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Indice de contenidos
Construcción del núcleo enceldado (el valor de un buen núcleo)
La selección de un núcleo sólido y eficiente es el principal punto a tener en cuenta a la hora de elegir un intercooler para tu vehículo. Un simple radiador no es lo mejor para todos los vehículos. El flujo del aire, la presión de sobrealimentación y el desplazamiento del motor intervienen en la forma en la que un intercooler influye en el rendimiento del vehículo.
“Tubo y aleta” frente a “barra y placa”
Una de las mayores discusiones sobre intercoolers es núcleos de tubo y aleta o barra y placa. ¿Cuál quieres? ¿Por qué es uno mejor que otro?
Núcleo de tubo y aleta
Nucleo de barra y placa
Nucleo de barra y placa
Los núcleos de tubo y aleta se suelen utilizar en intercoolers de serie y no se suelen utilizar en el mercado de accesorios. Estos intercoolers son más ligeros y más baratos de fabricar que los intercoolers que podemos encontrar en el mercado de accesorios. La principal razón por la que no se utiliza este tipo de núcleo en los intercoolers de compra es por la disipación del calor. ¿Has oído hablar de la absorción de calor?
La absorción de calor puede ocurrir cuando un intercooler experimenta temperaturas ambiente muy altas, un hueco motor muy caliente o acelerones repetidos que causan que el intercooler se sobrecaliente. Esto puede provocar pérdidas de potencia al ajustarse la ECU a las altas temperaturas de admisión. La absorción de calor ciertamente es algo perjudicial. Un intercooler de barra y placa generalmente puede tolerar un mayor abuso con calor sin llegar a perder propiedades. Esto es especialmente útil para vehículos que están mucho tiempo pidiendo potencia, como en los coches de competición.
Además de esto, los núcleos de barra y placa por lo general son más eficientes en la transferencia de calor. Este tipo de construcción permite utilizar un material más fino para contener el flujo de aire, lo que ayuda a producir una mayor transferencia de calor.
Si el principal objetivo es buscar un mejor rendimiento sin preocuparse por un pequeño aumento de peso este es tu intercooler. Mira el recuadro comparativo básico.
Característica | Tubo y aleta | Barra y placa |
---|---|---|
Transferencia de calor | Bueno | Mejor |
Peso | Ligero | Un poco más pesado |
Resistencia al daño | Pobre | Más robusto |
Coste | Barato | Más caro |
Tasa de fallo | Medio | Bajo |
Tolerancia a la presión | Medio | Mayor |
Limites de construcción | Restricciones de tamaño debido al modo de fabricación | Más versátil |
Para la mayoría de personas que estén buscando un intercooler, el diseño de barra y placa será la opción ideal y proporcionará un rendimiento superior en casi todas las aplicaciones.
Tipos de aletas
¿Por qué todo esto es tan complicado? Si yo sólo quiero un intercooler. Sí, estamos siendo muy detallistas, pero ten en cuenta que cada característica es importante. No haríamos estas recomendaciones si no fueran importantes. Las aletas, tanto internas como externas, están dispuestas en diferentes formas dependiendo del objetivo del intercooler. Para los intercoolers de automoción, normalmente verás una aleta recta y simple o una aleta desplazada.
Aleta recta en zig-zag
Aleta desplazada
Como puedes ver, la aleta desplazada parece ofrecer una mayor superficie de contacto con el aire. Esta disposición fuerza al aire a separarse muchas veces cuando pasa a través del núcleo, lo que aumenta el intercambio de calor. Además de mejorar la transferencia de calor, también provoca una mayor pérdida de presión en el aire, es algo que hay que tener en cuenta. En general los intercoolers Mishimoto utilizan la aleta desplazada para mejorar el intercambio de calor tanto como sea posible.
Interior del núcleo con aleta desplazada
Densidad de aletas
Al diseñar un intercooler, las aletas son un componente decisivo que puede marcar la diferencia entre un buen intercooler y otros que no sirven para nada. Como hemos notado muchas veces, más aletas equivalen a mayor intercambio de calor, sin embargo, esto es a expensas de reducir el flujo de aire. Construir un intercooler es un gran desafío, por eso realizamos multitud de pruebas con nuestro equipo de ingeniería.
En general, identificar un núcleo denso es muy sencillo.
Núcleo de intercooler con baja densidad de aletas
Núcleo de intercooler con alta densidad de aletas
Para mejorar la densidad, podemos modificar tanto la altura como el paso de las aletas para crear diferencias en el área total de la superficie de la aleta. Normalmente creamos algunos prototipos con diferentes variaciones para poner nuestras teorías a prueba en un banco de potencia Dyno.
Las aletas por pulgada (FPI) pueden variar significativamente tanto interna como externamente. Ambos deben evaluarse en función del flujo de aire que atraviesa la superficie externa del núcleo, así como el flujo de aire que se mueve por el interior del intercooler. Nuestro equipo de ingeniería utiliza una variedad de ecuaciones para determinar qué prototipos se usarán para las pruebas. Luego podemos utilizar nuestros datos para mejorar nuestro proceso de desarrollo futuro de productos, lo que nos permite lograr los resultados más precisos posibles.
En general, los intercoolers Mishimoto utilizan una aleta interna desplazada y una aleta recta para el exterior. Esta configuración proporciona turbulencia dentro del intercooler para una transferencia de calor mejorada y permite que el aire externo pase fácilmente a través de las aletas externas del núcleo. El paso y altura de las aletas internas y externas suele ser el mismo, la diferencia principal es el estilo de la aleta.
Flujo de aire óptimo
Localización del núcleo del intercooler
Esto debería ser evidente, pero un factor importante para un mejor rendimiento al enfriar es el flujo de aire externo. Si escondes el intercooler detrás del parachoques o de otro radiador, impedirás el flujo y tendrás menor eficiencia en la refrigeración. Si colocas el intercooler en un lugar que reciba el flujo de aire directo, te permitirá aprovechar al máximo el intercooler elegido para tu proyecto. Sólo otra cosa a tener en cuenta el tamaño del núcleo.
Deja que respire. Tamaño de entrada y salida.
El tamaño de entrada y salida del intercooler puede no parecer extremadamente importante, pero ciertamente es algo a considerar cuando planteas tu instalación. Por una parte, querrás que las tuberías coincidan con el tamaño de entrada y salida para garantizar un flujo de aire suave. De lo contrario será necesario montar acoples con reducciones, no sería el fin del mundo, pero mejor evitarlos. El volumen del flujo de aire y la potencia de salida son dos características clave que necesitamos para determinar el tamaño de entrada y salida del intercooler. Una tubería demasiado grande necesitará mayor flujo de aire para impulsarlo, causando retraso en la entrega de potencia. Una tubería demasiado pequeña restringirá el flujo y limitará la potencia de salida. Por lo general, se busca la tubería más pequeña que no nos produzca limitaciones en la potencia. En el cuadro puedes ver una muestra de la potencia máxima y el volumen máximo de aire.
Ø entrada/salida | Potencia máxima (cv) | Flujo air máximo (m3/min) |
---|---|---|
1.75” | 289 | 12.2 |
2.00” | 375 | 15.9 |
2.25” | 477 | 20.1 |
2.50” | 588 | 24.6 |
2.75” | 710 | 29.7 |
3.00” | 852 | 35.7 |
3.25” | 999 | 41.9 |
3.50” | 1161 | 48.7 |
3.75” | 1318 | 55.8 |
4.00” | 1521 | 63.7 |
4.25” | 1704 | 71.6 |
4.50” | 1911 | 80.1 |
4.75” | 2129 | 89.5 |
5.00” | 2363 | 99.1 |
Como puede ver, las tuberías más pequeñas pueden soportar potencias razonables. La tubería de 3 pulgadas proporciona un flujo necesario para una potencia hasta 852cv, suficiente para la gran mayoría de vehículos del mercado. Si estás trabajando con tuberías mayores, es muy posible que tengas que echar otro vistazo a la tabla y replantear tu proyecto para una mayor eficiencia y reducir el retraso.
Dimensiones diferentes de entrada y salida
Algunas personas deciden preparar tuberías más grandes en el lado frío del sistema. Este aumento de tamaño ayuda al sistema a mantener el flujo después de la pérdida de presión creada por el intercooler. El impacto de este cambio dependerá de la potencia y el flujo de aire que el motor produzca, pero de hecho los resultados son positivos. Una configuración similar la utilizamos en nuestros kits intercooler para el Subaru 2001-2004, que tiene una tubería de 2.25” en el lado caliente y 2.75” en el lado frío.
Tubería del intercooler frontal de un Subaru
Para una configuración con un presupuesto ajustado o donde la potencia es baja, no hay que preocuparse por el dimensionamiento de la tubería. Sin embargo, si desea el sistema más eficiente para su coche o espera una gran caída de presión por un intercooler grande, entonces redimensionar la tubería de la parte fría es una buena opción.
Volumen del enceldado y área superficie de enfriamiento
Más grande no siempre significa mejor
Otro importante tamaño a tener en cuenta es el área superficial del núcleo del intercooler. De forma similar al problema del tamaño de la entrada, lo que quieres es que el núcleo enceldado del tamaño correcto para proporcionar un refrigeración eficiente sin tener retardos en la entrega de potencia. Cuanto mayor sea el volumen del núcleo, más aire se requiere para llenarlo.
Acabado superficial
Intercoolers con acabado de pintura en polvo Mishimoto
El acabado de la superficie de los intercoolers es debatible. Mientras algunas personas prefieren un acabado en aluminio bruto, la mayoría apreciará una pintura o acabado que proteja la superficie y proporcione una apariencia estética más agradable.
Entonces no encontramos con dos preguntas ¿qué acabado será el más duradero? ¿Qué acabado proporcionará el mejor rendimiento en cuanto a la transferencia de calor?
Para los radiadores de aluminio existen tres acabados habituales
Pintado
Pintura en polvo
Anodizado
Vamos a verlo por separado
Pintura en polvo
La pintura en polvo es nuestro acabado habitual para todos los intercoolers de nuestra gama Mishimoto. No sólo tiene buen aspecto, sino que también proporciona un acabado muy duradero y resistente al daño producido por la suciedad en la carretera o en la pista (bastante común en intercoolers frontales). El recubrimiento en polvo utiliza una carga eléctrica, pintura pulverizable en forma de polvo seco y un horno para hornear la pintura en la superficie. Al igual que con cualquier otra forma de pintura, la preparación de la superficie es clave para una pintura lisa, uniforme y fuerte. Una vez la superficie del intercooler está preparada, la pintura se carga electrostáticamente para que se adhiera fácilmente al radiador, en ese momento se aplica.
Pintura en polvo
Después de recubrir el intercooler, la pintura se cuece en un horno para que las partículas se fundan y se fusionen para unirse a la superficie. Este acabado es muy popular en la mayoría de componentes de automoción, incluidas las piezas del chasis, los componentes externos del motor y en partes de la suspensión. Hemos tenido un gran éxito con el recubrimiento en polvo de nuestros intercoolers, y consideramos que es un gran proceso que proporciona una durabilidad fantástica y un acabado de gran apariencia.
Pintado
La pintura húmeda también es un acabado razonablemente duradero para un intercooler. Aunque no proporcionará la elasticidad de los otros tipos de acabado, la pintura tendrá un buen acabado (se se aplica correctamente) y es bastante económica.
También es un proceso menos laborioso y no requiere una carga eléctrica o un horno de alta temperatura para el curado. Pintar el intercooler requiere capas ligeras para garantizar que las aletas externas no se obstruyan. Esto tendría un impacto en el flujo de aire a través del núcleo y podría reducir la transferencia de calor. Al igual que con el recubrimiento en polvo, la preparación de la superficie y la limpieza son claves para un buen acabado.
Anodizado
La anodización es un proceso bastante hábil que normalmente se reserva a metales no ferrosos como el aluminio y el titanio. Aunque hay diferentes procesos para la anodización, la forma habitual incluye un pre tratamiento y una limpieza con un detergente alcalino, un baño acido para eliminar aleaciones en la superficie, un proceso de anodizado eléctrico, otro proceso de coloración y finalmente un proceso de sellado dentro de un baño químico para sellar los poros del recubrimiento. Este es el proceso más complicado y suele ser el más costoso, especialmente para lotes pequeños de producción. Para un intercooler, se debe prestar gran atención al proceso con el ácido para garantizar que las delgadas aletas dentro del núcleo no se dañen o erosionen. Un ejemplo son los acoples Oil Sandwich Plate y el termostato de aceite In-Line oil Thermostat, que utilizan el anodizado en su acabado.
Acabado anodizado
Uno de los inconvenientes de la anodización es el desvanecimiento del color. Las superficies anodizadas pueden desvanecerse y oxidarse por la exposición a los rayos UV.
Durabilidad
La principal razón para revestir un intercooler con algún tipo de acabado es proporcionarle una superficie duradera que sea resistente a los posibles daños. Todos los acabados anteriores proporcionarán algún tipo de protección. Una superficie pintada es mucho más probable que se pele o se raspe en comparación con las otras dos opciones. En Mishimoto utilizamos el recubrimiento en polvo porque proporciona una cobertura de la superficie más gruesa que es menos probable que se raye. Los acabados anodizados pueden rayarse, pero el tinte está integrado en el aluminio subyacente, proporcionando así un acabado muy resistente. Escoger entre un acabado anodizado o pintura en polvo puede ser un desafío. Ambos acabados ofrecen una gran protección y deben permanecer intactos en el intercooler.
Transferencia de calor
Este es un tema muy debatido ya por tiempo. En general, cualquier recubrimiento aplicado a un intercooler tendrá un impacto mínimo en la eficiencia de refrigeración real. Además, el color del recubrimiento no causará una diferencia apreciable en la transferencia de calor. Un intercooler se enfría por convección, y la capa de protección no proporcionará una diferencia notable en el rendimiento. De hecho, realizamos una prueba con un intercooler sin pintar y otro pintado para evaluar cualquier diferencia de temperatura o potencia de salida. Nuestros resultados indicaron que ambos eran idénticos.
Intercooler aluminio en bruto
Nosotros optamos por revestir con pintura en polvo nuestros intercoolers para mejorar la estética y la resistencia a la corrosión. Que cada uno elija lo que le guste en términos de estética y precio.
Mantenimiento
Intercooler con suciedad en las aletas
El mantenimiento de un intercooler debe ser relativamente mínimo en la mayoría de casos, especialmente cuando se trata de intercambio aire-aire. Los procesos de mantenimiento recomendados los detallamos a continuación.
Mantenimiento intercooler aire-aire | |
Elemento a mantener | Intervalo recomendado |
---|---|
Inspeccionar codos y acoples en busca de gotas y fugas, apretar abrazaderas | 15.000 – 20.000 km |
Revisar las tuberías en búsqueda de roces | 15.000 – 20.000 km |
Limpiar suciedad y bichos de las aletas exteriores para desatascar y restaurar | 30.000 – 35.000 km |
Eliminar aceite del interior del intercooler (proviene de la válvula de ventilación positiva y los vapores de aceite) | 60.000 – 65.000 km |
Como puede ver, estos elementos de mantenimiento no son frecuentes, ni por lo general nos van a quitar mucho tiempo. Al seguir esta guía, puede conservar la eficiencia de su sistema y reducir la posibilidad de averías. Los intervalos se basan en condiciones normales de conducción, en condiciones extremas y de competición serán necesarias unas revisiones más habituales.
Ya haremos otro artículo más profundo sobre la limpieza interior de tuberías, acoples e intercoolers en relación a la presión de los vapores de aceite.
Aunque el mantenimiento de un sistema intercooler líquido-aire es más complicado, ten en cuenta que ambos sistemas son bastante sencillos, siempre que se utilicen componentes de calidad y que el sistema esté diseñado e instalado correctamente.
Fugas
Las fugas dentro del sistema de enfriamiento del aire del turbo normalmente se encuentran en las tuberías o acoples. Puede ocurrir que algún elemento en la carretera pueda dañar el núcleo, pudiéndose formar una fuga. Otra posible fuga puede venir por soportar demasiada presión un intercooler que no está preparado para soportarla. Anteriormente indicamos que los tanques de plástico pueden agrietarse o explotar cuando soportan una cantidad alta de presión. Pequeñas fugas también son perjudiciales para el sistema de refrigeración del intercooler y en general para todo el motor.
Aletas del intercooler dañadas
Las aletas dañadas pueden causar una disminución de la efectividad, ya que los golpes y dobleces pueden restringir el flujo de aire. Se pueden enderezar las aletas dobladas ligeramente con unas pinzas o herramientas específicas diseñadas para ello.
Placa de soporte del núcleo dañada
Tanque de intercooler reventado
Una pequeña fuga puede pasar desapercibida, pero la ECU seguirá exigiendo que las presiones de sobrealimentación cumplan con la cantidad requerida. Para hacerlo, el turbocompresor trabajará más para contrarrestar la pérdida de presión. Esto puede provocar un mayor desgaste y más calor, lo que puede reducir la vida útil del turbo y podría causar daños en el motor. Si se detecta una pequeña fuga, es muy recomendable que se resuelva cuanto antes. Un daño grave en el núcleo generalmente no es posible solucionarlo y requerirá la sustitución del intercooler.
Pruebas
Instalar un intercooler en tu coche es rápido y por lo general bastante sencillo. Pero, ¿cómo sabes que estás aprovechando al máximo el intercooler que has instalado? Hacer las pruebas adecuadas es clave, ya sea por nuestros medios o por el fabricante. Independientemente de quien realice estas pruebas, debes asegurarte que el intercooler esté a la altura para gestionar las temperaturas de tu vehículo.
Test de potencia en banco Dyno
En Mishimoto realizamos pruebas exhaustivas para cada nuevo intercooler, para garantizar que estamos produciendo temperaturas de admisión adecuadas y una caída de presión mínima. Además de eso, también nos gusta saber qué aumento de potencia tenemos con una admisión más fría. Estos son las pruebas que realizamos en nuestros intercoolers.
Temperatura de entrada y eficiencia
La reducción de temperatura de admisión es el objetivo principal de cualquier intercooler. Analizar esto es razonablemente sencillo en una instalación equipada con los sensores de prueba adecuados. Se instala un sensor de temperatura en el lado caliente y otro en el lado frío del intercooler para evaluar el cambio de temperatura que se produce en el intercooler.
Pruebas en intercooler con sensores
Para los intercoolers específicos de instalación directa, hacemos la misma prueba con el intercooler de serie y con nuestro intercooler para verificar las diferencias de temperatura a la salida. Como media, podemos bajar las temperaturas en un 10-40% respecto al intercooler de serie. El objetivo de esta prueba es acercar las temperaturas de admisión lo más parecido a la temperatura ambiente. Una vez se completan las pruebas, podemos realizar un gráfica que represente la diferencia de temperatura en el tiempo o en las revoluciones. La imagen siguiente muestra una gráfica de un WRX 2015 con un intercooler de montaje superior.
Gráfica de pruebas Mishimoto
Caída de presión
La caída de presión es otro punto a tener en cuenta durante el proceso de desarrollo y prueba. Instalamos un sensor de presión a la entrada y otro a la salida del intercooler para saber la perdida producida. La perdida de presión se va a producir si o si, pero el objetivo es mantenerla en el mínimo posible. Con un núcleo denso lleno de aletas de enfriamiento, el flujo de aire se va a ver alterado de alguna manera, lo que ocasionará perdida de presión, que vemos en nuestros resultados. El objetivo de Mishimoto es reducir la pérdida de presión tanto como sea posible en comparación con el intercooler de serie, mientras se sigue teniendo bajada en las temperaturas.
Sensor de presión en el proceso de prueba de un intercooler
Potencia de salida
La potencia de salida es una estadística extraña para un cambio de intercooler. La mayoría de personas considerarían el intercooler como una modificación que ayude a reducir las temperaturas originadas por turbocompresores más grandes, crear más impulso y permitir un ajuste más agresivo. La ganancia de potencia sin duda puede ocurrir con los ajustes de serie. Muchas veces vemos que al colocar el intercooler tenemos aumentos de potencia con ajustes de serie.
Prueba en banco de potencia de un intercooler
Sin embargo, la mayoría de ganancia de potencia la lograremos al realizar un ajuste específico de la ECU aprovechando al máximo las menores temperaturas de admisión. Esta ganancia puede variar en función de muchos factores del coche y del motor.
Conclusión
Aquí hemos dado muchos datos, que puede que no se asimilen de una sola vez. Consulta esta guía tantas veces como sea necesario para ayudar a elegir el intercooler adecuado. Seguir las pautas básicas que se detallan a continuación y explicadas anteriormente, harán que terminemos con el intercooler que mejore el rendimiento de nuestro vehículo.
Al elegir un intercooler:
Elije el intercooler correcto para tus necesidades, líquido-aire o aire-aire.
Coloca el intercooler en un lugar con abundante flujo de aire (aire-aire)
Asegúrate que el aire fluya correctamente en los tanques de los extremos y puedan soportar los niveles de potencia buscados.
Elije un núcleo eficiente
Asegúrate que las tuberías y los diámetros de entrada - salida produzcan un flujo de aire eficiente.
Seleccione un núcleo del tamaño adecuado
Busca los datos de las pruebas realizadas por el fabricante.
Mira el acabado para una correcta protección.
Preocúpate por el mantenimiento para que el rendimiento sea óptimo.
Buena suerte y no dudes en ponerte en contacto con nuestro equipo para obtener mayor información sobre cómo elegir un intercooler para tu proyecto.
Artículo original John Marsteller de Mishimoto
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