Назначение и принцип работы интеркулера

Плюсы и минусы использования дополнительного радиатора

Наверняка, сейчас вы разобрались что такое интеркулер и в чем его главное предназначение. Но остаются вопросы о целесообразности его установки. Поэтому нужно упомянуть о плюсах и минусах использования дополнительного охлаждающего устройства.

Эффективность использования

Сколь эффективна установка интеркулера в автомобиле? Без колебаний можно сказать, что эффективность работы охлаждающего устройства очевидна!

К примеру, охлаждение воздушных масс лишь на 10ºС увеличивает производительность силового агрегата приблизительно на 3-4%. При этом даже воздушный интеркулер охлаждает воздушные потоки ориентировочно на 50ºС, а, следовательно, прибавка мощности составляет 15%. Но рекордсменом признается водная система, обеспечивающая понижение температурного режима до 70ºС, а это – 21% к мощностям мотора.

Минусы дополнительного радиатора

Даже самый идеальный радиатор – не идеален! Вот и интеркулер имеет некоторые недостатки. Расскажем о них:

1. Снижение давления. Ясно, что воздушные массы, проходящие через большое количество труб, затрачивают часть собственной энергии на преодоление препятствий.
2. Масса. Что не говори, а это интеркулер имеет приличный вес — есть экземпляры, весящие до 20кг.
3. Водное устройство, требует дополнительного охлаждения. Кроме того, само устройство требует значительного внимания, поскольку при вытекании жидкости эффективность его работы падает в несколько раз.

Разновидности интеркулеров

Можно ли его убрать?

И последнее – можно ли избавиться от этого приспособления? Конечно можно, почему нет! Однако зачастую такие переделки ни к чему хорошему не приводят. Только сами подумайте, на сколько упадет производительность мотора, примерно на 15 – 20%, а «оно» вам нужно? Да и система подачи воздуха, которая находится на двигателе, не рассчитана на такие высокие температуры, поэтому без интеркулера — может пострадать. Кстати по нему можно определить рабочая ли у вас турбина, смотрим небольшое видео.

Скажу больше, один из самых распространенных видов тюнинга является установка интеркулера большого размера и объема, для прохождения больших объемов воздуха, а соответственно для его лучшего охлаждения. Также многие тюнеры устанавливают специальные воздухозаборники на капоте автомобиля которые, направляют набегающий холодный поток напрямую на корпус интеркулера, что еще больше увеличивает отдачу.

НА этом буду заканчивать, надеюсь моя статья была вам полезна, всем пока – искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

Похожие новости

• Виды турбин. Какие бывают на автомобиле, что выбрать
• Через сколько менять топливный фильтр. Разбираем отдельный вариа…
• Как снять бампер Хендай Солярис. Разбираем переднюю часть, фото …

Интеркулер: конструкция, принцип работы и виды

Интеркулер конструктивно монтируют между впускным коллектором и компрессором. Устройство представляет собой теплообменник, который состоит из сложной системы трубок и пластин, изготовленных из алюминия или меди, которые имеют большую теплопроводность и теплоотдачу. Трубки имеют витиеватую структуру, это увеличивает общую длину, по которой проходит воздух. Пластины увеличивают площадь поверхности и обеспечивают лучшую теплоотдачу. Чтобы воздух лучше распределялся в трубках, применяют конечные резервуары. Они приварены по краям.

На фотографии интеркулер установленный над двигателем Subaru Интеркулер с воздушным охлаждением, как правило, устанавливают под капотом автомобиля в таких местах:

1. за передним бампером. В бампере вырезают воздухозаборник (самый популярный и эффективный способ);
2. над двигателем (воздухозаборники тогда в капоте);
3. по бокам крыльев (воздухозаборники делают там же).

Кроме этого, существуют интеркулеры с жидкостным (как правило, водяным) охлаждением. Хотя есть и уникальные конструкции с охлаждением жидким азотом или льдом. В сравнении с воздушным он имеет более сложную конструкцию. Кроме водяного теплообменника, тут имеются такие элементы: водяной насос, управляющий модуль, воздушный радиатор и система патрубков.

При этом интеркулер водяного типа имеет ряд существенных преимуществ: во-первых, он более компактный (можно устанавливать где угодно под капотом, не требуются воздухозаборники), во-вторых, процессы охлаждения эффективнее и быстрее, чем при воздушном охлаждении. Правда, когда охлаждающая жидкость нагревается, эффективность падает. Вместе с системой охлаждения двигателя водяной интеркулер образует двухконтурную систему охлаждения.

Для каждого конкретного двигателя, по сути, необходим уникальный интеркулер с особой конструкцией. При его проектировании нужно определить множество конструктивных параметров:

площадь теплообменника. Чем больше общая площадь всех трубок и пластин, тем больше эффективность интеркулера. При этом для каждого двигателя есть определенное оптимальное значение площади, после которого любое её увеличение приводит к незначительному росту КПД;

внутреннее сечение. Потери давления воздуха в интеркулере должны быть минимальными

Для этого важно определиться с оптимальным сечением;

толщина теплообменника. Очень толстые стенки — не самый лучший вариант, всему своя мера;

фронтальная площадь

Чем больше эта площадь, тем больше воздуха пройдет через интеркулер, а значит, выше будет охлаждающая способность;

форма труб. В изгибах и переходах труб происходят потери потока. Для переходов лучше всего использовать сегменты конической формы, для изгибов — максимальные радиусы;

соединительные патрубки. Негерметичные соединения патрубков однозначно вызывают потери давления при наддуве, поэтому важно иметь надежные соединения. Кроме того, материал патрубков должен быть устойчив к агрессивному воздействию бензина и масла, высокой температуры;
направление потока в теплообменнике.

Материалы

Абсолютное большинство интеркулеров делаются из алюминия (и трубки, и соты) с пластиковыми или алюминиевыми бачками и патрубками. Это оптимальный вариант между весом и теплоотдачей устройства. В некоторых случаях можно встретить интеркулеры из меди, но это скорей исключение из правил. Медные радиаторы использовались в первых турбированных автомобилях, и на сегодняшний момент их почти полностью заменили алюминиевые модели.

Недостатком всех алюминиевых радиаторов является сложный ремонт (нельзя запаять, только заварить), который дополнительно осложняется очень тонкими стенками трубок. В результате поломки интеркулера практически не ремонтируются.

Необходимость в дополнительном охлаждении

Характерной чертой автомобилей с турбонаддувом является значительное сжатие воздуха. Параллельно происходит повышение температуры этой смеси и снижение плотности. При таком подходе в камеры сгорания проникает недостаточный объем воздушных масс за единицу времени. Как следствие – потеря мощности.

Соответственно понять, для чего нужен интеркулер на турбированном движке, не так уж сложно. Конструкторы установили этот узел, чтобы уплотнить воздух, остудив его. В отличие от радиатора он оказывает непосредственное влияние не на температуру жидкости, а на воздух.

Так как работает интеркулер с большим количеством патрубков и пластин, то внутреннее их пространство должно быть максимально прямым и удлиненным. Лишние изгибы способствуют нежелательному нагнетанию воздуха в преломлениях. Улучшить теплоотдачу помогают дополнительные наружные ребра, изготовленные из меди или алюминия.

Правильная локализация обеспечивает быстрый захват прохладного встречного воздуха. За счет особенностей конструкции и расположения агрегату удается остудить около ¾ проникающего в него объема воздуха.

Монтаж охладителя можно провести и для нетурбированных автомобилей. Однако это не даст действенного эффекта, так как в такие двигатели требуется несжатый воздух.

Виды

Устройство и конструкция интеркулера для дизельного и бензинового двигателя могут несколько отличаться. Причём дело не в типе используемого топлива, а конструктивных особенностях и используемых рабочих сред самого элемента для дополнительного охлаждения.

Учитывая эти характеристики, все автомобильные интеркулеры делятся на 2 категории:

• водяные;
• воздушные.

Исходя из названия, уже становится понятно, в чём основное отличие между двумя конструкциями. Но их следует рассмотреть более детально.

Воздушные устройства

Именно воздушные интеркулеры конструктивно считаются самыми простыми. Это ряд из трубок, которые соединяются между собой специальными пластинами, установленными в ряд.

Задачей такого элемента является пропуск по трубам воздуха, который поступает из внешней среды. Функция пластин также предельно понятная. Они увеличивают параметры площади теплоотдачи. Это позволяет воздуху успевать достаточно охладиться перед выходом на турбокомпрессор.

Воздушный интеркулер для автомобиля

Автомобильные интеркулеры воздушного типа способны снижать температурные показатели примерно на 40-50 градусов Цельсия, подавая затем охлаждённый воздух на турбину. Конструктивные особенности и принцип работы позволяют повысить эффективность мотора примерно на 10-15%. Такой прирост мощности можно хорошо ощутить, разогнавшись хотя бы до 60-90 километров в час. При движении в трафике на скорости около 30-40 километров в час изменения незаметные водителю.

Такие устройства часто называют воздух-воздух. Для их установки обычно используется 3 зоны:

• боковое пространство около крыльев автомобиля;
• непосредственно за передним бампером;
• в подкапотном пространстве над мотором.

Монтаж за бампер и около крыльев считается более оптимальным для такого типа интеркулеров. Это объясняется тем, что такое расположение гарантирует интенсивный обдув.

Воздушные конструкции предпочитают устанавливать на грузовые автомобили и внедорожники. Среди основных недостатков выделяют крупные размеры и солидный вес оборудования.

Водные

По показателям эффективности водные или водяные интеркулеры объективно опережают воздух воздушных конкурентов. Это объясняется простым внедрением в систему воды, которая сама по себе выступает как качественный охладитель. Интенсивность поглощения тепла у воды выше, чем у воздуха. Во много гениальное решение своего времени.

Но применение воды в охлаждении не является единственным отличием между интеркулерами. Разработчики сумели значительно уменьшить размеры конструкции, что позволило занимать минимум пространства под капотом автомобиля без потери эффективности. Но справедливости ради следует добавить, что дополнительно придётся искать, куда поставить температурный датчик и насос.

Эффективность действительно возросла, причём в несколько раз. Средний показатель снижения температуры составляет 60-70 градусов Цельсия. Именно на столько интеркулер способен изменить температуру воздуха перед его попаданием на турбонагнетатель.

Но есть ещё более совершенные модели, чем просто водные ИК. Это устройства, где охладителем выступает специальный хладагент. Для этого задействуют антифризы, тосолы и даже жидкий азот. Свойства самих охлаждающих жидкостей позволяют им примерно в 2 раза увеличить теплоотдачу, если сравнивать с классическими водными устройствами.

Создать полноценный образ идеального интеркулера из водного элемента охлаждения не получится. Это обусловлено наличием определённых недостатков. Такие детали конструктивно сложнее, за функционирование ИК отвечают температурные датчики, насосы и блоки управления. Именно они регулируют и контролируют все процессы. Из-за этого цена на ремонт оказывается более внушительной. Да и сами поломки порой сложно устранить. Если систематически не следить и не контролировать температуру охлаждающей жидкости, можно столкнуться с серьёзными и внезапными неприятностями.

Водный интеркулер на Субару

Такая ситуация привела к тому, что на машины среднего ценового сегмента устанавливают более дешёвые интеркулеры воздушного типа.

Это не предел, поскольку существуют особые охладители, устанавливаемые на спортивные машины. В основном это спецпроекты, предназначенные для гонок. Их специальные интеркулеры называют кастомными. Разница между стандартными моделями в том, что процесс охлаждения осуществляется за счёт применения специальных жидкостей и льда.

2 Причины попадания масла в интеркулер и варианты устранения неисправности

Если турбина кидает определенное количество масла в интеркулер, значит, в системе есть проблема, однако насколько она серьезна, можно понять только после визуального осмотра деталей турбины и других составляющих. Турбина может кидать масло на охладитель по причине неисправного маслопровода, который располагается между турбиной и картером двигателя. Маслопровод представляет собой сливной патрубок, который при визуальном осмотре не должен содержать следов повреждения, быть пережатым и т.д.

В противном случае возникает повышенное давление в системе, при котором масло гонит через уплотнительные кольца в интеркулер. Сам промежуточный радиатор охлаждения может иметь микротрещины по корпусу, которые устраняются только посредством сварки, никакие герметики и другие материалы не помогут устранить проблему из-за высокого давления в системе (до 5 атмосфер).

Маслопровод изготавливается из жесткого материала, однако с течением времени он может подвергаться деформации. Иногда для исправления проблемы (если турбина кидает не много масла) достаточно выровнять положение трубы, заменить уплотнители или всю деталь в сборе. Еще одна причина, по которой масло может оказываться в интеркулере –  это выход из строя воздухоотвода, в котором могут образовываться нежелательные отверстия. Масляный фильтр также может стать причиной наличия масла в системе радиатора-интеркулера, фильтр необходимо своевременно менять. Часто проблема попадания масла решается как раз-таки прочисткой воздухоотвода и заменой фильтра на новый.

Если при диагностике системы масло в интеркулере появляется в результате превышения уровня масла в картере мотора, значит нарушена вентиляция картера, а значит, проблема и ее решение будет более серьезными и энергозатратными. Если масло кидает в интеркулер по этой причине, то, скорее всего, нарушена герметичность или деформированы уплотнительные кольца цилиндров и поршней. В результате отработанные выхлопы попадают внутрь картера и выдавливают оттуда масло в интеркулер. В этом случае выходом может стать только капитальный ремонт мотора с заменой колец, поршней, сливной трубы, уплотнителей системы и т.д.

Ответы на частые вопросы

Убирать его нельзя. Попадание горячего воздуха сократит мощность двигателя.

Как работает интеркулер на атмосферном двигателе?

Имея подобный механизм, некоторые энтузиасты задумываются об увеличении мощности MPI двигателя. В турбированных вариантах это срабатывает, но там и так большое нагнетание воздуха: они хорошо охлаждаются, практически не теряя скорости.

А как быть с «атмосферниками»?

Во-первых, в них всасывание происходит за счет разряжения в цилиндрах. При установке интеркулера воздушные массы будут пробиваться через трубки радиатора и дополнительный тракт, что снижает скорость потока. Двигатель может ощущать «кислородное голодание». Воздушный фильтр уменьшается со всеми последствиями. Уменьшить сопротивление и получить больше воздуха помогает установка «нулевиков».

Во-вторых, уменьшение температуры будет незначительной, и всасывание воздуха будет в целом одинаковым, с небольшой разницей. В итоге затраты на установку интеркулера не оправдаются. Выйти из положения поможет установка воздухозабора с улицы, а не из-под капота. Для этого придется удлинить патрубок воздушного фильтра и разметить его под передним бампером. Или в месте заглушки противотуманок установить шланг воздушного фильтра для всасывания.

Многие механики считают, что единственным способом снизить температуру воздуха и получить холодный впуск – делать забор снаружи автомобиля.

Как проверить интеркулер?

Точная диагностика проводится только после демонтажа прибора. Первым делом нужно снять его с автомобиля.

В моделях «воздух-воздух» обнаружить нарушение герметичности можно старым «дедовским» способом. Разрезать камеру велосипеда, натянуть на патрубки и зажать хомутами с двух сторон. Опустить радиатор в ванну с водой (можно просто обмазать мыльным раствором). Если накачать камеру для создания избыточного давления в трубках теплообменника, то о наличии дыры будут свидетельствовать пузыри на пене или в воде.

Интеркулер – что это такое? Описание и принцип работы

В турбированных двигателях всасываемый турбонаддувом воздух сжимается. Сжатие воздуха приводит к тому что увеличивается его плотность, а сжатие это приводит к его нагреву примерно до 200 градусов. Также нагреву способствует и всасывающий воздух турбокомпрессор, так как он нагревается отработанными газами.  Также проблема в том, что когда воздух нагревается его плотность снижается, а это приводит к падению давления наддува.

Поэтому для того чтобы снизить температуру воздуха применяют интеркулер. Интеркулер охлаждает воздух до 50-60 градусов, это способствует лучшему наполнению цилиндров воздухом, а значит обеспечивается больший прирост мощности.

Исследования говорят что если снизить температуру воздуха на 10 градусов, то в среднем увеличение мощности (прирост) составляет 3%. Сгорание топлива происходит более эффективно, повышается экономия топлива и снижается количество вредных выбросов. В целом применение интеркулера  может обеспечить прирост мощности до 20%.Но применение интеркулера имеет и свои недостатки. Когда интеркулер охлаждает воздух, то он тем самым создаёт препятствие для надувочного воздуха, а это снижает давление наддува.

Интеркулеры, или как их ещё называют охладители, можно разделить на 2 типа:1. Воздушного охлаждения2. Жидкостного (водяного) охлаждения

Промежуточные воздушные охладители получили большее распространение благодаря тому, что у них простая конструкция. Располагается интеркулер между турбокомпрессором и впускным коллектором. Конструкция интеркулера состоит из теплообменника, представляющего собой конструкцию из трубок, между которыми находятся пластины.

Охлаждение воздуха происходит благодаря тому, что трубки изменяют своё направление по длине, это увеличивает путь проходимый воздухом и воздух благодаря этому охлаждается. Но когда трубки изменяют направление, они создают дополнительное препятствие для воздуха, а это приводит к потерям давления наддува. Находящиеся между трубками увеличивают площадь поверхности охладителя, а это обеспечивает более лучшую теплоотдачу. Трубки и пластины обычно изготавливаются из алюминия, иногда применяется медь.

Интеркулер может устанавливаться под капотом  в следующих местах:1. По центру за передним бампером, в бампере вырезаются специальные воздухозаборники.2. Над двигателем, воздухозаборники вырезаются в капоте.3. В боковых частях крыльев, в крыльях вырезаются воздухозаборники.

При разработке интеркулера для каждого конкретного двигателя учитывается множество параметров, таких как: внутреннее проходное сечение, объём теплообменника, толщина и другие.

По сравнению с воздушным интеркулером, интеркулер водяного типа имеет свои преимущества. Так как он более компактный, это значит что он может быть установлен в любом свободном месте под капотом. Вода которая охлаждает воздух отводит тепло интенсивней, а значит эффективность интеркулера больше. Но когда вода нагреется, то она требует больше времени для остывания.

Но за все эти преимущества мы расплачиваемся сложностью конструкции. В добавок к водяному теплообменнику в состав интеркулера также входит: воздушный радиатор, система патрубков, водяной насос, блок управления. Это всё образует вместе с системой охлаждения двигателя образует систему охлаждения двухконтурного типа.

Из-за своей сложности интеркулеры водяного типа применяются редко, т.е. только в тех случаях когда не представляется возможности применять воздушный интеркулер, пример этому некоторые двигатели TSI.

Много иной полезной информации вы можете найти на сайте Рено.бай – очень полезный ресурс про автомобили Рено. Здесь Вы можете прочитать не только про интеркуллер, турбину и другие элементы автомобиля, но про эксплуатацию Renault Duster, Megane, Sandero и др.

• < Назад
• Вперёд >

Для чего нужен интеркулер

Радиатор — это своего рода радиатор. Назначение этого устройства — охлаждение сжатого воздуха перед его поступлением в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Функция охлаждения позволяет подавать больше воздуха в цилиндр и, следовательно, сжигать больше топлива. Мощность двигателя значительно выше при использовании сжатого холодного воздуха. Интеркулер расположен естественно за турбиной. Использование промежуточного охладителя в дизельном двигателе позволяет получить увеличение мощности, снизить токсичность выхлопных газов, добиться полного сгорания топливно-воздушной смеси и снизить расход топлива. Дизель с турбонаддувом стал более отзывчивым, характеристики крутящего момента «низкими» и КПД двигателя увеличились, максимальная скорость дизеля стала выше.

Воздушное охлаждение в системе может происходить по следующим схемам:

• воздушное охлаждение;
• жидкостное охлаждение;
• комбинированная программа;
• В первом случае воздух сжимается турбонагнетателем и затем проходит через камеры промежуточного охладителя, выделяя избыточное тепло в атмосферу. Эта схема напоминает радиатор системы охлаждения двигателя.
• Охлаждение во второй конструкции заключается в пропускании воздуха через устройство, заполненное теплоносителем. Такое решение сложнее по конструкции и дороже, так как требует установки дополнительного жидкостного насоса, а также отдельных электронных контроллеров.
• Комбинированное охлаждение используется в конструкции турбокомпрессоров высокопроизводительных гоночных автомобилей. Система охлаждения наддувочного воздуха в таких автомобилях включает несколько промежуточных охладителей, некоторые из которых работают по принципу воздушного охлаждения, а другие представляют собой варианты жидкостных охладителей. В комбинированных системах охлаждения охладители используются последовательно.

Воздушное охлаждение менее эффективно по сравнению с воздушно-воздушным охлаждением и комбинированными решениями. Однако главным преимуществом воздухоохладителя является простота и доступность решения, что привело к повсеместной установке интеркулера этого типа на дизельных и бензиновых автомобилях.

Нюансы установки интеркулера

Решив оборудовать своего «железного коня» интеркулером, хорошенько подумайте, где его лучше расположить. Неправильно установив конструкцию, вы получите обратный результат: вместо охлаждения она станет нагревать воздух. Под капотом машины достаточно высокая температура, поэтому устройство не должно ее поглощать.

Оптимальное место для монтажа интеркулера – перед радиатором. Чтобы охлаждение проходило более эффективно, можно по краям установить металлический короб, захватывающий большой воздушный поток и направляющий его на интеркулер. Минимизировать потери в давлении системы можно, заменив штатные трубы, идущие от охладителя то турбины, на более широкие. Их также стоит обернуть алюминиевой лентой, увеличив теплоизоляцию.

Дополнительная опция

Некоторые модели интеркулеров, предназначающиеся для спортивных авто, оснащаются распылителями. Эти распылители время от времени автоматически опрыскивают конструкцию водой, охлаждая ее. Это еще больше уменьшает температуру впускного воздуха.

Осторожно! Зима

В нашем отечестве зимой дороги активно посыпаются песком и солью. В холодное время года интеркулер подвергается опасности, если он установлен перед основным радиатором. Вся грязь и соль, летящая из-под колес идущих впереди вас транспортных средств, будет попадать на интеркулер. В результате его оксидная пленка будет разрушаться. Чтобы продлить термин эксплуатации охладителя, его нужно время от времени промывать снаружи водой.

На любой вкус

Магазины предлагают автомобилистам огромный выбор интеркулеров различных размеров и конфигураций. При желании можно для любого транспортного средства подобрать подходящий охладитель. Случается, правда, что система никак не хочет устанавливаться. Но при должной смекалке ее можно подогнать, например, заменив трубки или переварив их

Важно не только установить интеркулер, но и грамотно подвести к нему воздушные магистрали