ποσότητες θερμικής ενέργειας. Με αυτό, λοιπόν, ως δεδομένο, αν η τρόμπα λειτουργεί συνεχώς και προηγουμένως έχουμε πλακώσει το εργαλείο, όταν επιτέλους αφήσουμε γκάζι και δεν υπάρχει υποπίεση, ο αέρας της εισαγωγής θα τείνει να κρυώνει το νερό του chargecooler, κάτι που με την τρόμπα εκτός θα είχε μικρότερη επίδραση, αφού θα γινόταν μόνο τοπικά. Βίρα τις τρόμπες λέμεεεεεεεε. Και το ρεζερβουάρ..? Όσο μεγαλύτερο τόσο περισσότερο νερό μπορούμε να έχουμε στο κύκλωμα, γεγονός που αυξάνει περαιτέρω την ολική θερμοχωρητικότητα του συστήματος, και πρακτικά τόσο μικρότερο μπορεί να είναι το ψυγείο νερού- ατμοσφαιρικού αέρα μπροστά, κάτι που βοηθάει αν έχουμε περιορισμένο χώρο μετωπικά. Μιλώντας γι’ αυτό, θα μπορούσε ίσως να πει κανείς ότι είναι το εξάρτημα του συστήματος με τη μικρότερη σημασία, αφού την περισσότερη δουλειά την κάνει, όταν ο αέρας από το τούρμπο δεν είναι σε υπερπίεση: αν πούμε ότι το σύστημα αρχικά είναι σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και αρχίσουμε να τουρμπίζουμε, θα θερμάνουμε το νερό γύρω από το ιντερκούλερ του chargecooler, το οποίο νερό όμως πρέπει να φτάσει στο εμπρός ψυγείο εκτός μηχανοστασίου για να φτάσει να έχει διαφορά θερμοκρασίας με το ψυχρότερο ατμοσφαιρικό αέρα. Ανάλογα με το μέγεθος του ρεζερβουάρ του, αυτό μπορεί να πάρει αρκετά δευτερόλεπτα, όταν πλέον θα έχουμε αφήσει γκάζι και επομένως το εμπρός ψυγείο θα αρχίσει να κάνει δουλειά από εκεί και μετά. Και εφόσον η διαφορά θερμοκρασίας είναι μικρότερη μεταξύ νερού και εμπρός ψυγείου απ’ ότι μεταξύ συμπιεσμένου αέρα και νερού, ο χρόνος που θα απαιτηθεί για να κρυώσει το νερό είναι μεγαλύτερος απ’ ότι για να θερμανθεί και να σου πάλι πως δημιουργείται το heat soak και γιατί θέλουμε την τρόμπα μόνιμα σε λειτουργία σε εφαρμογές που του δίνουμε ξύλο.

 

Εξωτερικός ψεκασμός ιντερκούλερ

Αν το σκέτο ιντερκούλερ σας πέφτει λίγο ή αν το chargecooler σας ακούγεται φλώρικο ή αν απλά θέλετε να το παίξετε Brian O'Conner στην αρχή του 2 Fast 2 Furious, purgάροντας το κύκλωμα σαν ατμοσίδερο ανάμεσα στα παπάκια στο Ribas, τότε θέλετε εξωτερικό ψεκασμό στην κυψέλη του ιντερκούλερ για ακόμα χαμηλότερες θερμοκρασίες εισαγωγής. Αυτό μπορεί να είναι είτε με απιονισμένο νερό από το εργοστάσιο, όπως κάποιες εκδόσεις Evo και Impreza είτε aftermarket. Η απόδοση του ιντερκούλερ μπορεί να αυξηθεί 10-15% με ένα τέτοιο σύστημα. Το επόμενο στάδιο είναι τα συστήματα που δεν ψεκάζουν απλά νεράκι του θεού, αλλά ξηρό πάγο (CO2) ή Ν2Ο πρωτοξείδιο του αζώτου εξωτερικά της κυψέλης (ο O'Conner που λέγαμε πάνω), όπου -μέσω της υψηλής λανθάνουσας θερμοκρασίας της εξάτμισής τους- κάνουν το ιντερκούλερ Ανταρκτική. Κάνουν δουλειά..? Ναι, κάνουν, αφού μπορούν να ρίξουν τη θερμοκρασία εισαγωγής έως και 35%, αλλά από την άλλη έχει νόημα μόνο εφόσον το μοτέρ όντως το χρειάζεται λόγω π.χ. αδυναμίας για μεγάλο ιντερκούλερ. Πάει και παρακάτω από αυτά..? Αμέ, σε αγώνες ρεκόρ ταχύτητας ή και ντράγστερ μπορούμε να γεμίσουμε το ιντερκούλερ με πάγο, αφού το κλείσουμε με φύλλα γύρω γύρω, μπορούμε να ψεκάσουμε μέχρι και υγρό άζωτο, μπορούμε να φέρουμε τον Mr. Freeze από τη DC Comics κτλ. κτλ. Για την ώρα, πηγαίντε να πάρετε μια κρύα γρανίτα από την καντίνα πιο πάνω στην παραλία, γιατί σας βλέπω να καίτε φλάντζα με τα μπραζίλιαν γύρω σας…

Πληρωμή με Κάρτα