Интеркулер что это такое в автомобиле
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
Интеркулер: что это такое и зачем он нужен
Всем современным двигателям автомобилей с турбонаддувом необходимо как-то охлаждать наддувочный воздух. Эту задачу решает интеркулер — теплообменник, в котором сжатый с помощью турбонагнетателя воздух охлаждается за счет воздуха или жидкости.
Турбокомпрессор — или просто турбина, — нужен для увеличения производительности и эффективности двигателя. Вот как все это работает:
1. Потенциальная энергия выхлопных газов, которые образуются после сгорания воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя, запускает турбинное колесо турбонагнетателя (8).
2. Его вращение приводит в движение компрессорное колесо (2), установленное на том же валу.
3. Компрессорное колесо забирает воздух через воздушный фильтр (1) и сжимает его до более высокого давления и затем нагнетает в сторону впускного коллектора.
4. Интеркулер (3) предназначен для охлаждения сжатого и горячего воздуха перед его подачей во впускной коллектор, откуда он попадает цилиндры (4).
Чем ниже температура наддувочного воздуха, тем больше его плотность. Следовательно, в камеры сгорания цилиндров можно подать больше воздуха, что приведет к более эффективному сгоранию воздушно топливной смеси, а это означает большую мощность и крутящий момент. Это приводит к повышению КПД двигателя, снижению расхода топлива и количества вредных выбросов.
Интеркулеры с воздушным охлаждением
Промежуточные охладители наддувочного воздуха с воздушным охлаждением — интеркулеры «воздух-воздух». Обычно их располагают в передней части автомобиля, например, перед основным радиатором или в районе подкрылка. Также возможно горизонтальное расположение интеркулера, в данном случае их устанавливают над двигателем. Интеркулеры могут быть изготовлены целиком из алюминия, а могут иметь пластиковые бачки.
Со стороны входа и выхода стоят пластиковые или алюминиевые бачки, а между ними — паяный сердечник, который состоит из трубок и сот охлаждения. Чтобы максимально увеличить внутреннюю охлаждающую поверхность, а, следовательно, и производительность, трубки имеют внутренние разделительные стенки или ребра.
Интеркулеры с жидкостным охлаждением
На некоторых автомобилях устанавливают интеркулеры с жидкостным охлаждением, в том числе и с использованием отдельного низкотемпературного радиатора. Они стоят рядом с основным радиатором охлаждения двигателя. Поскольку этот теплообменник очень компактен, его можно разместить практически в любом месте и даже в виде единого блока со впускным модулем. Даже если используется низкотемпературный радиатор, то он намного меньше обычного интеркулера, а значит занимает меньше места. Также больше не нужны большие трубы и шланги для наддувочного воздуха.
Помимо повышения эффективности охлаждения, к охлаждению наддувочного воздуха могут предъявлять еще одно требование: регулирование температуры сгорания воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя путем управления охлаждением наддувочного воздуха. Контроль температуры необходим в связи с постоянно растущими требованиями к выбросам выхлопных газов (нормы EURO 6). Водяной насос будет работать на основе данных от электронного блока управления: датчики передают в него показания, которые влияют на интенсивность охлаждения наддувочного воздуха.
Таким образом, применение в транспортных средствах интеркулеров с жидкостным охлаждением дает большие преимущества. Производительность охлаждения выше, потери давления наддувочного воздуха — ниже.
Есть типичные повреждения интеркулеров, которые снижают их производительность или выводят их из строя:
— Последствия ДТП
— Камни, которые летят в теплообменники
— Коррозия из-за грязи, скопления химических реагентов и соли
— Высокотемпературные нагрузки
Утечка в промежуточном охладителе приводит к снижению производительности двигателя. Утечки в интеркулере характеризуются в основном свистящим звуком, вызываемым выходящим сжатым воздухом.
В случае механической поломки турбины необходимо тщательно проверить промежуточный охладитель и подсоединенные трубки или шланги на предмет загрязнения металлическими частями и маслом. Металлическая стружка, например, может вызвать закупорку трубок и внутренних каналов и снизить производительность. В худшем случае она пойдет через промежуточный охладитель, попадет в цилиндры и вызовет серьезное повреждение двигателя. При обнаружении металлической стружки необходимо срочно заменить или почистить интеркулер, а трубки и шланги промыть специальными средствами, либо заменить их. Во избежание повреждения двигателя всегда проверяйте впускной коллектор двигателя на предмет любых загрязнений перед установкой нового промежуточного охладителя.
Ассортимент промежуточных охладителей NRF
NRF предлагает более 600 качественных интеркулеров, отвечающих вашим высоким ожиданиям и требованиям. Для получения дополнительной информации обратитесь к местному поставщику или посетите сайты www.nrf.eu, webshop.nrf.eu
Преимущества интеркулеров NRF:
1. Они проходят множество внутренних испытаний и производятся на заводах NRF: вариант контрактного производства исключен.
2. Они обеспечивают превосходную охлаждающую способность благодаря алюминиевым сердечника с высокими эксплуатационными характеристиками.
3. Некоторые модели доступны в комплектации Easy Fit, то есть со всеми необходимыми шайбами, прокладками и прочим крепежом.
4. Они доступны не только для легковых автомобилей и легких коммерческих автомобилей, но и для грузовиков и автобусов.
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.
Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене
Еще больше полезных советов в удобном формате
ИНТЕРКУЛЕР, ТИПЫ ИНТЕРКУЛЕРА, СВОЙСТВА ИНТЕРКУЛЕРА
Сегодня затрону тему интеркулеров. Итак, 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, повреждаются поршни, кольца и даже возможно головки блока. Если удастся снизить температуру воздуха, на выходе из турбины, двигатель потенциально сможет выдать большую мощность. Интеркулеры используются как раз для этой цели.
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 производителя 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 реальность таких машин очень мало. Это означает, что теплоотводящие факторы должны приниматься во внимание.
Если температура воздуха во входном коллекторе при спокойной езде на 20 градусов 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, неожиданно 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 нерегулярный короткий наддув, что типично для обычных авто, интеркулер не оказывает такого сильного влияния, как кажется поначалу. (это не означает что интеркулер неэффективен).
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%.
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.
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 зигзагом. 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 влияет на теплообмен. Ремонт глушителя.
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 давления 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.
ЧТО ДАЕТ НАМ ИНТЕРКУЛЕР
Каждый интеркулер в среднем дает прирост в мощности на 15%-20%. Прежде, чем приступать к установке этого устройства, нужно найти для него место. Если ошибиться с месторасположением устройства, то можно только навредить. Интеркулер может в таком случае начать выполнять обратную функцию, и еще больше нагревать воздух. У интеркулера есть свойство не только поглощать излишнее тепло, но теоретически он может сильно нагреть всю воздушную систему. Этого нужно избежать. Про интеркулер рассказал вроде бы все