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- Para combater a detonação (em motores de ignição comandada)
- Para aumentar a potência / eficiência
Detalhes
Existem alguns fatores importantes em jogo aqui.
A detonação de motores é uma preocupação real para os motores de ignição comandada
É mais provável que um motor de ignição comandada experimente ignição prematura (também conhecida como batida ou detonação) com ar quente. De fato, os cálculos no exemplo abaixo podem mostrar que esse é o principal motivo pelo qual o inter-resfriamento é uma boa idéia.
O ar quente sobe, o ar frio afunda
Na linguagem física, o ar quente é menos denso que o ar frio. Isso significa que o volume ocupado por 1 kg de ar quente é maior que o volume ocupado por 1 kg de ar frio.
O motor de combustão interna é um dispositivo volumétrico
O que isso implica é que, toda vez que o motor gira e completa um ciclo, o volume de ar que é admitido na (s) câmara (s) de combustão é fixo.
O poder depende da massa, não do volume
A potência desenvolvida pelo motor é proporcional à massa de ar admitida na câmara de combustão e não ao seu volume. Mais moléculas de ar = mais estrondo.
A razão pela qual turbocompressores (ou quaisquer outros dispositivos de indução forçada) são utilizados é aumentar a potência e / ou a eficiência do mecanismo de IC. No nível da câmara de combustão, isso é conseguido aumentando a quantidade de moléculas de ar presentes durante a combustão.
O turbocompressor consegue isso pressurizando o ar que entra. Um subproduto indesejado desse processo de compressão é que o ar de saída é quente e menos denso.
Se esse ar quente for alimentado na câmara de combustão como está, a probabilidade de detonação do motor é maior.
Ao resfriar o ar através de um intercooler, a operação do motor fica mais segura, pois a batida do motor é reduzida.
Como um bônus adicional, o ar se torna um pouco mais denso, permitindo a presença de mais moléculas de ar durante a combustão.
Exemplo de bônus
Essa é uma daquelas perguntas em que os números podem falar mais alto que as palavras :
Os fóruns indicam que um Mitsubishi Evo X pode gerar um aumento de 22 psi em RPM de médio alcance.
Ao nível do mar, as condições de entrada do turbo são as seguintes:
Air pressure @ turbo inlet = 14.7 psi
Assumed inlet air temperature = 25 °C
=> air density @ turbo inlet = 1.184 kg/m^3
Assumindo 85% de eficiência do turbocompressor, os cálculos de engenharia 1 produzirão uma temperatura de descarga próxima a 92 ° C:
Air pressure @ turbo outlet = 14.7 + 22
= 36.7 psi
Air density @ 36.7 psi, 92 °C = 2.41 kg/m^3
Não fosse pelo fato de nos preocuparmos com a detonação, o valor da densidade de saída parece bastante saboroso - é mais do que o dobro do da entrada.
Mas veja o que acontece quando passamos esse ar quente por um intercooler.
Vamos supor uma queda de pressão de 1 psi e que o ar seja resfriado a 70 ° C:
Air density @ 35.7 psi, 70 °C = 2.50 kg/m^3
Apesar de perdermos um impulso precioso através do intercooler, o efeito de resfriamento acaba aumentando a densidade em mais de 3%, então agora o ar é mais denso e, mais importante, mais seguro do ponto de vista de batida / detonação do motor.
1 - Elaborei um cálculo verdadeiramente maravilhoso para isso, cuja margem é muito estreita para conter