VALEO vízhűtéses töltőlevegő-hűtő

A turbófeltöltő plusz levegőmennyiséget szállít a hengerekbe, aminek az az ára, hogy nő a hőmérséklete. Minél hidegebb levegőt szív be a motor, annál hatékonyabb az égési folyamat. Patthelyzet? Igen. Hogyan lehet kiküszöbölni?

A megoldás egyszerű és már évek óta ismert – az intercooler, azaz töltőlevegő-hűtő. A legnépszerűbb megoldás egy egyszerű alumínium hőcserélő, amelyet a haladó jármű menetszele hűt. Ennek a megoldásnak megvannak azonban a hátrányai – a motor előtti hűtő beszereléséhez helyet kell biztosítani és meg kell hosszabbítani a csővezetékeket, amelyek a levegőt az égéstérbe juttatják, ami viszont növeli a belső ellenállást a rendszerben és lelassítja a motor reakcióidejét a gázpedál használatakor.

A Valeo mérnökei új megoldással jelentkeztek: a vízhűtéses töltőlevegőhűtővel, amely a motor hűtéséhez hasonló. A folyadék ugyanis egyszerűen nagyobb hatékonysággal veszi át

UNIX Nr®: 749233 Intercooler

a hőt. Ugyanakkor a töltőlevegő-hűtő esetében nincs lehetőség azt a motor hűtőrendszerével összekötni, ahol a folyadék hőmérséklete 90° C. Ez a magyarázat arra, miért született a döntés, hogy a vízhűtéses töltőlevegő-hűtőt saját folyadékkeringtető rendszerrel kell felszerelni, amelyet hatékony elektromos szivattyú működtet. A folyadék hőmérséklete ebben a rendszerben nem haladja meg a 20° C értéket és ennek következtében a motorba lépő levegő – amely már áthaladt a turbó feltöltőn – legfeljebb 5 C-fokkal melegebb a környezeti levegőnél. Óriási különbség ez a hagyományos megoldáshoz képest, mivel a levegő hőmérséklete a turbófeltöltő mögött rohamosan nő egyrészt a sűrítés, (alapvető fizikai törvényszerűség) másrészt a forró turbinalapátok és ház miatt.

Valeonak nemcsak a hengerekhez érkező levegő hőmérsékletének csökkentése volt a célja a töltőlevegő-hűtő alkalmazásával. A levegő áramlásától független hűtés lehetővé teszi a jármű elejére szerelt egységből – a motor hűtőjével és a klíma kondenzátorával együtt – a töltőlevegő-hűtő közelébe építeni a hűtést, ami lehetőséget ad arra, hogy lényegesen rövidebb légbeszívó csövekre van szükség. Ezzel pedig érthető módon azt a célt is elérjük, hogy a gázpedál lenyomását követően a levegőt fogadó térben mintegy 150 milliszekundum alatt, vagyis 14%kal gyorsabban elérhető a maximális nyomás, mint a hagyományos rendszer esetében. Mi több, a vízhűtéses töltőlevegő-hűtő kisebb méretű, mint a léghűtéses, ezért kisebb helyre van szüksége a motorháztető alatt. Fontos a légszívó rendszer alacsonyabb nyomása is – hasonló motorparaméterek és teljesítmény mellett – ami sokkal több lehetőséget hagy a motorfejlesztő mérnökök számára. Ha gyengébb motorokról van szó, melyek Valeo töltőlevegő-hűtővel vannak ellátva, kevésbé terhelik a turbófeltöltőt és erősebbek lehetnek a motorok a magasabb töltőnyomás által. Az első, Valeo vízhűtéses töltőlevegőhűtővel sportcélokra gyártott autó a Volkswagen Golf V GTI volt, melyet 230 LE-s 2.0 TSI motorral szereltek, 2007ben került bemutatásra. Az ugyanilyen motorral szerelt korábbi változattal összehasonlítva, amely 2004 óta volt elérhető, az új 30 LE-vel több teljesítményt ad le és a nyomaték 280-ról 300 Nm-re emelkedett. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy 0,3 másodperccel rövidebb idő alatt éri el a 100 km/h sebességet (6,2 mp). Ennek a motornak a továbbfejlesztett változataiban a töltőlevegő-hűtő már az EGR szelepet is tartalmazta – ennek eredményeképpen lehetőség nyílt arra, hogy lehűtsék az égéstérbe visszavezetett kipufogógáz hőmérsékletét.