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.
Интеркулер, что это? Установка и работа. Интеркулер на «Ниссан» и «Мерседес»
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.
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.
Подобные силовые агрегаты забирают воздушный поток в цилиндры без промежуточного сжатия, температура газа увеличивается за счет прогрева стенками впускного коллектора.
Для чего нужен интеркулер в автомобиле
Это устройство охлаждает поступающий в двигатель воздух и устанавливается в схеме подачи воздуха в турбокомпрессор. При охлаждении воздуха одновременно увеличивается его плотность. Охлаждённый и более плотный воздух улучшает качественные характеристики топливной смеси. Обогащённая охлаждённым воздухом смесь сгорает эффективнее, увеличивая мощность силового агрегата.
Радиатор охлаждения и интеркулер имеют схожие конструкции и внешне очень похожи. Устройство имеет охлаждающие поверхности в виде приваренных к трубкам пластин, а также патрубки для присоединения к другим узлам. Пластины обычно изготавливают из цветного металла.
В схеме подачи воздуха этот механизм расположен за входным коллектором перед турбинным компрессором двигателя. Обычно устройство монтируют перед основным радиатором. Но существуют транспортные средства, в которых интеркулер устанавливается над двигателем или сбоку от него в передних крыльях.
Изменение эксплуатационных характеристик двигателя в результате работы интеркулера
Научно доказано, что если снизить температуру поступающего в двигатель воздуха, то это приведёт к увеличению его мощности. Мощность двигателя увеличивается на 5 % при понижении температуры на каждые 10 градусов . Оптимальной является температура поступающего воздуха в пределах 50–60 градусов . На эту величину обычно рассчитывается интеркулер.
Охлаждённый воздух подаётся в турбокомпрессор и улучшает качество горючей смеси. Из-за этого увеличивается мощность силовой установки.
При отсутствии этого узла воздух в турбированных двигателях может нагреваться до 200 градусов. Перегрев негативно влияет на работу мотора, часто приводя к преждевременному его выходу из строя.
Установленный в автомобиле интеркулер также существенно уменьшает расход топлива. Поскольку дополнительно охлаждённый воздух имеет более высокую плотность, то для воспламенения топливной смеси в цилиндрах требуется меньшее количество бензина. Соответственно уменьшается общий расход топлива. Эффективность работы устройства определяют по соотношению снижения температуры двигателя к внешней температуре.
Положительным эффектом, получаемым от работы интеркулера, является также уменьшение давления турбонаддува. При правильной работе этого узла показатель снижения давления будет не менее 1,5 psi .
Сравнительно недавно в лексиконе водителей появилось новое слово – интеркулер. Автомобилестроители разработали это устройство для повышения мощности турбированного двигателя. С его помощью можно увеличить мощность силового агрегата до 20 % .
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.
Схема и принцип работы детали
Интеркулер состоит из радиатора, собранного из трубок с внешними ребрами, и патрубков. Каналы соединяют теплообменник с турбокомпрессором и впускным коллектором двигателя. Забранный из атмосферы воздух проходит через фильтр и попадает в компрессор. Поток сжатого газа нагнетается рабочим колесом в радиатор, где происходит снижение температуры за счет обдува воздушным потоком или подачи антифриза. Затем охлажденные газы поступают к дроссельной заслонке, в канале предусмотрен датчик температуры, который отвечает за корректировку подачи топлива.
Для изготовления соединительных шлангов используется эластичный пластик с гладкой внутренней поверхностью. Соединительные элементы не имеют выступов, вызывающих завихрения воздушного потока. За счет оптимизации каналов снижается расход топлива и уменьшается количество вредных выбросов в атмосферу.
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.
Особенности установки и эксплуатации
Если вы решили установить интеркулер, следует грамотно избрать место его расположения, в противном случае, элемент не только не будет корректно охлаждать воздух, но и, напротив, будет способствовать их нагреву.
Специалистами рекомендуется ставить устройство перед основным радиатором – это позволит сделать процесс охлаждения намного более продуктивным. Бока лучше делать в виде металлического короба. Трубки, которые соединяют турбину с интеркулером, надо поменять на детали с большим сечением, так сводятся к минимуму потери давления. Для понижения тепловой нагрузки от двигателя, необходимо обеспечить дополнительное покрытие трубки лентой из алюминия.
Что касается ухода и эксплуатации, то из-за простоты конструкции интеркулер не нуждается в специальном уходе. В числе наиболее распространенных поломок выделим обрыв патрубков, реже самого теплообменника. К этому приводит высокое давление внутри системы. При возникновении данной неисправности мощность мотора резко понижается, а расход горючего возрастает. Дополнительное охлаждающее устройство необходимо регулярно промывать, так же как основной радиатор.
Мусор, попадающий в устройство и забивающий соты, приводит к значительному ухудшению работы интеркулера, но для чистки никогда не нужно применять технику повышенного давления, поскольку водяная струя может повредить стенки конструкции.
Идеальный интеркулер
Сбалансированность дополнительного радиатора обеспечивается следующими показателями:
- Оптимальность внутреннего проходного диаметра. Именно диаметр ядра в теплообменнике отражается на том, какое объем давления утрачивается в процессе прохождения воздушных потоков. Рассчитать с точностью оптимальный диаметр нельзя, но можно предположить, каким он должен быть. Допустим, установка турбулизатора не позволит воздушным массам прижиматься к стенкам устройства и передавать ему тепло. Плотность турбулизатора влияет на улучшение теплообмена и снижение потерь потока.
- Большое значение имеют габариты ядра. Чем короче каналы, по которым идут воздушные потоки, тем меньше будет проходной диаметр.
- Площадка, окружающая воздушные массы, способствует снижению температур воздуха из наддува. Следовательно, чем меньше вес окружающих воздушных масс, тем ниже будут охлаждающие потенциалы устройства.
- Обтекаемость формы ядра влияет на беспрепятственное перемещение воздуха по устройству, причем чем он тяжелее, тем меньшее его количество будет проходить сквозь радиатор, что отражается на эффективности охлаждения.
- Параметры интеркулера улучшаются с помощью каналов, проводящих охлаждающие воздушные массы. По мнению специалистов, использование оптимального канала увеличивает КПД в теплообменнике на 15-20%.
- Объем и скорость передвижения воздушного потока зависят от размеров и вида трубки.
- Влияние на стабильную работу устройства оказывают секционные изгибы (переходы) и присутствие патрубков. К слову, каждый изгиб устройства – это увеличение вероятности потерь. А герметичность соединения патрубков нарушена, то потери давления при наддуве увеличиваются.
Чтобы увеличить мощность двигателя, нужно подать в него больше топлива. А чтобы оно эффективно сгорало, нужно много воздуха добавить в смесь. Без увеличения объема камер сгорания это сделать не получиться. Поэтому в двигателях стали применять автомобильные турбины.
Недостатки и возможные поломки
Недостатков немного, но они могут существенно повлиять на эффективность турбонаддува.
- Уменьшение сечение трубок в интеркулере машины. Это снижает скорость и давления воздуха, когда он проходит через узкие трубки радиатора. Это касается классического охладителя воздуха. В жидкостном, этот недостаток почти не ощутим.
- Засорение «сот» и повреждение ребер теплообмена в выносном радиаторе. Так как он находиться впереди всех остальных радиаторов, он первый встречает воздушный поток. А значит первый на себя принимает всю дорожную грязь. Чем сильнее он загрязнен, тем ниже эффективность охлаждения.
- Повреждение трубок радиатора снижет давление наддува, воздух после турбокомпрессора травиться в атмосферу. А повредиться трубки могут от камней.
- Жидкостные интеркулеры избавлены от многих подобных недостатков, но они грешат течью антифриза в воздушную полость теплообменника.
- Дополнительный вес в конструкции автомобиля. Его масса может достигать 20 кг. А если машина оснащена автономной системой – то дополнительная масса возрастает в разы.
Всё это снижает эффект турбонаддува. Поэтому нужно следить за чистотой и целостностью радиаторов охладителя наддувочного воздуха.
