интеркулер для чего предназначен

Про Интеркулер.

Интеркулер — промежуточный охладитель наддувочного воздуха, представляющий собой теплообменник (воздухо-воздушный, водовоздушный), чаще радиатор для охлаждения наддувочного воздуха. В основном используется в двигателях с системой турбонаддува.

Устройство предназначено для извлечения тепла из воздушного потока, который нагревается при сжатии в компрессоре. Существует много критериев, которыми руководствуются при создании интеркулера. Основные среди них — это максимальный отвод тепла, минимальные потери давления наддува, увеличения инерции потока.

При адиабатическом (без теплообмена с окружающей средой) сжатии воздуха в системе наддува его температура повышается.

(Твход нагнетателя)/(Твых нагнетателя) = (Рвход/Рвых)(n–1)/n.
В реальной ситуации при Т на входе нагнетателя 20 °C:

Рвых./Рвхода = 1,5, следовательно, разность температур составляет 45 °C и после сжатия Твых = 65 °C;
Рвых/Рвхода = 2, следовательно, разность температур составляет около 84 °C и после сжатия Твых = 104 °C.
Согласно расчётам, при начальной температуре 50 °C повышение температуры воздуха на 10 °C при постоянном давлении приводит к уменьшению его плотности на 3 %.

Поэтому, если не охлаждать воздух после нагнетателя, эффект наддува может быть значительно ослаблен.

Пример: при отношении Рвых/Рвхода = 1,5 плотность воздуха после сжатия (значит, и мощность) падает на 14 %; при отношении Рвых/Рвхода = 2 плотность воздуха падает на 25 %.

Поэтому в двигателе внутреннего сгорания воздух, который подается в цилиндры, разумно дополнительно охлаждать, повышая его плотность, что в свою очередь повышает эффективность наддува, улучшает процесс сгорания топлива в цилиндре, а также снижает детонационный порог.

Одним из видов тюнинга системы наддува ДВС является установка интеркулера с увеличенной площадью теплообмена.

Радиатор интеркулера обычно крепится перпендикулярно продольной оси автомобиля (фронтальный интеркулер) перед радиатором либо под крылом, пример — Mitsubishi Lancer Evolution

, VW Touareg. Другой способ крепления — горизонтально над двигателем (например,

). В таком случае в капоте автомобиля обычно имеется воздухозаборник для подвода потока воздуха к интеркулеру.

Интеркулер системы вода-воздух

Интеркулер системы вода-воздух применяется и в автоспорте, пример тому — Toyota Celica GT-Four (Alltrac)

. Также в автоспорте применяется орошение интеркулера водой при помощи специальных форсунок, и даже емкости со льдом для лучшего теплообмена при работе двигателя на экстремальном давлении наддува (например, в дрэг-рейсинге). Существуют схемы последовательного подключения интеркулеров систем вода-воздух и воздух воздух. Система интеркулера вода-воздух имеет ряд преимуществ, такие как минимальная длина наддувочной магистрали, большой коэффициент теплообмена, энергоемкость (жидкость в магистрали, которая еще не успела забрать температуру у нагнетаемого воздуха, имеет температуру ниже), возможность поддержания стабильной температуры нагнетаемого воздуха (за счет компонентов которыми можно управлять электронно). Недостатками данной системы являются её стоимость и сложность в сравнении с интеркулером системы воздух-воздух. Такие известные тюнинг ателье как Lotus, использовали данную систему ввиду ряда её преимуществ.

Система имеет несколько способов реализации схемы подключения теплообменников, одна из которых является относительно герметичной и имеет собственный контур, вторая сообщается с системой охлаждения ДВС (что скорее является системой поддержания стабильной температуры наддувочного воздуха, чем системой его охлаждения, ориентированной на минимизацию температуры). На сегодняшний день такой системой охлаждения наддувочного воздуха, с завода, снабжены некоторые модели концерна VAG (Volkswagen Aktiengesellschaft).

Интеркулер: что это такое и зачем он нужен

Тюнинг любого автомобиля, помимо изменения тормозной системы, выхлопа и настройки двигателя подразумевает настройку системы охлаждения. Рассказываем про одну из ее ключевых деталей.

Желание производителей «выжимать» из ресурсов автомобиля максимум привело к изобретению турбокомпрессора, который сегодня является главной деталью как спортивных, так и некоторых гражданских автомобилей. Принцип его работы достаточно простой: турбина гонит воздух во впускной коллектор под давлением, а значит, он в большем количестве попадает в камеру сгорания. При соблюдении стехиометрической пропорции достигается максимальная отдача мощности от сгораемого топлива, так что, чем больше воздуха зайдет в цилиндр, тем больше топлива можно подать, и тем больше будет мощность мотора.

Однако не всё так просто, ведь воздух при сжатии нагревается и становится более плотным. Горячий воздух не позволяет сгорать топливу качественно, выхлопные газы приобретают детонацию, а это нельзя назвать положительным явлением. Для охлаждения этого самого воздуха на пути из турбины в двигатель применяется именно он, интеркулер.

Минутка истории

Промежуточные охладители воздуха применялись в конструкции авиационных, локомотивных и корабельных двигателей ещё в прошлом веке, и имели они достаточно большие габариты. Габариты крыльчаток были весьма ощутимыми, а их инерционность была чрезмерно великой. Для раскручивания вала крыльчатки требовалось очень много времени, из-за этого использовать турбонагнетатели на автомобильных двигателях с постоянно меняющимися во время работы оборотами было невозможно — турбина просто не успевала реагировать на изменения условий.

Чуть позже мир узнал про лёгкие крыльчатки из керамики, которые могли быстро раскручиваться, и проблема инерции ушла на второй план. Турбины начали плотно проникать в массы в 70-х годах, после того как стали активно использоваться в «Формуле-1». Кстати, именно с тех пор практически все производители стараются иметь в модельной гамме хотя бы одну турбированную машину.

Конструкция

По сути, интеркулер — это радиатор охлаждения, который работает с воздухом, однако в его конструкции есть противоречия не решённые до сих пор. Воздух выходит из турбины нагретым от сжатия и тепла выпуска, после этого он заполняет радиатор интеркулера и по факту заполнения, под нужным давлением, он проходит дальше. Это самое время прохождения негативно сказывается на турболаге, времени реакции турбины на педаль газа, и чем больше сам «кулёк», тем дольше турболаг. Однако и уменьшать объём — не рационально.

Кроме того, трубки, по которым проходит воздух, должны иметь оптимальную форму и площадь сечения, чтобы соблюсти баланс между эффективным охлаждением (радиатор работает лучше, когда трубки плоские и воздушный поток турбулентный) и минимальными потерями давления (а они меньше, когда трубки круглые в сечении и поток ламинарный). Здесь также высчитывается оптимальное значение между потерями давления и качеством охлаждения.

Но и подобная конструкция сама по себе требует небольшого тюнинга. Некоторые производители устанавливали систему орошения интеркулера (к примеру, Impreza WRX STI от Subaru на всех мировых рынках имели кнопку для подачи водички на соты «кулька» и дополнительный бак на 12 литров воды).

Работает этот самый кулер как обычный радиатор. От турбины сжатый (и горячий) воздух поступает в радиатор интеркулера, где охлаждается встречным воздушным потоком. Инженеры подсчитали, что охлаждение поступающего в мотор воздуха на 10 градусов дает прирост мощности в 3%. Хороший интеркулер понижает температуру на 50-60 градусов, а это уже добавляет мотору до 20% мощности. Особенности конструкции определяют эффективность охлаждения: толщина и форма воздушных каналов, количество изгибов (чем больше поворотов делает воздух, тем лучше он охлаждается и тем выше потеря давления), материал и расположение сот для дополнительного охлаждения, расположение входных и выходных патрубков и распределение воздушных потоков в бачках.

Рабочая часть интеркулера (ядро) рассчитана таким образом, чтобы пропускать вдоль трубок максимальный поток встречного воздуха. Сами трубки имеют внутри пластины-турбулизаторы, практически дублирующие по своей структуре сотовые ячейки между трубками. Такая система способствует завихрениям воздушных потоков внутри трубок и максимальной их теплоотдаче. Расположение сот может быть туннельного типа (улучшает прохождение воздуха, но уменьшает качество охлаждения) или со смещением рядов (лучше охлаждение, но больше сопротивление воздушному потоку). Сами трубки, вернее их форма, играет значительную роль в прохождении воздушных потоков, ведь закруглённые трубки уменьшают сопротивление потоку и улучшают обдув.

Кроме этого, на работу влияет ещё и распределение воздушных потоков внутри самого радиатора. В идеале, воздух равномерно расходится по всем патрубкам, а на выходе собирается в выходной патрубок.

Принцип работы интеркулера «воздух/воздух» состоит в том, что через трубчатые пластины радиатора проходит воздушный поток. Внутри тонких труб обычно имеются небольшие перегородки, создающие турбулентность и повышающие обмен тепла.

Как правило, интеркулеры производятся из алюминия. Воздух, который попадает при передвижении авто вперед, отвечает за понижение температуры внутри радиатора, унося избыток тепла в атмосферу.

Интеркулеры «вода/воздух» подразумевают использование специального теплообменника, расположенного под капотом возле компрессора. Вода или специальная жидкость получает тепло, которое через размещенный спереди небольшой радиатор выходит наружу. Интеркулер «вода/воздух» состоит из блока управления, радиатора, теплообменника, насоса и труб.

Преимущество водно-воздушного интеркулера состоит в том, что вода проводит тепло интенсивнее воздуха. Для того, чтобы поглощался рост температуры, в теплообменнике должно быть достаточно воды. Еще до того, как начнет работать насос, подающий холодную воду, теплообменник снижает температуру воздуха, который поступает в коллектор. Данная система работает достаточно эффективно, но если вода нагреется, потребуется время для того, чтобы она остыла.

И где его искать?

Если вы обладатель машины с турбодвигателем, найти интеркулер будет достаточно просто. Скорее всего, он установлен фронтально, перед радиаторной решёткой. Он устанавливается перед радиатором охлаждения и кондиционера, принимая на себя основной воздушный поток. Либо же интеркулер ставится под радиатором, и в этом случае система охлаждения работает более эффективно. Иногда его могут устанавливать над двигателем, а капот получает специальный воздухозаборник для охлаждения. Ну и для дополнительного забора грязи, соответственно, такое расположение будет требовать чуть больше внимания к чистоте подкапотного пространства.

Вместо заключения

Использование интеркулера имеет и свои недостатки. Сам теплообменник и патрубки занимают много места в подкапотном пространстве. Интеркулер, особенно в случае установки в носовой части автомобиля, становится мишенью для мелких камней и часто выходит из строя, что повышает стоимость обслуживания автомобиля. Даже при легком ДТП интеркулер, установленный в носовой части, разрушается. Поэтому обязательно следите за техническим состоянием своего автомобиля и будьте аккуратны!

Об интеркулерах

Всем добра, многие оценили мою запись о турбинах, поэтому продолжим изучать техническую часть узлов авто, и так сегодня мы поговорим об неотъемлемой части любого турбо автомобиля, и часть эта интеркулер, меня часто спрашивают, что лучше поставить, в чем отличия bar plate от tube fin, какие размеры взять и так далее, сегодня я попробую ответить на все вопросы и объяснить в чем же принцип работы данного узла и какой выбрать, для удобства я вынесу основные пункты:
1. Общие назначение и устройство интеркулера
2. Типы интеркулеров
3. Размер интеркулера
4. Bar plate VS Tube fin
5. Итог

Ну примерно такие пункты будут в этой статье, ну что-ж начнем пожалуй:

1. Общие назначение и устройство интеркулера

Все просто – в систему под большим давлением нагнетается воздух, что приводит к повышению его температуры практически до 200 градусов Цельсия. От выхлопных газов нагревается и турбокомпрессор.
Как следствие, плотность воздушных потоков уменьшается, чего не желательно допускать по причине снижения давления наддува и эффективности самого устройства.
В бензиновых моторах такая ситуация чревата вероятной детонацией по причине повышенного содержания окиси азота в выхлопе машины.
Для эффективной борьбы с перегревом как раз и предназначено простое, но гениальное изобретение – интеркулер.
Его основное назначение – охлаждение воздуха, который поступает в турбокомпрессор.
После прохождения воздухом интеркулера на выходе его температура в среднем достигает 50-60 градусов.

Устройство воздушного интеркулера

Разработчики с умом подошли к созданию устройства. Для повышения эффективности охлаждения конструкторами были увеличены специальные камеры устройства, толщина и направление которых может меняться.
Многочисленные «хода» интеркулера выполнены из медных или алюминиевых пластин, что увеличивает площадь и, как следствие, эффективность охлаждения.
Но не стоит и забывать об одном «но». Чем больше препятствий создается для воздуха, тем меньшим будет давление в самом турбонаддуве. Соответственно, эффективность турбонаддува также упадет.

Эффективность интеркулера, охлаждающего воздух до температуры среды окружения, составляет 100%, но это очень трудно или, чаще всего, невозможно достичь. Эффективность работы большинства интеркулеров – 70%.

Большая часть интеркулеров бывает двух видов: «воздухо-воздушные» и «водно-воздушные». Также существуют специальные конструкции, охлаждение воздушного потока в которых производится до температуры, которая несколько ниже, чем температура окружающей среды. Происходит это за счет использования системы кондиционирования, льда либо азота. Но такие системы с использованием азота как правило используют на сильно форсированных машинах поэтому их подробно мы рассматривать не будем.

Самым распространенным типом интеркулеров является «воздухо-воздушные», устанавливаются они как правило либо фронтально впереди радиаторов, либо горизонтально такой тип установки предполагает установку над двигателем, самый яркий пример Subaru WRX STI, у каждой системы установки есть свои плюсы и минусы, основным минусом горизонтального расположения считают нагрев кулера от мотора, а минусом фронтального расположения считают высокий шанс повредить кулер.

Тип «водно-воздушные» применяется крайне редко на серийных машинах, его основным плюсами считаются более эффективное охлаждение, и довольно компактные размеры что позволяет устанавливает высокопроизводительные системы в ограниченных пространствах моторного отсека, минусом же является сложность конструкции и цена.

3. Размер интеркулера

Часто при тюнинге люди гонятся за размером кулера мол большой значит лучше охлаждает, так ли это?, давай те разберемся.
Чтобы избежать большой задержки турбины на стартах, очень важно, чтобы размер интеркулера соответствовал вашей турбине. Слишком большой интеркулер может ощутимо уменьшить мощность двигателя на малых оборотах из-за увеличенного объёма нагнетаемого воздуха. Такой интеркулер, приведет к задержке турбины(турбо-лаг, турбо яма). Если нужно получить более живой отклик на газ во всем диапазоне то важно выбрать оптимальный размер кулера, а именно при выборе интеркулера необходимо учесть огромное количество факторов, которые в комплексе позволят, или не позволят достичь нужного результата. В общем случае, интеркулер будет работать хорошо, если он не чрезмерно высокий и не длинный, причем длина кулера наиболее важный факт так как для турбин с малым бустом лучше брать высокий но не слишком длинный, с редкой структурой пластин (что уменьшает степень падения давления). Чересчур плотная структура вызывает избыточное трение воздуха, и поэтому, вследствие потери давления, эффективность охлаждения снижается на 30%. Хотите моё мнение? Не покупайте интеркулер из-за его внушительного вида или популярного бренда- внутренности некоторых из них настолько плохо спроектированы и изготовлены, что ваш родной интеркулер может оказаться даже лучше! Помните, что вы покупаете то, за что платите. Не более.

4. Bar plate VS Tube fin

Наверное самый важный раздел, сколько копий сломано и нервов потрачено в попытке выяснить что-же лучше, в чем отличия, и так начнем.

У bar-and-plate большая потеря давления, но и воздух на выходе более холодный и плотный в отличие от tube-and-fin. Выбор типа интеркулера должен основываться на ваших требованиях к бусту и спецификациях турбины. Если у вас небольшая турбинка с малым бустом, лучше поставить tube-and-fin, а если большая с высоким бустом, то bar-and-plate.
Отмечу так-же что bar-plate тяжелее tube fin, но и при этом намного устойчивее к повреждениям, пробить tube fin кулер камнем с дороги проще простого, поэтому при установке кулера tube fin важно подумать о его защите установив сетку.

Из бюджетных вариантов самым ярким представителем Bar-plate является cx racing (китаец но сделанный под брендом США), из tube fin конечно же китайско-тайваньский APEXI, кстати кулеры весьма не плохи.

В сущности вот и весь ответ, для наших моторов серийного производства с серийными турбинами(0.6-1.3 бара) лучше брать tube fin, конечно если у Вас давление на пике 1.5-2 бара то лучше взять bar-plate, для внедорожников и машин катающих по сельским дорогам тоже лучше взять bar-plate так как tube fin очень нежный кулер.

Интеркулер

Интеркулер – это промежуточный радиатор для охлаждения наддувочного воздуха в турбированном моторе.

Что такое интеркулер и зачем он нужен?

Во время работы системы турбонаддува поступающий внутрь воздух сжимается под давлением. Вследствие этого меняется плотность воздушной смеси, а ее температура увеличивается практически до 200-т градусов (Цельсия). Способствует изменению температуры не только сжатие, но и нагревание самим турбокомпрессором, который прогревается за счет отработанных газов. Результат резкого повышения температуры – снижение плотности воздуха. Это приводит к понижению давления при наддуве.

Интеркулер используется для понижения температуры воздушной смеси на 50-60 градусов (Цельсия). За счет этого цилиндры смогут накапливать больше воздуха, что спровоцирует увеличение мощности двигателя. Специалисты утверждают, что показатель мощности мотора изменится на 3% за 10 градусов, на которые была снижена температура. Хороший интеркулер способен повысить значение мощности на 20%, но не более. Вместе с этим снижается риск детонации отходящих газов.

Цикл работы интеркулера

Разновидности интеркулеров – что заливают в интеркулер?

Воздушный интеркулер. Устройство, работающее по схеме «воздух-воздух», получило широкое распространение среди автовладельцев за счет простоты конструкции. Для охлаждения воздушной смеси используется система трубок и пластин. Трубки увеличивают путь, который должен пройти воздух, пластины – обеспечивают оптимальную теплоотдачу. Единственным минусом является потеря давления наддува, что происходит по причине смены направления трубок, а значит – возникновения препятствий на пути воздуха.

Эффективность воздушного интеркулера проявляется на скорости более чем 30 км/ч. Местом для установки устройства может быть:

Второй и третий вариант встретить можно чаще, ведь именно они обеспечивают большую интенсивность обдува теплообменника. Примером могут стать модели Subaru Impreza и Mitsubishi Lancer. Кроме того воздушный тип интеркулера пользуется популярностью у владельцев грузовиков и крупногабаритных внедорожников.

Жидкостный интеркулер. В отличие от воздушного типа, жидкостный аналог считается более эффективным в работе. Он обладает сложной конструкцией, которая включает:

Полученная двухконтурная система охлаждения может использовать в качестве жидкости не только воду, но и хладагент (антифриз, тосол или жидкий азот). За счет свойств этих жидкостей происходит быстрая теплоотдача и остывание воздушной смеси.

Недостатками жидкостного интеркулера являются: время необходимое для остывания охлаждающей жидкости и стоимость устройства вместе с дополнительными приборами.

Достоинства и недостатки интеркулера

Как уже говорилось ранее, использование интеркулера позволяет добиться лучших показателей мощности двигателя. Но это еще не все. Улучшенное наполнение цилиндров экономит топливо, расходуя его более эффективно. Работа интеркулера снижает токсичность выхлопных газов, что благотворно сказывается на окружающей среде и наверняка заинтересует всех, кто заботиться о природе.

К недостаткам применения интеркулера стоит отнести:

Какой интеркулер выбрать – оптимальные технические характеристики

Интеркулер «воздух-воздух» стоит выбирать в зависимости от типа двигателя и его характеристик. Основными конструктивными параметрами при проектировании устройства являются:

Изучив конструктивные параметры, каждый автовладелец сможет понять, что же влияет на работу и сам выбрать нужный ему интеркулер из всего представленного ассортимента.

Особенности эксплуатации интеркулера

Современные интеркулеры не требуют особого ухода. Периодический осмотр устройства и знание основных признаков выхода из строя его частей позволяет своевременно обнаружить проблему и устранить ее без серьезных последствий.

Чаще всего происходит разрыв патрубка или теплообменника. Причиной этого является высокое давление. Определить проблему можно по резкому снижению мощности двигателя и увеличению количества топлива, потребляемого автомобилем.

Избежать снижения эффективности работы промежуточного охладителя можно периодически промывая его. Избавившись от мелкого мусора можно не бояться забитых сот, которые негативно сказываются на свойствах интеркулера.

Как увеличить эффективность интеркулера?

Орошение интеркулера водой

Обладатели спортивных автомобилей прибегают к орошению теплообменника водой. Такая мера позволяет увеличить эффективность работы воздушного интеркулера. Примером, модели автомобиля, где штатно используется специальный опрыскиватель, является – Subaru Impreza WRX STI и все ее модификации. Для того чтобы обеспечить дополнительное устройство необходимым количеством воды в багажник устанавливается 12-и литровый бачок. Дополнительный электромотор позволяет быстро передать воду в опрыскиватель после нажатия кнопки на приборной панели.

Модели жидкостного типа не нуждаются в модификациях. Единственное, что можно сделать для улучшения работы интеркулера – это выбрать охлаждающую жидкость, которая будет эффективнее справляться с задачей и быстрее остывать.

Стоимость интеркулеров различного типа

Модельный ряд интеркулеров достаточно большой. Для отечественных автомобилей (к примеру, ВАЗов) можно выбрать недорогие варианты фронтального интеркулера. Стоимость устройства воздушного типа окажется в пределах от 3500 до 5400 рублей. Точное значение цены может зависеть от размеров теплообменника, диаметра входного патрубка, качества материала и конструкции, а также от производителя. Средний жидкостный интеркулер выйдет в пределах 5000-7000 рублей.

Владельцам иномарок придется изрядно потратиться, чтобы купить хороший интеркулер. Его цена намного выше, чем для отечественных автомобилей. Точное значение привести трудно, ведь для каждой модели подойдет определенный вид устройства. Но для примера скажем, что установка интеркулера на Audi A3 выйдет около 50 000 рублей.

Но и это не предел цены. Самыми дорогими считаются модели интеркулера для спортивных автомобилей. К примеру, HKS Intercooler предназначенный для автомобиля Subaru Impreza GRB выйдет около 120 тыс. рублей, для модели машины Toyota Supra – 118 тыс. рублей, а для такого известного болида, как Nissan GT-R R35 – от 250 тыс. рублей и более.

Почему интеркулер в масле?

Интеркулер в масле

Масло в интеркулере – первый признак опасной проблемы. Определить насколько она серьезна можно лишь при визуальном осмотре деталей. Способствует этому и знание основных причин попадания масла в интеркулер:

При резком спаде мощности, кроме турбины, обязательно проверяют и интеркуллер, поскольку даже малейшая утечка воздуха под давлением способствует значительному ее снижению.

Очистка интеркулера

Чистить интеркуллер нужно не только изнутри но и очищать от грязи снаружи

Определить проблему и устранить причину попадания масла – это лишь первые шаги для возобновления нормальной работы интеркулера. Для того чтобы завершить ремонтные работы стоит провести чистку устройства, иначе остатки масла смешаются с воздухом и постепенно загрязнят топливную смесь. К чему это приведет? К нескольким неприятным последствиям, среди которых присутствует увеличение расхода топлива, снижение мощности мотора и перегрев двигателя (характерно для дизельных двигателей в летнее время года).

Очистка воздушного интеркулера. Проводится при помощи специальной автохимии. Перед тем, как использовать химические средства следует полностью снять устройство.

Чистка производится не только внутри но и снаружи, дабы удалит грязь или замаслености и улучшить теплоотдачу радиатора.

Очистка жидкостного интеркулера. Снять детали данного типа устройства – трудоемкий процесс. Для этого могут понадобиться специальные инструменты, о которых можно узнать в инструкции к интеркулеру.

Чем чистить интеркулер? Для того чтобы провести процедуру очистки не стоит применять бензин или другие растворители. Материалы деталей охлаждения могут серьезно повредиться под их воздействием. Именно поэтому специалисты рекомендуют автомобильную химию, специально разработанную для очистки интеркулера.

Зачем нужен интеркулер на дизеле

Задачи, которые приходится решать производителям современных автомобилей, достаточно обширны. Многие из них затрагивают вопросы экологии и мощности ДВС. Зачастую они оказываются связанными, так полное сгорание топлива, дает повышение мощности и улучшение экологических показателей мотора. Если более внимательно посмотреть на то, как используется дизель в конструкции авто, то выяснится, что справиться с затронутыми проблемами ему помогает интеркулер.

Интеркулер, для чего он нужен?

Повышение мощности ДВС решается довольно-таки просто – необходимо обеспечить в цилиндрах двигателя оптимальные условия для сгорания топлива. Однако подобная задача только на первый взгляд кажется простой. Для подачи дополнительного кислорода в мотор используется специальное устройство – турбина, которая сжимает атмосферный воздух, и в таком виде он поступает в ДВС. Чаще всего подобными изделиями оснащается дизель.

Следствием того, что атмосферный воздух сжимается, происходит увеличение его плотности, что обеспечит поступление в мотор большего количество кислорода. Однако по законам физики, при сжатии газа происходит повышение температуры, а подача в дизель горячего воздуха – один из возможных вариантов быстрого его разрушения. Поэтому для снижения температуры сжатого воздуха используется такое устройство, как интеркулер.

Как работает интеркулер

Что это такое, и как он работает, поможет понять приведенный рисунок.

Принцип, по которому работает интеркулер, такой же, как у системы охлаждения двигателя – теплообмен или охлаждение нагретого вещества холодным. Прежде, чем дальше рассматривать вопрос – зачем нужен интеркулер, необходимо отметить, что он может быть двух типов:

Независимо от того, каким образом построена система, принцип, лежащий в основе работы интеркулера, одинаковый – температура сжатого компрессором воздуха уменьшается, для чего он поступает в радиатор интеркулера.
Так что, по сути дела, интеркулер является радиатором охлаждения, представляющим собой набор трубок, обладающих хорошей теплопроводностью, вследствие чего излишек тепла отводится наружу и снижается температура воздуха, поступающего в дизель.

Что такое интеркулер в автомобиле

Надо отметить, что конструктивно интеркулер может быть выполнен горизонтальным и вертикальным. Какой лучше использовать, а также какой радиатор интеркулера устанавливать на автомобиль, зависит от места в подкапотном пространстве. Устройство, работающее по принципу «воздух-воздух», отличается большими габаритами, а к его месту установки предъявляются высокие требования.

Кроме того, необходимо учитывать, что подобные изделия критичны к состоянию охлаждающей поверхности. Если она загрязнена, есть ее локальные повреждения, то эффективность работы всего устройства снижается.

Наилучшим вариантом считается, когда такие изделия установлены перед радиатором охлаждения. Надо отметить, что ошибка с выбором места установки может привести к нарушению всей работы интеркулера. Не будет выполняться главный принцип работы – вместо того, чтобы отдавать температуру, воздух может нагреваться из-за ее высокого значения в подкапотном пространстве, вследствие чего дизель станет работать только хуже.

Поэтому гораздо удобней интеркулер, работающий с использованием воды. Кроме того, что ему требуется для установки меньше места, применение воды повышает его эффективность в несколько раз. Однако подобное устройство для своей работы требует задействовать дополнительные элементы.

Простое техническое решение, в основе которого лежит принцип принудительного охлаждения сжатого воздуха, подаваемого в дизель, позволяет повысить мощность мотора за счет обеспечения условий для оптимального сгорания топлива. Дополнительным преимуществом будет улучшение экологических показателей работы двигателя.
» alt=»»>

Интеркуллер и с чем его едят.

Во время сжатия воздуха в турбине он нагревается. Попадание горячего во входной коллектор — это не есть хорошо.
Во-первых, теплый воздух имеет меньшую плотность, чем холодный, а значит и весит он меньше. Важно помнить, что масса (а не объем), воздуха вдохнутого двигателем определяет мощность. Так что если двигатель кормится теплым воздухом, то максимальная мощность падает. Вторая проблема, при поступлении теплого воздуха, — это увеличение детонации. Детонация — это нестабильный процесс сгорания, когда огонь не движется прогрессивно по камере сгорания, а вместо этого смесь воздуха и топлива взрывается. Когда это происходит, поврежлаются поршни, кольца и даже возможно головки блока.

Если удасться снизить температуру воздуха, на выходе из турбины, двигатель потенциально сможет выдать большую мощность. Интеркулеры используются как раз для этой цели.

Повышение температуры
Есть целый ряд факторов, который способствует повышению температуры. Во-первых, чем выше давление, тем больше будет температура. В качестве правила, если вы повышаете давление больше чем на 0.5 bar (

7 psi), интеркулер — становится хорошим предметом для инвестиций. Во-вторых, чем ниже эффективность компрессора, тем выше температура. Однако, очень трудно предсказать эффективность компрессора при конкретной установки, даже если есть данные произвожителя на компрессор. Другими словам, это комбинация из многих факторов потока воздуха, давления, работает ли компрессор на пределе или еще есть запас. Оптимальнее всего иметь небольшой запас. В-третьих, турбовый двигатель не работает в постоянных условиях. Типичная дорожная машина, находится «под давлением» примерно 5% от общего времени, и даже при повышении наддува это обычно длится не более 20 секунд. Почти любая турбовая машина при полном наддуве продолжительностью 20 секунд наберет более 160 км/ч с места, что означает что более продолжительный наддув требуется только при подъеме в горы, буксировке прицепа или управлении на максимальной скорости. В то время подразумевается, что все машины должны быть заточены для максимальной нагрузки, в раельность таких машин очень мало. Это означает, что теплоотводящие факторы должны приниматься во внимание.

Если температура воздуха во входном коллекторе при спокойной езде на 20 градучов выше окружающей, то при температуре воздуха в 25 градусов, на вход двигателя будет поступать 45-ти градусный воздух. Через приблизительно 30 минут такой езды, все окружающие компоненты тоже будут иметь такую температуру. Если такая машина, неожиданн выйдет на уровень полного наддува, то температура поступающего воздуха резко повысится, от него начнут греться другие компоненты (турбо-компрессор, входной коллектор), тем самым охлаждая воздух и ограничивая влияние интеркулера на такой вид наддува.

Как результат, на неругулярный короткий наддув, что типично для обычных авто, интеркулер не оказывает такого сильного влияения, как кажется по-началу. (это не означает что интеркулер неэффективен).

Эффективность интеркулера.
Интеркулер делает две вещи — он снижает температуру поступающего воздуха и в тоже время немного уменьшает давление наддува. Последнее происходит из-за сопротивления потока оказываемого интеркулером. Некоторые ограничения являются неустранимами, потому что воздушные потоки в интеркулере должны быть турбулентны, чтобы поддерживать эффективность интеркулера на должном уровне, за счет контакта большего количества воздуха с его поверхностью. Однако если давление падает слишком сильно, то это отразиться на мощности. Уровень падения в 1-2 psi — можно считать приемлимым для хорошего интеркулера.

Эффективность интеркулера измеряется снижением температуры поступающего воздуха. Если интеркулер уменьшает температуру воздуха в сравнении с окружающей, значит такой интеркулер эффективен на 100%.
Это было бы предметом восхищения, потому что в реальности ни один интеркулер не может достичь этого. Обычные цифры для хорошего интеркулера — это 70%.

Виды интеркулеров.
Большинство интеркулеров делиться на две категориии воздух/воздух и воздух/вода. Есть так же специальные виды интеркулеров, которые охлаждают воздух ниже окружающей температуры за счет использования льда или закиси озота (нитроса), но они здесь рассматриваться не будут.

Интеркулеры воздух/воздух
Это наиболее распространенный вид интеркулеров, из предлагаемых в качестве заводских и в качестве тюнинговых. Технически они очень просты, грубы и надежны. Такого вида интеркулер состоит из трубы и пластинчатого радиатора. Воздух проходит через тонкие трубчатые пластины радиатора, соединенные в верхней части друг с другом. Часто внутри тонких трубок располагают небольшие перегородки, чтобы создавать турбулентность и таким образом повышать теплообмен. Между трубками находятся другие перегородки обычно уложенные зиг-загом. Практически все интеркулеры изготовлены из аллюминия. Поступающий при движении вперед поток воздуха способствует охлаждению воздуха внутри радиатора, унося избыток тепла в атмосферу.

Помимо описанной вверху основной части интеркулера, есть еще другие которые тоже влият на теплообмен.
Для обеспечения распределения воздуха по всем крохотным трубочкам используются конечные резервуары, которые приварены с обоих сторон радиатора. Некоторые производитель используют дизайн в двойным проходом — и вход и выход на одной стороне и разделены между собой перегородкой.

Хороший производитель обычно указывает как минимум две спецификации — это падение давлени для заданного потока воздуха (или для определенной мощности) и эффект от охлаждения (как падение температуры). Так как такого вида интеркулера используют для охлаждения окружающий воздух, то они не могут быть слишком эффективны — просто чем больше — тем лучше. Как правило размер ограничиваеться наличием свободного места на Вашем авто и толщиной Вашего бумажника.

Многие заводские интеркулеры установлены меньшего размера, чем требуется. Мне приходилось видеть интеркулеры размером с книгу установленные на машинах с мощность выше 150 киловатт, такие автомобили могут находиться на пике своей мощности только очень короткое время. С другой стороны, например Nissan Skyline GT-R имеет интеркулер размером 60x30x6 и при температуре воздуза в 35 градусов обеспечивает темепературу 45 градусов во входном коллекторе при давлении в 1 бар и продолжительной езде с нажатой в пол педалью при скорости 250 км/ч.

Установка интеркулера
Основное при установке — это выбрать правильное место. Первое что требуется принять во внимание — это температура окружающего воздуха. Интеркулер вбирает в себя тепло также быстро как и защищает от него. Это означает, что расположенный в подкапотном пространстве интеркулер может очень быстро превратиться в грелку для воздуха, если об этом специально не позаботиться. Турбовые машины имеют особенно высокие температуры под капотом и требует особого внимания к потокам воздуха под капотом. Особенно важно это становиться когда вы останавливаетесь во время очередной светофорной гонки. В этот момент тепло активно проходит прямо через интеркулер.

На данный момент наиболее удачное расположение интеркулера это впереди перед радиатором двигателя. Производитель автомобиля уже аэродинамически протестировал машину, чтобы через это место проходили достаточно большие воздушные потоки для охлаждения двигателя. Примите во внимание, что интеркулер должен быть впереди других радиаторов также (например впереди радиатора кондиционера, если он у Вас есть).

Интеркулер типа воздух/воздух должен пропускать через себя как можно больше воздуха. Многие просто размещают интеркулер впереди машины, надеясь что этого достаточно. Однако, если для воздуха имеються более легкие пути — он пойдет ими. Чтобы избежать этого, возможно полезно установить металлические пластины — направляющие воздух сквозь защитную сетку на интеркулер, и полоски из пенообразной резины помогут перекрыть воздуху пути для отступления.

Трубы должны оказывать минимальное влияние на давление в системе. Обычно заводские турбоавтомобили часто используют плавно расширяющиеся трубы от 50 мм на выходе компрессора до 80 мм на входе. Это полезно знать и придерживаться того же принципа. Трубы интеркулера должны быть по возможности короткими с очень плавными сгибами. Не забудьте также (если вы переносите интеркулер вперед), что двигатель и турбина подвижны во время езды, в то время как сам интеркулер будет относительно жестко зафиксированы. Это означает, что следует использовать резиновые или лучше силиконовые трубы.

Возвратная от интеркулера труба должна быть теплоизолирована насколько это возможно. Обшивка труб стекловолокном или керамическим волокном — хорошо помогают и это легкие материалы. Сверху можно обернуть аллюминиевой лентой. Также учтити при установке, что компрессор можно легко повернуть, что изменит угол выхода и возможно уменьшит число необходимых сгибов труб.

Некоторые верят, что если они установили очень большой интеркулер, то объем воздуха необходимый для его заполнения очень большой и это ухудшает отдачу при нажатии педали акселератора. Как правило, это не так — обычно влияют другие факторы — например большой лаг, от установки большой турбины.

Какой интеркулер поставить?
Как уже упоминалось выше Nissan Skyline иммеет очень хороший интеркулер, так же как и Mitsubishi Evolution. Также возможна установка двух соединенных интеркулеров, например очень хороший интеркулер на Mazda RX-7, хоть он и маленький. Можно даже смастерить интеркулер самому, например их старых промышленных холодильников, если у них был поврежден компрессор. Там как правило используются медные трубы и аллюминиевые ребра. Такой интеркулер получается достаточно эффективный (сам проверял) и очень очень дешевый. Другая альтернатива найтие интеркулер от турбодизельных грузовиков — они просто огромные!

Интеркулеры вида Вода/воздух
Все вокруг говорят про интекулеры вида воздух/воздух, так в чем же достоинства и недостаки интеркулеров вода/воздух?
Интеркулеры типа вода/воздух ипользуются реже чем вида воздух/воздух. Однако они имеют несколько неоспоримых достоинств, особенно для тесных моторных отсеков. Водно-воздушный интеркулер использует компактный теплообменник, расположенный под капотом, и обычно расположенный рядом с компрессором. Тепло передается воде (охлаждающей жидксти), и затем вытягивается наружу через отдельно установленный небольшой радиатор, расположенный впереди. Таким образом, водно-воздушный интеркулер состоит из следующих частей: теплообменник, радиатор, насос, блок управления и трубы.

Технически, водно-воздушный интеркулер имеет ряд достоинств для обычных (дорожных) машин. Вода лучше проводит тепло чем воздух. Что-то имееющее более высокое тепловое значение чем воздух, может очень хорошо вбирать в себя тепло из воздуха. Значение теплового коэффициента воздуха равняется 1.01 (при постоянном давлении), в то время как у воды этот коэффициент равен 4.18. Для каждого увеличения температуры воздуха на 1 градус, таже масса воды может поглотить 4 градуса тепла. Кстати, чистая вода лучше всего поглощает тепло, и добавление в нее антифриза снижает эффективность на 6-23 процентов. Другие жидкости даже близко не подходят к этому значению.

Водно-воздушный теплообменник сконструирован так, чтобы в нем было достаточно воды чтобы поглатить рост тепрературе при пике давления наддува. Даже до того, как насос вступит в действие, подавая холодную воду, теплообменник уже поглотит достаточное количество тепла из поступающего в коллектор воздуха. Это то, что делает такие системы более эффективными для каждодневной езды. Но если вода нагрелась, то требуется время, чтобы она могла остыть.

Теплообменник
Водно-воздушные интеркулеры достаточно редкое решение, однако оно использовалось несколькими производителями — это Lotus, Subaru и Toyota. Некоторые тюнинговые фирмы тоже производят таке системы. (Если вы хотите сделать такую систему самостоятельно то лучше всего в качестве теплообменника использовать обычный воздушный интеркулер одев его в корпус). Внутри обычно размещены специальные маленькие перегородки, для обеспечения правильной циркуляции воды.

Хорошее готовое решение предлагает FHI для своих Subaru Legacy, установленный там интеркулер прекрасно справляется с мощность в 150 киловатт, и способен выдерживать вплоть до 210 киловатт. Помните, что для эффективной работы водно-воздушного интеркулера необходимо иметь хотя-бы 2-3 литра воды для сглатывания пиков температуры.

Радиатор и насос
Смонтированный впереди радиатор должен быть полностью отдельным от радиатора двигателя. Подходящие радиаторы — это большие маслянные радиаторы и радиаторы от кондиционеров. Мощность радиатора должны быть как минимум не хуже, а лучше превышать мощность теплообменника. Для 4-х киловатаного теплообменника на Субару устанавливается совсем маленький радиатор размером 45x35x3 см.
Электрический насос — это простейший способ обеспечить циркуляцию воды. Некоторые системы используют постоянно работающий на маленькой скорости насос, увеличивающий производительность при повышении наддува. Другие включают насос только при определенном положении дроссельной заслонки и выключают по таймеру (Скажем спустя 30 секунд, после падения давления).
Насосы бывают двух видов с крыльчаткой и с дифрагмой. Последние обычно производят большее давление и отличаються повышенным уровнем шума — их следуют монтировать с использованием резинок. На субару устанвливается насос с крыльчаткой с довольно низкой производительностью (порядка 15 литров в минуту), который автоматически переключается с низких оборотов на высокие.

Блок управления
Как уже было указано выше, существует несколь режимов работы насосов. Простейший способ управления включать и выключать насос в зависимости от давления. Если наддув используется часто и на короткие переоды, то это работает эффективно. Однако, лучше использовать таймер, чтобы насос работал некоторое время после падения давления во впускном коллекторе.
Другой вариант — это использовать микропереключатель, включающий насос при определенном положении педали газа.
Когда требуется двухскоростное управление насосом, он может быть запитан с использованием резистора (сопротивления) для маленькой скорости. Резистор должен быть керамического типа, расчитанный на большую мощность (мощно использовать комбинацию из нескольких резисторов). Помните, что резистор будет сильно нагреваться и лучше его разместить на каком-нибудь подходящем радиаторе (например от транзистора) где-нибудь впереди чтобы обеспечить хороший обдув.
Еще один вариант — использовать показания датчика температуры и включать насос тогда, когда он действительно нужен.

Водные трубы
Наиболее подходящее место для размещение насоса — сразу после радиатора, чтобы он омывался водой с относительно низкой температурой. Однако, не всегда это возможно. Вы можете рассмотреть разные варианту установки насоса — основная задача обеспечить лучшую циркуляцию воды, даже если для этого придется поставить насос сразу после теплообменника (на практике — температуры воды в этом месте не так уж и высока).
Резервуар с водой должен быть расположен как можно выше, он должен иметь крышку и может быть совмещен с теплообменником.
В системе не должно быть воздуха — она ухудшает производительность системы и может привести к проблемам с насосом. Хорошая идея разместить фильтр перед насосом.

Выбор системы
Обе системы воздух/воздух и вода/воздух имеют свои преимущества и недостатки. Системы воздух/воздух обычно легче, особенно если учитывать массу воды. Системы воздух/воздух проще устроены и например если произойдет утечка — это будет сразу заметно по изменившимуся поведению двигателя, и как следствие этого такие системы обычно дешевле.
Водно-воздушные интеркулеры — очень помогают, чтобы сэкономить место в моторном отсеке. Такие системы больше подходят для обычных гражданских применений, когда масса воды позволяет поглощать температурные пики даже без включения насоса. Однако если быстро ехать, а потом остановиться, то вода в теплообменнике нагрееться, что приводит к снижению эффективности системы, в том случае, если машина поехала снова.

Зачем нужен, как работает и каким бывает автомобильный интеркулер

Достаточно большое количество автомобилей, под капотом которых установлен турбированный двигатель высокой мощности, дополнительно оснащаются устройством под названием интеркулер.

Автовладельцы, никогда не сталкивавшиеся с подобными элементами, часто интересуются, что это такое, зачем нужен интеркулер и каким он бывает.

Интеркулеры являются достаточно уникальной разработкой, получившей широкое распространение среди мощных турбированных двигателей. В некоторых случаях деталь устанавливается ещё с завода на этапе производства. Другие же монтируют себе устройство самостоятельно.

Интеркулер (ИК) можно охарактеризовать как элемент турбированного двигателя, позволяющий безо всякого вреда для мотора получить дополнительные лошадиные силы. Обычно прибавка составляет около 10-20 лошадиных сил. Но может составлять и больше. Хотя в этой ситуации возрастают некоторые риски.

Нельзя сказать, что прирост существенный, но ничего плохого при правильной установке и грамотной эксплуатации здесь нет.

Зачем он нужен

Сначала нужно определить, что такое интеркулер и зачем это устройство в автомобиле. Элемент не является необходимым, но определённую пользу приносить может.

Если говорить о том, для чего конкретно нужен интеркулер, то ответом будет охлаждение. Деталь устанавливают на автомобиль таким образом, чтобы он оказался промежуточным компонентом между цилиндрами и системой подачи воздуха.

Важно заметить, что такое устройство как интеркулер можно устанавливать на дизель и бензиновые моторы. Главным условием является наличие турбины. Только на турбированном двигателе интеркулер способен проявить свои сильные качества. Поскольку мы уже сказали, для чего нужен этот элемент, следует внести определённые пояснения.

Единственное, для чего служит автомобильный интеркулер, это охлаждение. Элемент понижает температуру поступающего в цилиндры воздуха, используя принцип повышения плотности. Это позволяет поднять давление в цилиндрах и сделать топливовоздушную смесь более обогащённой.

В среднем при оснащении силового агрегата таким компонентом, удаётся поднять исходную мощность мотора на 10-15%. При высокой изначальной мощности двигателя, такой прирост становится хорошо заметным и ощутимым. Вот зачем машинам нужны интеркулеры.

По своим внешним характеристикам ИК напоминает обычный автомобильный радиатор, конструкция которого состоит из патрубков и специальных пластин. Чтобы устройство могло дополнительно охлаждать поступающий воздух, на трубках приварены пластины, изготовленные из алюминия или меди.

Непосредственно в подкапотном пространстве ИК следует размещать между компрессором автотурбины и впускным коллектором. Обычно элементы монтируют впереди двигателя немного ниже основного радиатора, либо непосредственно над силовой установкой. Есть и такие модели автомобилей, где ИК ставят на крылья.

Как работает и влияет на мощность

Теперь нас интересует, как именно работает автомобильный интеркулер. Повышение показателей мощности двигателя достигается за счёт того, что дополнительный охладитель снижает температуру воздуха. Опускается она примерно до 55-60 градусов Цельсия.

Изменение температуры способствует улучшению качества воздуха, который поступает в турбину, то есть турбокомпрессор. От этого лучше наполняются цилиндры, и повышается производительность силовой установки. В этом и заключается предназначение интеркулера в бензиновом и дизельном двигателе.

Охлаждение воздуха и есть назначение технологии, которая целиком и полностью себя оправдывает. Эксперименты наглядно доказывают, что при снижении температуры воздуха хотя бы на 10 градусов, прирост мощности уже будет составлять минимум 3-5%.

Если интеркулера на машине не будет, либо он выйдет из строя, температура начнёт значительно повышаться. В некоторых случаях она может составлять практически 200 градусов Цельсия. При всасывании перегретого воздуха турбиной количество кислорода в нём существенно снижается. От этого обедняется топливовоздушная смесь, двигатель не может полноценно выдавать свою мощность. Длительная эксплуатация турбомотора в таком режиме спровоцирует выход из строя многих элементов. Не исключено даже заклинивание двигателя.

Интеркулеры и их работа также непосредственно связаны с количеством топлива, которое расходует двигатель. Чем качественнее и богаче будет топливовоздушная смесь, тем эффективнее она сможет сгорать. Большое количество кислорода позволяет задействовать меньший объём горючего. Потому интеркулер способствует экономии топлива.

Эффективность такого элемента определяется его способностью снижать температуру мотора в сравнении с температурными показателями окружающего двигатель воздуха.

Ещё одной важной особенностью ИК считают способность уменьшения давления наддува, поскольку элемент создаёт дополнительное сопротивление. Для качественных и эффективных охладителей нормальный показатель снижения давления находится на уровне 1-2 psi.

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:

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.

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:

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.

Для отечественных машин и недорогих иномарок доступны интеркулеры по цене примерно 10 тысяч рублей. На дорогие иномарки устанавливают модели стоимостью от 50 тысяч рублей и выше.

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.

Как выбрать

Некоторые задумываются над заменой стандартного ИК, который шёл с завода на автомобиле. Но есть и те, кто думает относительно возможности снять интеркулер, и вовсе его не использовать.

Эти охладители относятся к дополнительным элементам, потому без интеркулера двигатель также сможет нормально работать. Если снять этот компонент, удастся избавиться сразу от 10-30 килограмм лишнего веса в среднем. Плюс освободится пространство под капотом.

Но есть одно важное замечание. Если интеркулер был предусмотрен автопроизводителем, то есть не вы его устанавливали дополнительно, а в таком виде машина сошла с конвейера, то снимать ИК не рекомендуется.

Демонтировав заводскую деталь, пусть и дополнительную, можно запустить процесс ускоренного износа силовой установки. Это обусловлено воздействием на мотор высоких температур, от которых спасает охладитель. Также упадёт мощность, что многим водителям точно не понравится.

Если же вас не устраивает заводской элемент охлаждения воздуха, и вы хотите заменить его на новый, есть несколько основных критериев выбора.

Никогда не лишним будет предварительно проконсультироваться со специалистами. Если на машине был установлен достаточно хороший интеркулер, но он вышел из строя и требует замены, можно подобрать аналогичную модель со схожими характеристиками.

Причины поломок

На практике видно, что современные автомобильные интеркулеры не нуждаются в постоянном контроле своего состояния. Машины с дополнительным охладителем не сильно отличаются от обычных машин в плане обеспечения особого ухода.

Но всё же рекомендуется периодически осматривать и диагностировать состояние конструкции. Иначе можно столкнуться с внезапными поломками.

В случае с воздушными и водными охладителями возможно несколько основных поломок.

Некоторые практикуют самостоятельный ремонт, хотя многие не рекомендуют это делать. Конструкция кажется простой, но при неправильном подходе к проблеме можно лишь усугубить ситуацию.

Самостоятельно допускается устранять только мелкие поломки. Если требуется замена элемента, обратитесь к хорошим и проверенным мастерам.

Преимущества и недостатки

Чтобы подвести итоги, можно акцентировать внимание на основных сильных и слабых сторонах таких дополнительных элементов двигателя как интеркулеры.

К объективным преимуществам этих устройств можно отнести:

За такие достоинства многие готовы пожертвовать некоторыми недостатками.

Слабые стороны у интеркулеров действительно есть. И заключаются они в следующем.

Окончательные выводы и решение относительно установки на машину интеркулера каждый автомобилист должен делать и принимать индивидуально.

Всё зависит от конкретной ситуации и обстоятельств. Для одних водителей ИК становится незаменимым помощником. Другие даже на 50% не используют потенциал установленного интеркулера. И тогда логично спросить, зачем вообще его устанавливать. Двигатель и без дополнительного охлаждения прекрасно справится с такими нагрузками.

Интеркулер, что это? Установка и работа. Интеркулер на «Ниссан» и «Мерседес»

Что такое интеркулер и зачем он нужен?

Во время работы системы турбонаддува поступающий внутрь воздух сжимается под давлением. Вследствие этого меняется плотность воздушной смеси, а ее температура увеличивается практически до 200-т градусов (Цельсия). Способствует изменению температуры не только сжатие, но и нагревание самим турбокомпрессором, который прогревается за счет отработанных газов. Результат резкого повышения температуры – снижение плотности воздуха. Это приводит к понижению давления при наддуве.

Интеркулер используется для понижения температуры воздушной смеси на 50-60 градусов (Цельсия). За счет этого цилиндры смогут накапливать больше воздуха, что спровоцирует увеличение мощности двигателя. Специалисты утверждают, что показатель мощности мотора изменится на 3% за 10 градусов, на которые была снижена температура. Хороший интеркулер способен повысить значение мощности на 20%, но не более. Вместе с этим снижается риск детонации отходящих газов.

Цикл работы интеркулера

Функции интеркулера в автомобиле

Владельцу автомобиля с промежуточным охладителем воздуха необходимо знать, для чего он нужен и как эксплуатировать узел. При работе рабочего колеса турбины происходит сжатие воздушного потока, сопровождаемое ростом температуры и снижением плотности. Подача перегретого газа в рабочие камеры цилиндров приводит к некорректному смесеобразованию, падению мощности и крутящего момента. Возникают детонационные процессы, разрушающие стенки головки и блока цилиндров, а также детали газораспределительного механизма.

Описанные негативные эффекты не зависят от способа воспламенения рабочей смеси. Но дизельные двигатели отличаются повышенной степенью сжатия, это позволяет поднять температуру газа в цилиндре в конце такта сжатия до 550°С. Это значит, что дизель с наддувом требует использования теплообменника в случае установки 2-ступенчатого компрессора, обеспечивающего повышенное давление.

Установленный промежуточный охладитель позволяет снизить температуру потока газов перед подачей в камеры сгорания. Из описания функции теплообменника сжатого воздуха становится понятно, почему узел не используется на моторах атмосферного типа.

Подобные силовые агрегаты забирают воздушный поток в цилиндры без промежуточного сжатия, температура газа увеличивается за счет прогрева стенками впускного коллектора.

Разновидности интеркулеров – что заливают в интеркулер?

. Устройство, работающее по схеме «воздух-воздух», получило широкое распространение среди автовладельцев за счет простоты конструкции. Для охлаждения воздушной смеси используется система трубок и пластин. Трубки увеличивают путь, который должен пройти воздух, пластины – обеспечивают оптимальную теплоотдачу. Единственным минусом является потеря давления наддува, что происходит по причине смены направления трубок, а значит – возникновения препятствий на пути воздуха.

Эффективность воздушного интеркулера проявляется на скорости более чем 30 км/ч. Местом для установки устройства может быть:

Второй и третий вариант встретить можно чаще, ведь именно они обеспечивают большую интенсивность обдува теплообменника. Примером могут стать модели Subaru Impreza и Mitsubishi Lancer. Кроме того воздушный тип интеркулера пользуется популярностью у владельцев грузовиков и крупногабаритных внедорожников.

. В отличие от воздушного типа, жидкостный аналог считается более эффективным в работе. Он обладает сложной конструкцией, которая включает:

Полученная двухконтурная система охлаждения может использовать в качестве жидкости не только воду, но и хладагент (антифриз, тосол или жидкий азот). За счет свойств этих жидкостей происходит быстрая теплоотдача и остывание воздушной смеси.

Недостатками жидкостного интеркулера являются: время необходимое для остывания охлаждающей жидкости и стоимость устройства вместе с дополнительными приборами.

Как работает интеркулер

Что это такое, и как он работает, поможет понять приведенный рисунок.

Принцип, по которому работает интеркулер, такой же, как у системы охлаждения двигателя – теплообмен или охлаждение нагретого вещества холодным. Прежде, чем дальше рассматривать вопрос – зачем нужен интеркулер, необходимо отметить, что он может быть двух типов:

Независимо от того, каким образом построена система, принцип, лежащий в основе работы интеркулера, одинаковый – температура сжатого компрессором воздуха уменьшается, для чего он поступает в радиатор интеркулера. Так что, по сути дела, интеркулер является радиатором охлаждения, представляющим собой набор трубок, обладающих хорошей теплопроводностью, вследствие чего излишек тепла отводится наружу и снижается температура воздуха, поступающего в дизель.

Достоинства и недостатки интеркулера

Как уже говорилось ранее, использование интеркулера позволяет добиться лучших показателей мощности двигателя. Но это еще не все. Улучшенное наполнение цилиндров экономит топливо, расходуя его более эффективно. Работа интеркулера снижает токсичность выхлопных газов, что благотворно сказывается на окружающей среде и наверняка заинтересует всех, кто заботиться о природе.

К недостаткам применения интеркулера стоит отнести:

Чаще всего повреждениям подвергается устройство, установленное в носовой части машины. Оно может быть выведено из строя попаданием мелких камней или легким ДТП.

Эффективность применения

Наверное, сейчас многие поняли что такое и для чего нужен интеркулер, однако остается вопрос про его эффективность. Насколько эффективно его применение в машине?

Ребята эффект есть и еще какой. Так например — охлаждение воздуха всего на 10 градусов, дает рост производительности двигателя примерно на 3%. А как правило даже «воздушный тип» интеркулеров охлаждает воздух примерно на 50 градусов, вот вам и 15% к мощности. Но рекордсменами являются водные системы, у них понижение температуры может доходить до 70 градусов, то есть – 21% к мощности двигателя.

Как видите — установка этого устройства очень обоснована. Однако хочется сразу отметить, что их ставят только на турбированные двигатели, ведь у обычных нет таких объемов нагнетания в цилиндры воздуха, да и нет такого сильного нагрева.

Какой интеркулер выбрать – оптимальные технические характеристики

Интеркулер «воздух-воздух» стоит выбирать в зависимости от типа двигателя и его характеристик. Основными конструктивными параметрами при проектировании устройства являются:

Изучив конструктивные параметры, каждый автовладелец сможет понять, что же влияет на работу и сам выбрать нужный ему интеркулер из всего представленного ассортимента.

Соблюдение технических требований позволяет создать идеальный вариант устройства для определенного типа машины.

Интеркулер или охладитель надувочного воздуха.

Одним из самых простых и наиболее эффективных способов увеличения мощности двигателя является установка интеркулера. Интеркулер, хорошо справляющийся со снижением температуры поступающего воздуха, отличается надежностью и простотой конструкции. Давление, которое создается турбиной, вызывает нагрев воздуха. Если теплый воздух не будет охлажден перед подачей в коллектор, могут возникнуть такие проблемы, как: — Потеря мощности двигателя. Дело в том, что горячий воздух имеет меньшую плотность и меньшее содержание кислорода, нежели холодный, что препятствует полному сгоранию топлива. — Разрушение двигателя, которое может возникнуть из-за того, что перегретый воздух становится причиной самовозгорания топлива — детонации. Интеркулер представляет собой своеобразный охладитель воздуха, благодаря эффективной работе которого удается получить большую мощность при том же объеме двигателя.

Показателем эффективности работы интеркулера является уровень снижения температуры поступающего воздуха. Интеркулер, охлаждающий воздух до температуры внешней среды, считался бы эффективным на 100%. К сожалению, практически невозможно достичь такого результата, поэтому эффективным считается интеркулер, работающий на 70%. Принцип работы интеркулера. При полностью открытом дросселе и полном бусте (максимальном давлении наддува) температура воздуха, подаваемого из турбокомпрессора, доходит до 250 — 350°F (

120 — 180°С, 1°F равен 1,8°С) в зависимости от используемого ТКР, давления наддува, температуры окружающего воздуха и т.д. Необходимо охладить его для того, чтобы увеличить его плотность. Это поможет уменьшить склонность мотора к детонации и повысить отдачу двигателя.

Горячий воздух из турбины проходит через трубки внутри интеркулера. При этом происходит теплообмен. Трубки нагреваются, а воздух охлаждается. Забортный воздух (или вода, если интеркулер жидкостный) обдувает трубки и оребрение, механически с ними связанное, охлаждая их. Опять происходит теплообмен, но теперь между трубками и забортным воздухом. Таким образом, тепло переходит из наддувного воздуха через интеркулер в забортный воздух.

Виды интеркулеров

Бывает несколько видов интеркулеров: «воздух/воздух» и «воздух/вода». Существуют и специальные виды интеркулеров, которые могут охладить поступающий воздух до температуры ниже температуры окружающей среды. Такая высокая эффективность достигается благодаря применению льда или нитроса (закиси азота).

Интеркулеры «воздух/воздух» Тип интеркулеров «воздух/воздух» отличается надежностью, простой и довольно простой конструкцией, в которую входит труба и пластинчатый радиатор. Как понятно из названия, для охлаждения подобный интеркулер использует воздух, поэтому его эффективность, которая напрямую зависит от размера устройства, не особенно высока. Принцип работы интеркулера «воздух/воздух» состоит в том, что через трубчатые пластины радиатора проходит воздушный поток. Внутри тонких труб обычно имеются небольшие перегородки, создающие турбулентность и повышающие обмен тепла. Как правило, интеркулеры производятся из алюминия. Воздух, который попадает при передвижении авто вперед, отвечает за понижение температуры внутри радиатора, унося избыток тепла в атмосферу.

Интеркулеры «вода/воздух» Интеркулеры такого типа используются реже, чем интеркулеры «воздух/воздух», но благодаря наличию некоторых достоинств их часто применяют в тех случаях, когда под капотом мало места для установки интеркулера «воздух/воздух». Интеркулеры «вода/воздух» подразумевают использование специального теплообменника, расположенного под капотом возле компрессора. Вода или специальная жидкость получает тепло, которое через размещенный спереди небольшой радиатор выходит наружу. Интеркулер «вода/воздух» состоит из блока управления, радиатора, теплообменника, насоса и труб. Преимущество водно-воздушного интеркулера состоит в том, что вода проводит тепло интенсивнее воздуха. Для того чтобы поглощался рост температуры, в теплообменнике должно быть достаточно воды. Еще до того, как начнет работать насос, подавая холодную воду, теплообменник снижает температуру воздуха, который поступает в коллектор. Данная система работает достаточно эффективно, но если вода нагреется, потребуется время для того, чтобы она остыла.

Установка интеркулера Если вы решили установить интеркулер, необходимо правильно подобрать место его расположения. В противном случае интеркулер не только не сможет охлаждать, но и наоборот, будет способствовать подогреву системы. Специалисты советуют размещать устройство спереди радиатора. Чтобы охлаждение было более эффективным, по краям желательно сделать металлический короб. Трубы, идущие от турбины к интеркулеру и дальше, лучше заменить трубами большего диаметра, чтобы свести к минимуму потери давления. Чтобы снизить тепловую нагрузку от двигателя, трубы не помешает покрыть алюминиевой лентой. Интеркулер, несмотря на простоту конструкции, справляется со своей основной функцией — увеличением мощности двигателя — достаточно эффективно. Установку интеркулера желательно доверить опытным специалистам.

Особенности эксплуатации интеркулера

Современные интеркулеры не требуют особого ухода. Периодический осмотр устройства и знание основных признаков выхода из строя его частей позволяет своевременно обнаружить проблему и устранить ее без серьезных последствий.

Чаще всего происходит разрыв патрубка или теплообменника. Причиной этого является высокое давление. Определить проблему можно по резкому снижению мощности двигателя и увеличению количества топлива, потребляемого автомобилем.

Избежать снижения эффективности работы промежуточного охладителя можно периодически промывая его. Избавившись от мелкого мусора можно не бояться забитых сот, которые негативно сказываются на свойствах интеркулера.

Обратите внимание на то, что при промывке ни в коем случае нельзя прибегать к использованию аппаратов высокого давления. Сильная струя воды, направленная на соты может погнуть их стенки и нарушить работу.

Способы применения

Эффективность работы такого охладительного оборудования становится заметна на скоростях, которые превышают отметку в 30 км/час. Кроме возможности повысить продуктивность, неправильное размещение сможет нарушить работу интеркулера, что приведет за собой неприятные последствия.

Также будет интересно: Провалилась педаль сцепления и обратно не возвращается, в чем проблема?

Чаще всего, интеркулер размещают в близости радиатора. Конкретно – перед ним, в зоне бампера. Это дает хорошую возможность соединиться с охлаждением от радиатора. Так системе нужно будет меньше нагромождений для полного функционирования (меньше труб). Очевидно, что раз сам радиатор работает на воде, то и интеркулер с водяной системой работы будет продуктивнее в своем КПД, а также сэкономит больше места. Кстати, делая тюнинг Пассата Б3 можно тоже в него интеркулер устанавливать.

Рекомендуем: Заправочные и смазочные работы

Но даже систему «воздух-воздух» все равно эффективнее размещать именно в этом положении. Также приемлемо смотрится дополнительное охлаждение над мотором, а также со стороны любого крыла. Но вообще, расположение теплообменника должно быть удобным и простым для монтажа, поэтому его лучше всего разместить спереди, как и говорилось выше.

Как увеличить эффективность интеркулера?

Орошение интеркулера водой

Обладатели спортивных автомобилей прибегают к орошению теплообменника водой. Такая мера позволяет увеличить эффективность работы воздушного интеркулера. Примером, модели автомобиля, где штатно используется специальный опрыскиватель, является – Subaru Impreza WRX STI и все ее модификации. Для того чтобы обеспечить дополнительное устройство необходимым количеством воды в багажник устанавливается 12-и литровый бачок. Дополнительный электромотор позволяет быстро передать воду в опрыскиватель после нажатия кнопки на приборной панели.

Модели жидкостного типа не нуждаются в модификациях. Единственное, что можно сделать для улучшения работы интеркулера – это выбрать охлаждающую жидкость, которая будет эффективнее справляться с задачей и быстрее остывать.

Стоимость интеркулеров различного типа

Модельный ряд интеркулеров достаточно большой. Для отечественных автомобилей (к примеру, ВАЗов) можно выбрать недорогие варианты фронтального интеркулера. Стоимость устройства воздушного типа окажется в пределах от 3500 до 5400 рублей. Точное значение цены может зависеть от размеров теплообменника, диаметра входного патрубка, качества материала и конструкции, а также от производителя. Средний жидкостный интеркулер выйдет в пределах 5000-7000 рублей.

Владельцам иномарок придется изрядно потратиться, чтобы купить хороший интеркулер. Его цена намного выше, чем для отечественных автомобилей. Точное значение привести трудно, ведь для каждой модели подойдет определенный вид устройства. Но для примера скажем, что установка интеркулера на Audi A3 выйдет около 50 000 рублей.

Но и это не предел цены. Самыми дорогими считаются модели интеркулера для спортивных автомобилей. К примеру, HKS Intercooler предназначенный для автомобиля Subaru Impreza GRB выйдет около 120 тыс. рублей, для модели машины Toyota Supra – 118 тыс. рублей, а для такого известного болида, как Nissan GT-R R35 – от 250 тыс. рублей и более.

Стоит отметить, что среди всех видов встречаются и универсальные интеркулеры. Они могут подойти к нескольким моделям автомобилей в независимости от особенностей двигателя. Цена таких устройств превышает 4-е тыс. рублей.

Почему интеркулер в масле?

Интеркулер в масле

Масло в интеркулере – первый признак опасной проблемы. Определить насколько она серьезна можно лишь при визуальном осмотре деталей. Способствует этому и знание основных причин попадания масла в интеркулер:

Небольшое количества масла в интеркулере турбированного мотора вполне нормальное явление, но если его там много, то уже стоит беспокоится на счет работоспособности турбины.

При резком спаде мощности, кроме турбины, обязательно проверяют и интеркуллер, поскольку даже малейшая утечка воздуха под давлением способствует значительному ее снижению.

Функции и принцип работы интеркулера в составе двигателя

Непонятным иностранным словом «интеркулер» называют оборудование двигателя, отвечающее за предварительное охлаждение воздуха, поступающее от наддува турбиной к двигателю. Также данное устройство могут называть промежуточным охлаждением воздуха, так как физически оборудование размещено на потоке нагнетаемого воздуха между турбиной и двигателем.

В данном материале подробно описывается назначение интеркулера, принцип и роль его работы в системе питания турбированного бензинового и дизельного двигателя.

Функция интеркулера

Если проследить за историей совершенствования двигателей внутреннего сгорания, то для увеличения мощности, динамических характеристик и в целом КПД конструкторы, вместе с незначительными изменениями конструкции основного механизма силового поршневого агрегата, усилия в доработке сосредоточили на улучшении условий для воспламенения и сгорания горючей смеси.

Так, установкой турбонаддува воздуха во всасывающие коллекторы двигателей добиваются роста выдаваемой мощности от 25 до 50%, если не брать во внимание характеристики спортивных суперкаров, где рост мощности надувом доводят трёх-четырёх кратного значения, что для обычной техники не имеет смысла в виду быстрой потерей моторесурса силового агрегата.

Интеркулер же является устройством, установленным в цепочке подачи воздуха в двигатель между турбиной и двигателем, задачей которого есть охлаждение нагнетаемого в цилиндры воздуха. Данное устройство повышает эффективность работы турбонаддува.

Принцип работы интеркулера

Если обратится к знаниям школьного курса физики и химии, то функция промежуточного охлаждения воздуха двигателя объясняется следующими мотивами.

Подача воздуха центростремительной турбиной с приводом от отработанных газов характеризуется его нагревом в результате передачи тепла от выхлопа и повышением давления. Вместе с нагревом в результате теплового расширения меняется химический состав воздуха в единице объёма.

Напомним, воздух — это смесь газов, который в основном состоит из Азота 78% и Кислорода 21%.

Так вот, с нагревом, при действии расширения, массовая доля кислорода на единицу объёма уменьшается, что влечёт к ухудшению процесса горения топливной смеси в цилиндрах, снижает выделение энергии и приводит к падению развиваемой мощности. Для нивелирования такого явления и нужен интеркулер, обеспечивающий охлаждение воздуха, идущего от турбины, и повышающего уровень плотности массовой доли кислорода в поступающем объёме для активного горения смеси.

Таким образом в целом в результате работы тандема турбина — интеркулер повышается мощность и снижается удельный расход топлива на единицу выданной мощности в час, повышая КПД двигателя. В целом, включение интеркулера в цепочку подачи воздуха к двигателю даёт рост мощности от 15 – 20%.

Устройство интеркулеров

Процесс охлаждения воздуха простым интеркулером заключается в прогоне потока через полости теплообменника, где входной патрубок радиатора соединён с турбиной, а выходной – непосредственно со всасывающим коллектором двигателя. Конструктивно теплообменник размещают во фронтальной части моторного отсека, спереди основного радиатора двигателя, обдуваемых встречным потоком воздуха при движении машины и работой вентилятора системы охлаждения.

Такой интеркулер может обеспечивать снижение нагнетаемого воздуха на 50°С., что в среднем даёт увеличение мощности до 15%.

Кроме этого в некоторые системы промежуточного охлаждения воздуха усилены дополнительной локальным жидкостным контуром, обеспечивающим высокую эффективность снижения температуры поступающего от турбины воздуха. Работа устройства заключается в прохождение потока через отдельный радиатор с охлаждающей жидкостью, размещённый в отдельной камере, объединённой с всасывающим коллектором двигателя. Затем нагретая жидкость потоком воздуха от турбины из теплообменника в коллекторе поступает во второй наружный радиатор, где тепло передается в окружающую среду. Для ускорения процесса теплообмена в локальную систему охлаждения жидкости интеркулера встроен насос принудительной циркуляции жидкости. Конструктивно второй теплообменник также стараются разместить во фронтальной части моторного отсека, обеспечивая максимальный обдув встречным потоком воздуха.

Жидкостное промежуточное охлаждение дает снижение температуры в среднем на 70°С, что обеспечивает рост мощности выше 20%.

Также существуют более сложные конструкции интеркуллеров, где используются каскадные комбинированные системы охлаждения нагнетаемого воздуха с использованием теплообменников с охлаждающими жидкостями и хладагентами. Такое оборудование отличается высокой производительностью и скоростью охлаждения и устанавливается в составе мощных высокооборотистых двигателей.

Неисправности интеркулера

Основные неполадки в интеркулере связаны с потерей герметичности в системе, которое выражается потерей развития мощности двигателем. Порывы патрубков, ослабление хомутов на стыках, разгерметизация теплообменника — все эти причины ведут к падению давления, нивелируя наддув и работу промежуточного охлаждения.

Вторая часто встречающаяся неполадка проявляется появлением масла в системе. Причиной является выработка термостойкой втулки вращения оси турбины, которая смазывается и охлаждается давлением системы смазки двигателя. Работая в жёстких термодинамических условиях данная часть турбины наиболее подвержена износу и её техническое состояние отвечает в целом за работу всего узла, где частота вращения может достигать до 240 тысяч об в мин. в температурном режиме до 850 °С.

При прорыве масла через подшипниковый узел турбины смазка попадает во всасывающий коллектор и через него в камеру сгорания, что нарушает состав горючей смеси и ведёт к потере мощности сопровождающимся синим выхлопом. Естественно часть масла может скапливаться в патрубках и теплообменнике интеркулера, также снижая проходимость и эффективность его работы.

Интеркулер в автомобиле: принцип работы устройства и способы ремонта своими руками

Алан-э-Дейл 11.07.2022 г.

что такое интеркулер

Грубо говоря, интеркулер — это промежуточный радиатор охлаждения воздуха, устанавливаемый на двигателях внутреннего сгорания, оснащенных турбинами. Интеркулеры устанавливаются и на бензиновых, и на дизельных двигателях.

Назначение интеркулера — уменьшить температуру воздуха, подаваемого в двигатель. Как известно, плотность воздуха тем больше, чем ниже его температура. В то же время, при нагнетании воздуха турбиной он разогревается, а значит, становится менее плотным, и количество поступающего к двигателю в единицу времени воздуха становится меньше. Значит, нужно охладить сжатый турбиной воздух, сделать его более плотным, что позволит двигателю с турбонаддувом развить большую мощность.

Отсюда становится понятно, почему интеркулеры не устанавливаются на нетурбированных двигателях: транспортные средства с двигателями, лишенными турбины, используют прохладный, не подвергавшийся сжатию, воздух из окружающей среды, прошедший только через воздушный фильтр.

Интеркулеры, как правило, устанавливаются в передней части автомобиля, сразу за бампером или решеткой радиатора, так, чтобы быть первыми на пути набегающего на автомобиль прохладного воздуха. Интеркулер охлаждает точно тем же способом, что и обычный радиатор охлаждения двигателя, только не воду, а воздух: по изогнутой трубке, снабженной многочисленными ребрами для повышения теплоотдачи, прокачивается воздух, сжатый турбиной; снаружи интеркулер обдувается более прохладным атмосферным воздухом.

Таким образом, воздух, прошедший через интеркулер, становится более холодным (в идеале его температура должна равняться температуре забортного воздуха, но для этого нужен промежуточный радиатор очень большого размера, так что обычно довольствуются примерно 70% снижением температуры прошедшего через турбину воздуха) и более плотным, что увеличивает мощность двигателя и повышает детонационный порог.Фронтальный интеркулер

При адиабатическом (без теплообмена с окружающей средой) сжатии воздуха в системе наддува его температура повышается.

(Твход нагнетателя)/(Твых нагнетателя) = (Рвход/Рвых)(n-1)/n.В реальной ситуации при Т на входе нагнетателя 20 °C:Рвых/Рвхода = 1,5, следовательно, разность температур составляет 45 °C и после сжатия Твых = 65 °C;Рвых/Рвхода = 2, следовательно, разность температур составляет около 84 °C и после сжатия Твых = 104 °C.

Согласно расчётам, при начальной температуре 50 °C повышение температуры воздуха на 10 °C при постоянном давлении приводит к уменьшению его плотности на 3 %.

Поэтому, если не охлаждать воздух после нагнетателя, эффект наддува может быть значительно ослаблен.

Пример: при отношении Рвых/Рвхода = 1,5 плотность воздуха после сжатия (значит, и мощность) падает на 14 %; при отношении Рвых/Рвхода = 2 плотность воздуха падает на 25 %.

Поэтому в двигателе внутреннего сгорания воздух, который подается в цилиндры, разумно дополнительно охлаждать, повышая его плотность, что в свою очередь повышает эффективность наддува, а также снижает детонационный порог. Для дизельных двигателей промежуточное охлаждение наддувочного воздуха целесообразно лишь при двух и более ступенчатом наддуве (применении двух и более компрессоров).

Одним из видов тюнинга ДВС является установка интеркулера большего объема.

Радиатор интеркулера обычно крепится перпендикулярно продольной оси автомобиля (фронтальный интеркулер) перед радиатором либо под крылом, пример — Mitsubishi Lancer Evolution.Mitsubishi Lancer Evo VII фронтальный интеркулер

Другой способ крепления — горизонтально над двигателем (например, Subaru Impreza WRX). В таком случае в капоте автомобиля обычно имеется воздухозаборник для подвода потока воздуха к интеркулеру.

Subaru Impreza WRX горизонтальное расположение интеркулера

Типы устройств

На сегодня можно выделить два основных типа устройств — с водным или воздушным охлаждением.

Конструкция самого охладителя очень проста — он представляет собой систему промежуточных пластин и труб. Наибольшей популярностью (именно по причине своей простоты) пользуются воздушные охладители.

Устройство воздушного интеркулера

Разработчики с умом подошли к созданию устройства. Для повышения эффективности охлаждения конструкторами были увеличены специальные камеры устройства, толщина и направление которых может меняться.

Многочисленные «хода» интеркулера выполнены из медных или алюминиевых пластин, что увеличивает площадь и, как следствие, эффективность охлаждения.

Но не стоит и забывать об одном «но». Чем больше препятствий создается для воздуха, тем меньшим будет давление в самом турбонаддуве. Соответственно, эффективность турбонаддува также упадет.

Сейчасчитают 6 эффективных способов откачки лишнего масла из двигателя

Угорание масла в двигателе или как уменьшить «масложор» мотора

Где устанавливается «воздушный» интеркулер

Монтаж интеркулера воздушного типа осуществляется непосредственно под капотом, в местах, где скапливаются большие потоки воздуха. Чаще всего специалисты производят установку прямо перед радиатором охлаждения.

Ранее была популярной установка интеркулера над двигателем, но сегодня данный вариант встречается все реже. Если же принимается такое решение, то без установки воздухозаборника на крыше обойтись не получится.

Кроме этого, интеркулер может получать «порцию» воздуха через дополнительные отверстия в боковой части кузова транспортного средства.

Интеркулер с водным охлаждением.

Интеркулер, имеющий водяное охлаждение, может похвастаться целым рядом преимуществ.

Во-первых, он более компактный, поэтому установку можно произвести в любом месте под капотом.

Во-вторых, эффективность данного устройства намного выше, чем у интеркулера с воздушным охлаждением.

Нельзя не отметить и некоторые недостатки водного охлаждения. В частности, устройства такого типа обладают сложной конструкцией.

Обязательным элементом системы является воздушный радиатор, электронных блок управления, система патрубков и водяная помпа.

Активно используется и штатная система охлаждения, которая в комплексе с вышеперечисленными устройствами образует эффективную систему

Более серьезные случаи

Если ваша проблема заключалась в забитом фильтре или изгибе, который несложно исправить, можно считать, что вам повезло. Порою масло в интеркулере свидетельствует о более серьезных проблемах, среди которых проблемы с картером двигателя. Это может быть засор в сливном маслопроводе, в результате которого возникает нагар. Нередко любители ремонта своими руками, которые ремонтируют дизельный мотор в домашних условиях, вместо специальных средств для крепления маслопровода, используют обычные герметики. В результате от высоких температур они плавятся и попадают внутрь, образуя пробки и засоры. Решить проблему можно путем демонтажа сливного маслопровода и последующей его очистки.

Случаются и еще более тяжелые ситуации, когда гонит масло в интеркулер по причине чрезмерно высокого уровня масла в картере. Так если уровень масла повысится выше уровня дренажного патрубка, можно предположить, что нарушена вентиляция картера. Такой ремонт требует более серьезного и комплексного подхода. Причиной такого явления могут стать уплотнительные кольца поршневой группы, точнее нарушение их целостности. В итоге выхлопные газы начнут поступать в картер, тем самым выдавливая масло через сливную трубку. Выход из этой ситуации — капремонт двигателя и замена всех поршневых колец. Также иногда причиной слишком высокого уровня масла является сам водитель, который переборщил и залил в систему больше масла чем это нужно.

Даже после того как вы найдете причину появления масла в интеркулере и устраните ее, нельзя считать проблему полностью решенной. Следует устранить также последствия явления, когда турбина гонит масло в интеркулер. Например, необходимо удалить остатки масла из интеркулера, в противном случае остатки масла будут подхватываться воздушным потоком, после чего попадут в топливную смесь. Это ухудшит процесс сгорания ТВС, а также состояние самого силового агрегата. Также может наблюдаться ухудшение эффективности самого воздушного охлаждения, а вместе с тем снизится и КПД мотора. Нередки также случаи возгорания масла при высоких нагрузках на мотор.

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.

Интеркулер с воздушным охлаждением, как правило, устанавливают под капотом автомобиля в таких местах:

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:

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;

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.

Виды интеркулеров

Мы разобрались, что такое дополнительный радиатор, а теперь остановимся на том, какие виды интеркулеров ставят на машины. Отметим, что именно от конструкционных особенностей устройства имеют прямую зависимость его рабочие параметры и продуктивность в работе.

Воздушные радиаторы

Воздушные радиаторы пользуются большой популярностью у автомобилистов, их ставят на дизель при тюнинге машины для увеличения его производительности.

Схема дополнительного радиатора

Это радиатор, который состоит из трубок и пластинок. Из названия понятно, что процесс охлаждения осуществляется посредством воздуха, а, следовательно, его продуктивность зависит от габаритов интеркулера. В целях наибольшей рабочей эффективности (охлаждения), конструкторами использовалась модель, основанная на изменении длины трубок. Из-за этой конструктивной особенности возрастает площадь элемента, но, со своей стороны, значительное число изгибов является препятствием для воздушных масс, что сильно понижает давление.

Действие воздушного радиатора предполагает прохождение воздуха через трубки и пластины радиатора. В тонких трубках часто расположены маленькие перегородки. Ими создается турбулентность и повышается теплообмен. Такой радиатор делают, главным образом, из алюминия, но иногда применяется медь. Радиатор «воздух/воздух» может быть установлен в разных местах, но обычно это:

Принцип работы радиатора

Водный интеркулер

Как действует воздушное охлаждающее устройство, мы рассказали, далее остановимся на интеркулере «воздух-вода». Данный тип устройства применяют гораздо реже, но из-за наличия некоторых особенностей в конструкции водный интеркулер обычно используют в условиях с ограниченным пространством, т. е. в таких случаях, когда для обычного устройства нет места под капотом автомобиля. Ключевыми составными частями водного устройства являются:

Конструкция водного интеркулера предусматривает наличие теплообменника, располагающегося вблизи от компрессора. Жидкости охлаждения, насыщаясь теплом, выводят его посредством радиатора, который располагается спереди, в окружающую среду. Заметим, что отвод тепловой энергии жидкостью осуществляется гораздо продуктивнее, в сравнении с воздухом. Но для обеспечения продуктивного поглощения температурного роста внутри теплообменника всегда должен присутствовать ее оптимальный объем.

Перед началом работы помпы, подающей охлажденную жидкость, теплообменник понижает температуру воздушной массы, которая подается в коллектор. Однако при нагреве воды ей необходимо время для остывания. Впрочем, кроме явных достоинств водного радиатора, он имеет существенные недостатки, например, усложненная конструкция теплообменника. Поскольку для корректной работы элемента необходимо подсоединение «лишних» патрубков, помпы, радиатора и центрального БУ. Это называется двухконтурной моделью охлаждения, и она создает некоторые трудности в процессе работы и ремонта. Эти причины способствуют невысокой популярности интеркулеров такого вида. Хотя при невозможности по тем или иным причинам установки воздушного устройства, водный интеркулер буквально спасает, и его положительные характеристики становятся очевидными, к примеру, в силовом агрегате TSI.

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:

Разновидности интеркулеров

Преимущества и недостатки

Чтобы подвести итоги, можно акцентировать внимание на основных сильных и слабых сторонах таких дополнительных элементов двигателя как интеркулеры. К объективным преимуществам этих устройств можно отнести:

К объективным преимуществам этих устройств можно отнести:

За такие достоинства многие готовы пожертвовать некоторыми недостатками.

Слабые стороны у интеркулеров действительно есть. И заключаются они в следующем.

Окончательные выводы и решение относительно установки на машину интеркулера каждый автомобилист должен делать и принимать индивидуально.

Всё зависит от конкретной ситуации и обстоятельств. Для одних водителей ИК становится незаменимым помощником. Другие даже на 50% не используют потенциал установленного интеркулера. И тогда логично спросить, зачем вообще его устанавливать. Двигатель и без дополнительного охлаждения прекрасно справится с такими нагрузками.

Почему турбина гонит масло в интеркулер?

Моторное
масло нужно, чтобы уменьшить трение между рабочими поверхностями
турбокомпрессора. При его отсутствии элементы выходили бы из строя спустя очень
короткий срок. Для получения рабочей жидкости турбина соединена с двигателем.
Опытные водители советуют менять масло как можно чаще.

Масло
в патрубке интеркулера — свидетельство неисправности турбонаддува. Необходимо
немедленно обследовать узел. Отремонтировать турбину, конечно, можно, но это
будет стоить не дешевле, чем полная замена. Поэтому для предупреждения
неисправностей стоит принимать профилактические меры.

Причины поломок

На практике видно, что современные автомобильные интеркулеры не нуждаются в постоянном контроле своего состояния. Машины с дополнительным охладителем не сильно отличаются от обычных машин в плане обеспечения особого ухода.

Но всё же рекомендуется периодически осматривать и диагностировать состояние конструкции. Иначе можно столкнуться с внезапными поломками.

В случае с воздушными и водными охладителями возможно несколько основных поломок.

Некоторые практикуют самостоятельный ремонт, хотя многие не рекомендуют это делать. Конструкция кажется простой, но при неправильном подходе к проблеме можно лишь усугубить ситуацию.

Самостоятельно допускается устранять только мелкие поломки. Если требуется замена элемента, обратитесь к хорошим и проверенным мастерам.

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:

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:

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.

Как увеличить эффективность интеркулера?

Орошение интеркулера водой

Обладатели спортивных автомобилей прибегают к орошению теплообменника водой. Такая мера позволяет увеличить эффективность работы воздушного интеркулера. Примером, модели автомобиля, где штатно используется специальный опрыскиватель, является – Subaru Impreza WRX STI и все ее модификации. Для того чтобы обеспечить дополнительное устройство необходимым количеством воды в багажник устанавливается 12-и литровый бачок. Дополнительный электромотор позволяет быстро передать воду в опрыскиватель после нажатия кнопки на приборной панели.

Модели жидкостного типа не нуждаются в модификациях. Единственное, что можно сделать для улучшения работы интеркулера – это выбрать охлаждающую жидкость, которая будет эффективнее справляться с задачей и быстрее остывать.