¿Qué es un enfriador de aire de carga y por qué son importantes?
¿Qué es un enfriador de aire de carga y por qué son importantes?
Su función principal es enfriar el aire comprimido que proviene de un turbocompresor o sobrealimentador antes de ingresar a la cámara de combustión del motor. Cuando el aire es comprimido por un turbocompresor o sobrealimentador, su temperatura aumenta significativamente. Por ejemplo, la temperatura del aire puede aumentar hasta 150 - 200 grados centígrados durante el proceso de compresión. El enfriador de aire de carga reduce esta temperatura a un nivel más aceptable, generalmente cerca de la temperatura ambiente.
Los enfriadores de aire de carga generalmente están hechos de aluminio o cobre.
Tienen un núcleo que consiste en una serie de pequeños tubos o aletas a través de los cuales pasa el aire comprimido caliente. El refrigerante (generalmente aire o agua) se distribuye alrededor de estos tubos o aletas en un camino separado para absorber el calor del aire comprimido. En un enfriador de aire de carga de aire a aire, el aire ambiental se usa para enfriar el aire comprimido.
¿Por qué son importantes los enfriadores de aire de carga?
Aumento de la potencia de salida:
El aire más frío es más denso. Cuando se reduce la temperatura del aire, aumenta su densidad. De acuerdo con la ley de gas ideal (PV=NRT, donde la densidad está relacionada con el número de moles y volumen), a medida que disminuye la temperatura (t), aumenta la densidad del gas (N/V). El aire más denso contiene más moléculas de oxígeno por unidad de volumen.
Más oxígeno permite una combustión más completa del combustible en el motor. Con más oxígeno disponible, el motor puede inyectar y quemar más combustible, lo que resulta en un aumento en la potencia de salida. Por ejemplo, en un motor diesel turboalimentado, un refrigerador de aire de carga que funciona bien puede aumentar la potencia de salida del motor hasta en un 30% en comparación con una situación en la que el aire comprimido no se enfría.
Eficiencia de combustible mejorada:
La combustión completa debido a la disponibilidad de más oxígeno significa que el combustible se quema de manera más eficiente. El motor no tiene que desperdiciar combustible tratando de quemar con menos relaciones de combustible de aire óptimas. Esto lleva a una mejor economía de combustible. En un motor turboalimentado con gasolina, el uso de un enfriador de aire de carga puede mejorar la eficiencia del combustible en aproximadamente 5 - 10%.
Emisiones reducidas:
Cuando el combustible se quema más por completo, hay menos hidrocarburos y partículas no quemados en el escape. Esto se debe a que la presencia de más oxígeno en la cámara de combustión ayuda a convertir más combustible en dióxido de carbono y vapor de agua, en lugar de dejar componentes de combustible no quemados en el escape. En los motores modernos, el uso de enfriadores de aire de carga es una parte importante de cumplir con los estrictos estándares de emisiones.
Durabilidad mejorada del motor:
Bajar la temperatura del aire entrante también reduce la tensión térmica en los componentes del motor. El aire de alta temperatura que ingresa al motor puede causar sobrecalentamiento de componentes como pistones, válvulas y cabezas de cilindro. Al enfriar el aire, el enfriador de aire de carga ayuda a mantener el motor a una temperatura de funcionamiento más estable, lo que prolonga la vida útil del motor y reduce la probabilidad de desgaste prematuro y daño.
