Типы интеркулеров
Различают два основных типа:
- водяные;
- воздушные.
Первый тип имеет сложную конструктивную систему, а также сложное устройство и работу. Из-за этого дорогой в обслуживании, хотя и весьма эффективный. Поэтому применяют его исключительно в спортивных автомобилях. Из дополнительных достоинств – имеет небольшие габариты, весьма компактна. Правда приходится использовать специальную жидкость для охлаждения.
Воздушная же система проста, эффективна, надежна, долговечна. С ее помощью существенно увеличивается производительность авто, снижается затрата топлива, без конструктивного вмешательства повышается мощность.
Интеркулер имеет также определенные просчеты. Основной – большие габариты для полноценного отвода полученного в процессе работы авто тепла, количество которого существенно возрастает с увеличением скорости движения.
Назначение
В турбированном двигателе рост давления неизбежно приводит к повышению температуры воздуха. Если поток не охладить и подать раскаленный воздух во впускной коллектор, то может возникнуть целый ряд проблем:
Задача интеркулера — охладить поток воздуха, гарантировав таким способом нормальную мощность силовому узлу. Но охлаждение — не единственное действие интеркулера. Одновременно с этим он снижает давление наддува, что влияет на мощность последнего.
Главный критерий оценки — способность интеркулера забирать тепло. Идеальной является ситуация, когда устройство охлаждает воздух до окружающей температуры (эффективность — 100%). В реальности уровень эффективности — 70-80%.
Если говорить в более точных цифрах, то интеркулер охлаждает проходящий воздух где-то на 50-70 градусов Цельсия. Если верить исследованиям, то снижение температуры уже на 10 градусов приводит к росту мощности на 3-5%. Одновременно с этим повышается экономия, улучшается качество сгорания топливной смеси, снижается объем вредных выбросов. При правильной работе интеркулера мощность мотора можно поднять до 20-25%.
В использовании интеркулера есть и минусы. В процессе охлаждения устройство неизбежно препятствует наддуву, частично блокируя поступление воздуха. Как следствие, снижается давление наддува и уменьшается его эффективность.
Для чего нужен интеркулер, зачем нужен на турбированном движке
Глубокий тюнинг автомобиля зачастую подразумевает проведение доработок главного элемента автомобиля – его двигателя. Практически каждому автовладельцу хочется, чтобы его машина была быстрой, выигрывала светофорные гонки и легко шла на обгон на загородной трассе.
Увы, но многие производители ограничивают скрытые возможности двигателя при помощи экологических норм и дефорсирования.
Доработка двигателя
При проведении тюнинга двигателя и его систем самым эффективным средством увеличения мощности является установка турбины. Данный элемент не единообразен и включает в себя несколько важных составляющих, одной из которых является интеркулер.
Инетркулер представляет собой звено в системе турбирования двигателя и выполняет единственную важную функцию по охлаждению турбины и защите ее от перегрева. Во время нагнетания воздуха в двигатель и его системы происходит значительное повышение температуры внутри системы турбины.
В результате такого перегрева может произойти перегрев системы и деформирование отдельных элементов. Такой элемент является обязательным в системе турбирования и может устанавливаться на все типы двигателей (бензиновых или дизельных).
На видео- для чего нужен интеркулер:
Функции системы
При поступлении воздушных масс в систему интеркулер охлаждает воздушный поток, делает его плотнее и тем самым способствует повышению эффективности сгорания топливной смеси в двигателе. Так как сама турбина является достаточно хрупким изделием воздействие температуры может пагубно сказаться на корпусе и внутреннем состоянии, поэтому охлажденный воздух от интеркулера не нанесет ей вреда. 
Однако не каждый инетркулер способен справиться с поступающей воздушной массой, в таком случае все зависит от размера турбины. Чем больше сама турбина тем больше давление, под которым воздух загоняется в двигатель и скорость сжигания топлива увеличивается.
Поэтому при выборе турбины необходимо соизмерять ее с размером интеркулера и другими частями, чтобы каждый элемент выполняя свою функцию не причинил вреда другим частям системы.
Воздух при попадании в систему имеет очень высокую температуру (100-180 градусов Цельсия). Это происходит благодаря большому давлению, в результате чего воздух расширяется становится плотным и разогревается. Интьеркулер частично охлаждает смесь на входе в систему двигателя и после происхождения процесса сгорания смеси воздух отправляется в турбину где под давлением воздух также нагревается и круг повторяется.
На видео- для чего нужен интеркулер на турбированном движке:
Взаимодействие систем
Взаимодействие турбины и интеркулера происходит лишь в плане обработки воздушной смеси. Здесь каждый из элементов выполняет конкретную функцию – интеркулер охлаждает воздушную массу, находящуюся в системе и затем посредством шлангов передает воздух в системы двигателя, после обработки его в камерах сгорания воздух поступает в нагнетатель турбины, где разогревается под давлением и действием газов до высоких температур и снова подлежит охлаждению.
Работая во взаимодействии интеркулер и турбина (совместно с другими элементами) служат для значительного увеличения мощностных показателей двигателя (прежде всего его крутящего момента) позволяя увеличить эти характеристики в среднем на 80% (в зависимости от типа двигателя, размера и давления турбины).
Стоимость
Средняя стоимость комплекта может составлять порядка 70 000 рублей (для иностранных автомобилей) и около 30 000 рублей для отечественных машин. В целом применение турбины без интеркулера по функциональным признакам невозможно, так как без оного конструкция эффективно работать не сможет, а турбина быстро придет в негодность.
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.
Теплообменник. Интересует его площадь. От размера пластин и трубок непосредственно зависит эффективность охлаждения. В продаже можно встретить множество очень компактных устройств, размер которых сравним с блокнотом или книгой. Но есть большая доля вероятности, что их монтаж не принесёт никакой пользы. Прибавить существенно мощность такой интеркулер не способен. Выбирайте более крупные конструкции, но с расчётом на то, что места под капотом хватит для их размещения.
Внутреннее сечение трубок. Слишком маленький размер не позволяет свободно пропускать воздух через всю конструкцию. Для эффективных интеркулеров это недопустимо.
Пластины
Обратите внимание на то, какую толщину имеют пластины на теплообменнике. Работа охладителя зависит от площади, а не от толщины
Если вы видите толстостенный металл, то на высокую эффективность рассчитывать не стоит. Лишняя толщина только прибавляет вес машине. Но никак не влияет на работоспособность.
Форма используемых трубок. Специалисты и бывалые автомобилисты советуют выбирать конструкции, где трубки имеют коническую форму, а также отличаются большим радиусом изгибов.
Соединение трубок. Важный критерий для любого интеркулера, но особенно водяного. Если соединение окажется некачественным, через короткое время после начала эксплуатации жидкость охлаждения просто начнёт вытекать.
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.
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.
Масло в радиаторе интеркулера
Ось вращения турбокомпрессора
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.
Виды
Устройство и конструкция интеркулера для дизельного и бензинового двигателя могут несколько отличаться. Причём дело не в типе используемого топлива, а конструктивных особенностях и используемых рабочих сред самого элемента для дополнительного охлаждения.
Учитывая эти характеристики, все автомобильные интеркулеры делятся на 2 категории:
- водяные;
- воздушные.
Исходя из названия, уже становится понятно, в чём основное отличие между двумя конструкциями. Но их следует рассмотреть более детально.
Воздушные устройства
Именно воздушные интеркулеры конструктивно считаются самыми простыми. Это ряд из трубок, которые соединяются между собой специальными пластинами, установленными в ряд.
Задачей такого элемента является пропуск по трубам воздуха, который поступает из внешней среды. Функция пластин также предельно понятная. Они увеличивают параметры площади теплоотдачи. Это позволяет воздуху успевать достаточно охладиться перед выходом на турбокомпрессор.
Воздушный интеркулер для автомобиля
Автомобильные интеркулеры воздушного типа способны снижать температурные показатели примерно на 40-50 градусов Цельсия, подавая затем охлаждённый воздух на турбину. Конструктивные особенности и принцип работы позволяют повысить эффективность мотора примерно на 10-15%. Такой прирост мощности можно хорошо ощутить, разогнавшись хотя бы до 60-90 километров в час. При движении в трафике на скорости около 30-40 километров в час изменения незаметные водителю.
Такие устройства часто называют воздух-воздух. Для их установки обычно используется 3 зоны:
- боковое пространство около крыльев автомобиля;
- непосредственно за передним бампером;
- в подкапотном пространстве над мотором.
Монтаж за бампер и около крыльев считается более оптимальным для такого типа интеркулеров. Это объясняется тем, что такое расположение гарантирует интенсивный обдув.
Воздушные конструкции предпочитают устанавливать на грузовые автомобили и внедорожники. Среди основных недостатков выделяют крупные размеры и солидный вес оборудования.
Водные
По показателям эффективности водные или водяные интеркулеры объективно опережают воздух воздушных конкурентов. Это объясняется простым внедрением в систему воды, которая сама по себе выступает как качественный охладитель. Интенсивность поглощения тепла у воды выше, чем у воздуха. Во много гениальное решение своего времени.
Но применение воды в охлаждении не является единственным отличием между интеркулерами. Разработчики сумели значительно уменьшить размеры конструкции, что позволило занимать минимум пространства под капотом автомобиля без потери эффективности. Но справедливости ради следует добавить, что дополнительно придётся искать, куда поставить температурный датчик и насос.
Эффективность действительно возросла, причём в несколько раз. Средний показатель снижения температуры составляет 60-70 градусов Цельсия. Именно на столько интеркулер способен изменить температуру воздуха перед его попаданием на турбонагнетатель.
Но есть ещё более совершенные модели, чем просто водные ИК. Это устройства, где охладителем выступает специальный хладагент. Для этого задействуют антифризы, тосолы и даже жидкий азот. Свойства самих охлаждающих жидкостей позволяют им примерно в 2 раза увеличить теплоотдачу, если сравнивать с классическими водными устройствами.
Создать полноценный образ идеального интеркулера из водного элемента охлаждения не получится. Это обусловлено наличием определённых недостатков. Такие детали конструктивно сложнее, за функционирование ИК отвечают температурные датчики, насосы и блоки управления. Именно они регулируют и контролируют все процессы. Из-за этого цена на ремонт оказывается более внушительной. Да и сами поломки порой сложно устранить. Если систематически не следить и не контролировать температуру охлаждающей жидкости, можно столкнуться с серьёзными и внезапными неприятностями.
Водный интеркулер на Субару
Такая ситуация привела к тому, что на машины среднего ценового сегмента устанавливают более дешёвые интеркулеры воздушного типа.
Это не предел, поскольку существуют особые охладители, устанавливаемые на спортивные машины. В основном это спецпроекты, предназначенные для гонок. Их специальные интеркулеры называют кастомными. Разница между стандартными моделями в том, что процесс охлаждения осуществляется за счёт применения специальных жидкостей и льда.
Каким брендам можно доверять
Если вы не гонщик-профессионал, можно покупать интеркулер от крупного концерна. Профессионалы обычно размещают личные заказы, над которыми работают лучшие специалисты. Для езды по городу подойдут изделия следующих производителей: Valeo (Франция), Behr и Hella (Германия), Nissen (Дания).
Дешевле обойдутся следующие: Thermotec (Польша), Klokkerholm и JP Group(Дания).
Относительно недорогие варианты предлагают следующие производители: NRF (Нидерланды), Ava Quality Cooling (Германия), Magneti Marelli (Италия). Они не позволят «выжать» 100% мощности, но и подавляющее большинство автовладельцев гонщиками не являются.
Зачем в автомобиле нужен интеркулер
Практически любой современный дизельный двигатель оснащается интеркулером. Несмотря на всевозможные разновидности подобных устройств, основное их назначение остаётся неизменным – понижение температуры нагнетаемого воздуха. Как правило, промежуточный охладитель устанавливается непосредственно после турбины. Воздух, проходя через трубки представленного устройства отдаёт большую часть тепла и, будучи охлажденным, поступает в камеру сгорания двигателя.
Охлажденная воздушная смесь обладает большей плотностью. Такая консистенция наиболее оптимальна с точки зрения эффективной работы любого двигателя. Чем больше плотность воздушной смеси, тем значительнее объём поступившего в камеру сгорания воздуха. Такая смесь будет способствовать более высокому давлению внутри цилиндров, что существенно повысит КПД дизельного двигателя.
Сама конструкция интеркулера выполнена таким образом, чтобы проходящий через него воздух не встречал на своём пути каких-либо препятствий. В противном случае, это бы повлекло за собой снижения давления, нагнетаемого турбиной воздуха, что неблагоприятно отразилось бы на эффективной работе мотора.
Принципиальное расположение теплообменника может варьироваться, в зависимости от особенностей подкапотного пространства конкретного автомобиля. В большинстве случаев его монтируют перед основным радиатором системы охлаждения, либо в боковой части у крыла.
Полезная площадь охлаждающих элементов теплообменника рассчитывается индивидуально, для каждого отдельно взятого типа дизельного двигателя, с учетом его технических характеристик и условий эксплуатации.
Интеркулер: конструкция, принцип работы и виды
Интеркулер конструктивно монтируют между впускным коллектором и компрессором. Устройство представляет собой теплообменник, который состоит из сложной системы трубок и пластин, изготовленных из алюминия или меди, которые имеют большую теплопроводность и теплоотдачу. Трубки имеют витиеватую структуру, это увеличивает общую длину, по которой проходит воздух. Пластины увеличивают площадь поверхности и обеспечивают лучшую теплоотдачу. Чтобы воздух лучше распределялся в трубках, применяют конечные резервуары. Они приварены по краям.
На фотографии интеркулер установленный над двигателем Subaru
Интеркулер с воздушным охлаждением, как правило, устанавливают под капотом автомобиля в таких местах:
- за передним бампером. В бампере вырезают воздухозаборник (самый популярный и эффективный способ);
- над двигателем (воздухозаборники тогда в капоте);
- по бокам крыльев (воздухозаборники делают там же).
Кроме этого, существуют интеркулеры с жидкостным (как правило, водяным) охлаждением. Хотя есть и уникальные конструкции с охлаждением жидким азотом или льдом. В сравнении с воздушным он имеет более сложную конструкцию. Кроме водяного теплообменника, тут имеются такие элементы: водяной насос, управляющий модуль, воздушный радиатор и система патрубков.
При этом интеркулер водяного типа имеет ряд существенных преимуществ: во-первых, он более компактный (можно устанавливать где угодно под капотом, не требуются воздухозаборники), во-вторых, процессы охлаждения эффективнее и быстрее, чем при воздушном охлаждении. Правда, когда охлаждающая жидкость нагревается, эффективность падает. Вместе с системой охлаждения двигателя водяной интеркулер образует двухконтурную систему охлаждения.Для каждого конкретного двигателя, по сути, необходим уникальный интеркулер с особой конструкцией. При его проектировании нужно определить множество конструктивных параметров:
площадь теплообменника. Чем больше общая площадь всех трубок и пластин, тем больше эффективность интеркулера. При этом для каждого двигателя есть определенное оптимальное значение площади, после которого любое её увеличение приводит к незначительному росту КПД;
внутреннее сечение. Потери давления воздуха в интеркулере должны быть минимальными
Для этого важно определиться с оптимальным сечением;
толщина теплообменника. Очень толстые стенки ― не самый лучший вариант, всему своя мера;
фронтальная площадь. Чем больше эта площадь, тем больше воздуха пройдет через интеркулер, а значит, выше будет охлаждающая способность;
форма труб. В изгибах и переходах труб происходят потери потока. Для переходов лучше всего использовать сегменты конической формы, для изгибов ― максимальные радиусы;
соединительные патрубки. Негерметичные соединения патрубков однозначно вызывают потери давления при наддуве, поэтому важно иметь надежные соединения
Кроме того, материал патрубков должен быть устойчив к агрессивному воздействию бензина и масла, высокой температуры;
направление потока в теплообменнике.
Работа двигателя без интеркулера
Все транспортные средства раньше прекрасно работали без этих устройств. Под капотом в них гораздо больше свободного пространства. При этом автомобили без интеркулера имеют меньший вес. Механики утверждают, что эксплуатация автомобиля без такого узла вполне возможна. Тем не менее, специалисты не советуют долго эксплуатировать автомобиль без него, если этот узел предусмотрен конструкцией машины.
Снятие или отключение интеркулера приведёт к потере заявленной производителями мощности. Это также может вызвать перегрев двигателя и его повышенный износ. Поэтому если узел вышел из строя, то его можно ненадолго отключить. Но при первой же возможности надо восстановить предусмотренную схему работы двигателя.
Интеркулер что это такое в автомобиле
Многие автолюбители часто упоминают про то, что у них автомобиль оснащен турбированным двигателем. Ну а как же, каждому будет приятно сказать, что у него под капотом не только атмосферное давление, но и механический нагнетатель. Но большинство из них, не до конца понимают, все устройство системы турбонаддува двигателя.
Поэтому в этой статье мы постараемся рассказать об одном из компонентов турбонаддува, а именно об интеркулере — что это такое в автомобиле, принцип работы, а также вообще для чего нужен интеркулер на турбированных движках.
Что такое интеркулер
Интеркулер — это механическое устройство (похож на радиатор), используемое для охлаждения воздуха системы впуска турбины или нагнетателя (компрессора).
Для чего нужен интеркулер
Задача интеркулера состоит в том, чтобы охладить воздух после того, как он был пропущен через турбину или нагнетатель. Дело в том, что турбина создает давление воздуха, за счет сжатия происходит нагрев воздуха, соответственно, при интенсивном и постоянном наддуве, температуре на впуске в цилиндр может значительно отличаться от температуры охлаждающей среды.
Турбокомпрессоры работают за счет сжатия воздуха, увеличивая его плотность, прежде чем он достигнет цилиндров двигателя. Благодаря сжатию большего количества воздуха, в каждом цилиндре двигателя способно сгореть пропорционально больше топлива, и создать больше энергии при каждом воспламенении.
Этот процесс сжатия создает много тепла. К сожалению, поскольку воздух становится горячим, он также становится менее плотным, уменьшая количество кислорода, доступного в каждом цилиндре, и влияет на производительность!
Интеркулер создан для того, чтобы противодействовать этому процессу, охлаждая сжатый воздух, чтобы обеспечить двигатель большим количеством кислорода и улучшить сгорание в каждом цилиндре. Кроме того, регулируя температуру воздуха, он также повышает надежность двигателя, обеспечивая правильное соотношение воздуха и топлива в каждом цилиндре.
Типы интеркулеров
Существует два основных типа промежуточного охладителя, которые работают по-разному:
Воздух-воздух
Первым вариантом является промежуточный охладитель воздух-воздух, в котором сжатый воздух проходит мимо множества мелких трубок. Тепло передается из горячего сжатого воздуха в эти охлаждающие ребра, которые, в свою очередь, охлаждаются быстрым потоком воздуха из-за движущегося автомобиля.
Как только охлажденный сжатый воздух прошел через промежуточный охладитель, он затем подается во впускной коллектор двигателя и в цилиндры. Простота, малый вес и низкая стоимость интеркулеров воздух-воздух, делают их наиболее популярным выбором для большинства автомобилей с турбонаддувом.
Воздух-вода
Как следует из названия, интеркулеры воздух-вода используют воду для снижения температуры сжатого воздуха. Прохладная вода прокачивается по мелким трубкам, забирая тепло из сжатого воздуха, когда он проходит через устройство. Когда эта вода нагревается, она затем прокачивается через радиатор или контур охлаждения, прежде чем снова войти в интеркулер.
Интеркулеры воздух-вода имеют тенденцию быть меньше, чем промежуточные охладители воздуха к воздуху, что делает их пригодными для двигателей, где пространство стоит на высоте, а потому, что вода лучше нагревает воздух, чем воздух, подходит для более широкого диапазона температур.
Однако повышенная сложность конструкции, стоимость и вес, связанные с интеркулерами воздух-вода, означают, что они, как правило, реже встречаются и устанавливаются на автомобильных двигателях.
Размещение промежуточных охладителей
Хотя, теоретически воздушные промежуточные охладители могут располагаться где угодно, между турбонаддувом и двигателем, но они наиболее эффективны там, где есть лучший воздушный поток, и обычно размещаются перед автомобилем за решеткой основного радиатора.
В некоторых транспортных средствах расположение двигателя противоречит этому, и интеркулер помещается поверх двигателя, но воздушный поток здесь, как правило, меньше и на промежуточный охладитель может воздействовать тепло от самого двигателя. В этих случаях устанавливают дополнительные воздушные каналы или совки в капоте, которые увеличивают прохождение воздушного потока.
«Питер — АТ»
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453