AFTERCOOLER

Los motores de combustión interna de gasolina y diesel, requieren de un adecuado sistema de carga de aire, compuesto de uno o más elementos mecánicos, cuya función es la de incrementar su potencia. El sistema básico consiste en un compresor de aire o turbocargador, accionado por los gases de escape del motor y un enfriador de aire o post-enfriador (aftercooler), también conocido como charge air cooler.

El turbocargador aumenta la presión y la densidad del aire entregada al motor, llevando al máximo su par de torsión o potencia de salida. El post-enfriador está localizado más abajo del turbocargador, reduce el calor producido por compresión y fricción de la carga de aire. Los post-enfriadores aumentan la densidad del aire en la cámara de combustión y reducen su temperatura.

Ambos elementos están igualados con precisión, para cumplir con los requisitos de funcionamiento y emisión del fabricante del motor. En la actualidad, este sistema de carga de aire se utiliza en carros de pasajeros y de carreras, en aplicaciones comerciales diesel, ya sean camiones y autobuses, equipo agrícola y para la construcción, e incluso en equipo militar, de aviación y aplicaciones de producción en potencia.

LA TERMINOLOGÍA

Un aftercooler es un cambiador de calor colocado entre el compresor y la admisión del motor. Se utiliza el término "aftercooler" como sentimos que es más exacto; está "después" del compresor. "Intercooler" significa un cambiador de calor colocado entre dos compresores en un sistema gradual, pero se ha utilizado como sinónimo para un aftercooler desde entonces fuera pegado incorrectamente en el backend de un Volvo cerca de 1981. Los aftercooler y los intercoolers son ambos refrigeradores también llamados charge air cooler.

LA HISTORIA DE POSENFRIADORES

Los aftercooler más tempranos aparecieron en RACE-CARS sobrealimentados poco después de vuelta de siglo. Tomaron la forma de aletas colocadas en el exterior de los conductos de la descarga que extendieron en la corriente del aire. Los aftercooler y los intercooler fueron utilizados con gran éxito en el avión de WWII. Ésta era la “era de oro” de sobrealimentar. Más avances fueron hechos en sobrealimentadores y en sistemas de enfriamiento de la carga en este tiempo que en cualquier otra hora desde entonces. Durante este tiempo, el centrífugo de dos fases sobrealimentado, air-to-water aftercooled de los motores de Rolls Royce MERLIN fue apareado con el P51 Mustang para producir el avión más impresionante de combate, de motor de pistón de la historia. El personal de ingeniería tiene años de experiencia con los diseños del refrigerador de carga, para muchos tipos de sobrealimentación y turbocharged usos tales como automóviles, barcos y avión. En 1992, usando un posenfriador air-to-air con un Vortech V-1 se sobrealimentó 5,0 Ford Mustang. Las configuraciones múltiples fueron intentadas, todos con resultados similares: las mejoras previstas del funcionamiento de refrescar el aire de la carga eran no observado justo debido a las pérdidas friccionales significativas en la presión de la carga. Nos sentíamos que mejorar la eficacia del sobrealimentador era más importante, y con la eficacia mejorada, un posenfriador era innecesario con los niveles más bajos del alza populares en aquella época.

EL DISEÑO ACTUAL

Para los propósitos del diseño del cambiador de calor, los gases del aire se clasifican como líquidos de baja densidad. El aire que pasa a través de un sobrealimentador se llama "aire de la carga". Un sobrealimentador comprime el aire de la carga antes de que entre en el motor. El acto de la compresión aumenta la energía y la densidad del aire de la carga, pero este acto también genera una cantidad proporcionada de calor. La calefacción es indeseable, pues tiende para disminuir la densidad del aire de la carga. Una forma de ocuparse de la calefacción es refrescar el aire de la carga después de que salga del sobrealimentador y antes de que entre en el motor. Sin embargo, diseñar el sistema de enfriamiento de la carga, que es, como sabemos, un aftercooler y no un intercooler, usted debe intentar refrescar el aire sin perder la densidad creciente con "pérdidas friccionales". Las pérdidas friccionales significan la gota de presión que es causada naturalmente funcionando el aire comprimido a través del ducting y tuercen, las vueltas y las longitudes de tubos. En hecho, las pérdidas fricciónales causadas usando un mecanismo que se refresca pueden ser tan grandes que puede realmente haber una pérdida neta en densidad del aire. Por lo tanto, el diseñador debe considerar la tarifa del traspaso térmico y las pérdidas friccionales para cualquier sistema bajo consideración. Esto se llama el gasto de la fricción-energía.

CONSIDERE LAS TRANSICIONES TERMALES

En un automóvil sobrealimentado típico, el alza se hace en la válvula reguladora de par en par abierta ("WOT"), y esta alza produce calor. La mayoría del uso de los coches es intermitente y el motor está funcionando en vacío más tiempo. (como a menudo y cuánto tiempo puede usted conducir su coche en WOT?) Por lo tanto la mayoría del tiempo, un sobrealimentador está generando poco calor. En este modo de operación típico, con un sistema air-to-water hay continuamente agua refrescada almacenada en el depósito puesto que no hay virtualmente calefacción del aire de la carga. Cuando el motor se utiliza bajo condiciones del alza, el aire calentado de la carga comenzará a intercambiar calor en el agua. Ese calor en el agua entonces se intercambia del agua al aire en el "radiador". Dependiendo de la capacidad del sistema y del depósito, del nivel del alza y de la duración de la aceleración, allí puede haber un impacto muy pequeño del alza en la temperatura total del sistema. El uso continuo en WOT sobre un rato extendido tendría que ocurrir para el sistema "que se estabilice", que significa que el agua del depósito y del radiador es tan caliente como el aire de la carga. Entonces, el sistema sería dependiente solamente en la eficacia del radiador del cambiador de calor que quita el calor. Estas condiciones ocurren raramente. En el local la prueba demuestra que el sistema air-to-water del ® Vortech que funciona en una presión continua del alza de 8 p.s.i.g. requeriría aproximadamente 18 a 20 minutos para estabilizarse. Incluso estabilizado, el sistema air-to-water del posenfriador puede entregar el funcionamiento total superior debido a la reducción al mínimo de lo intrínseco de la pérdida del alza con el mejoramiento del diseño. Este sistema se piensa para emplear transiciones termales como parte de los criterios del diseño y entrega significativa con pérdidas fricciónales mínimas. Se recomienda el uso de un segundo o un cambiador de calor más grande del "radiador" para el rubro que compite en carreras de superiores velocidades.

Para los sistemas de la calle, estas ventajas permiten que nuestros diseñadores coloquen el aftercooler más compacto en una posición óptima en la zona del producto con virtualmente ningún ducting adicional. Para los usos de competición se ha estado utilizando esta tecnología con éxito sin precedente.

Conclusión

La primera vez que vi en un 4x4 escrito TURBO INTERCOOLER, creo que fue el verano pasado (en un Hyunday), me llamó la atención demasiado y la curiosidad por saber un poco sobre esto me llevó a preguntar, la respuesta explicita que recibí fue “es el refrigerador de los gases que introduce el turbo en el motor” quedé bastante satisfecho con la respuesta y nunca pensé que estas simples palabras me ayudarían mas adelante a resolver una confusión tremenda.

Hace ya unos meses tuve que empezar este trabajo y al principio debo admitir que la confusión era cada día mayor ya que a los lugares que íbamos a consultar y pedir información más técnica, no hacían más que confundirme mas y darme unas fotocopias de información de turbo ya que la información de los post-enfriadores es bastante escasa, así que llegué a la conclusión que en internet está todo lo que uno busca y sin lugar a duda mejor redactado, aunque todavía creo que de todas maneras el ir a un concesionario ayuda bastante a desenvolverse en el medio que en pocos meses será nuestro trabajo.

Después de un tiempo recordé esas palabras que describían al post-enfriador y pude resolver que este sistema no es mas que un pequeño radiador que enfría el aire que envía el turbocompresor al motor y sus nombres son la diferenciación de su ubicación, pero cumplen con el mismo objetivo.

Sandro Martínez Oyarce.