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.
Интеркулер в автомобиле: принцип работы устройства и способы ремонта своими руками
Многие автомобили с мощными турбинными двигателями содержат в своей конструкции не совсем привычную деталь — интеркулер. Что это такое в автомобиле, как устроена и работает деталь и как справиться с ремонтом самостоятельно – вот вопросы, которые всё чаще задают владельцы современных авто.
Интеркулер – уникальная в техническом плане деталь турбированного двигателя, благодаря которой автомобиль получает дополнительно 15-20 лошадиных сил без опасных последствий. При возникновении проблем ремонт нужно производить незамедлительно, в противном случае турбина двигателя начнёт терять мощность, и со временем силовой агрегат выйдет из строя.
Для чего нужен интеркулер в автомобиле
Интеркулер – промежуточный элемент системы подачи воздуха в цилиндры бензинового или дизельного двигателя. Рассчитан он на одну функцию — охлаждение. Задача устройства – понижение температуры воздуха за счёт повышения его плотности. В результате увеличивается давление воздуха в цилиндрах, и горючая смесь в них становится более обогащённой. Оснащение двигателя интеркулером в среднем увеличивает мощность двигателя на 15 процентов.
Внешне интеркулер напоминает радиатор, состоящий из пластин и патрубков. С целью дополнительного охлаждения воздуха к трубкам приварены медные или алюминиевые пластины.
Внешне интеркулер мало чем отличается от радиатора
В двигателе деталь монтируется между впускным коллектором и компрессором турбины. Крепится она в передней части мотора ниже радиатора, либо над двигателем. В некоторых моделях машин интеркулер расположен в крыльях.
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.
Автомобильный двигатель с интеркулером
Нужно понимать, что интеркулер — это некая промежуточная деталь машины, в функциональные обязанности которого вменено подавать в силовой агрегат охлажденный воздух большей плотности. Сегодня эту часть активно используют в бензиновых, а также современных дизельных моторах.
Вы спросите зачем нужен интеркурер в машине, но на самом деле это очень полезная деталь. Пинцип действия интеркулера в автомобиле и его задача – подавать в двигатель воздух меньшей температуры, чтобы дальше иметь возможность увеличивать давление внутри двигателя, способствуя улучшению характеристик его работы и повышению мощности за счет рационального использования мощности топлива в процессе его полного сгорания.
Как правило, используется турбонаддув и интеркулер в паре. Кроме прочего также выступает системой, позволяющей существенно увеличить теплообмен. Поэтому к задачам интеркулера также можно отнести увеличение инерции создаваемой воздушными потоками, повышение теплообмена, снижение потери давления турбины. Простыми словами эту деталь можно обозвать обычным радиатором, которому отведена роль посредника, выступающего между турбиной и впускным коллектором.
Интеркулер представляет собой нечто наподобие радиатора с многочисленными пластинами, трубками и ходами. Важная деталь – пластины должны быть максимально длинными и одновременно прямыми. Такая конфигурация дает возможность получить максимальный уровень эффективности.
Но здесь важно учитывать и обратный эффект. К примеру, если увеличить длину пластин на 10%, достигается увеличение эффективности работы турбины на такой же процент. При этом если такое увеличение будет на уровне 30-40%, кардинально на улучшение работы турбины интеркулер не повлияет. Как вариант к внешним пластинам могут привариваться дополнительные вставки. Они увеличивают общую площадь теплоотвода, но не влияют на объем и параметры.
Типы интеркулеров
Различают два основных типа:
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.
Чаще всего, его можно встретить до радиатора системы охлаждения двигателя. Именно здесь он будет работать с наибольшей эффективностью. Потоки встречного воздуха, проходя через «жабры» теплообменника будут способствовать наилучшему охлаждению нагнетаемого турбиной воздуха.
Преимущества и недостатки использования интеркулера
Если температура воздуха в моторе с турбиной снижается даже на 3%, то его производительность поднимается на 2,5%. Однако, это не означает, что если остудить воздушные массы на 70%, то и эффективность работы мотора вырастет прямо пропорционально. Многое зависит как от самого интеркулера (точнее от габаритов его пластин), так и от мощности «движка».
Полезно! Практика показывает, что если увеличить площадь пластин на 15%, то КПД двигателя возрастет на столько же, но, при установке элементов на 50% больше, показатели силового агрегата вырастут не на такое же процентное соотношение.
В среднем можно «разогнать» мотор на 20% больше (это более приземленные и реальные цифры). Чтобы добиться более высоких результатов придется устанавливать распылители воды (а такое устройство стоит не дешево).
Поэтому иногда преимущества интеркулеров слишком преувеличивают. Но, на деле, они действительно увеличивают мощность ТС и понижают температуру в турбокомпрессоре.
Есть у этого агрегата и минусы. Например,:
- Интеркулер приводит к понижению давления в двигателе. Это объясняется тем, что воздушные массы вынуждены «путешествовать» по длинным патрубкам, из-за чего воздух теряет часть своей энергии.
- Система такого теплообменника будет весить не менее 25 кг. Чем крупнее пластины, тем тяжелее вся установка. А в ней еще должны быть патрубки и другие детали.
- Устройства часто начинают подтекать. Области стыков патрубков считаются слабым местом таких систем.
Также многое зависит от типа устройства. Например, водные интеркулеры не могут полноценно работать без специальной охлаждающей жидкости. Ее замена и сервисное обслуживание такого узла будут требовать дополнительных расходов. Поэтому перед установкой теплообменника этого типа, стоит подумать, какой вариант подойдет для авто больше.
Разновидности интеркулеров
Сегодня в продаже есть два вида изделий этого типа: воздушные и водные. Каждый из них обладает своими недостатками и преимуществами.
Воздушные
Это более дешевые изделия, поэтому они пользуются большей популярностью у автовладельцев как бензиновых, так и дизельных агрегатов. Воздушный интеркулер (или как его еще называют интеркулер типа «воздух-воздух») отличается простейшей конструкцией, которая включает в себя трубки, по которым проходит воздух, соединенные пластинами. Так как охлаждение происходит благодаря движению воздушных масс по трубкам, то чем габаритнее такая система (поэтому есть смысл устанавливать ее на внедорожники или грузовики), тем эффективнее она будет. В среднем устройство способно остужать воздух на 40-50 градусов. Этого достаточно для того, чтобы прибавить силовому агрегату до 15% мощности.
Полезно! Не стоит покупать слишком большой воздушный теплообменник, так как в этом случае будет намного больше изгибов труб, из-за чего будет падать давление воздуха.
Как правило, элементы воздушного типа устанавливают над самим мотором, за бампером (передним) или в одном из боковых крыльев. Последние два варианта лучше, так как в этом случае обдув будет более интенсивным.
Важно! Эффективно такая система будет работать только на скорости более 30-35 км/ч.
Водные
Интеркулер типа «воздух-вода» используется реже. Он стоит дороже (ценник отечественных моделей начинается от 10 000 рублей, а импортные обойдутся в 40-50 000 рублей), но, занимает намного меньше места и эффективнее осуществляет охлаждение. Такие агрегаты способны понижать температуру воздуха на 70%. Даже простейшая модель водного интеркулера способна повысить мощность авто на 20%.
Есть и более эффективные устройства, в которых в качестве охладителя применяется жидкий азот, тосол или антифриз. Такие модели позволяют почти вдвое увеличить теплоотдачу (если сравнивать с обычными «водными» устройствами).
Интересно! Владельце дорогих спорткаров устанавливают себе водные интеркулеры по спецзаказам. В таких системах воздушные массы охлаждаются за счет льда и специальной жидкости.
Тем не менее, такие изделия обладают и минусом – более сложной конструкцией. Интеркулеры этого типа состоят их электронных блоков, датчиков, помп, трубок и элементов, которые непосредственно отвечают за теплообмен. Это означает, что если такое изделие выйдет из строя, то его ремонт будет стоить дорого. Поэтому чаще всего предпочтение отдается моделям воздушного типа. Но, независимо от выбранного вида устройства, нужно быть очень внимательными при его покупке.
Сегодня мы попробуем Вам рассказать, что такое и для чего нужен интеркулер в автомобиле. Современные двигатели автомобилей представляют собой совершенные устройства, в которых соединяются мощь, экономичность, небольшие габариты, экологическая чистота и еще множество важных функций, напрямую связанных с условиями комфортного вождения.
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.
