Для чего нужен интеркулер что это такое в автомобиле

Для чего нужен интеркулер, что это такое в автомобиле

Сегодня многие автомобилисты предпочитают автомобили с турбированным двигателем и это не удивительно, поскольку такой мотор отличается невероятной мощностью, что весьма привлекательно для поклонников больших скоростей. Каждый знает, что при работе даже «маломощного» мотора вырабатывается огромное количество тепловой энергии. И для корректной работы силового агрегата в авто с мощным мотором, устанавливается специальное устройство – интеркулер. Что это такое в автомобиле, для чего нужен и как функционирует мы сегодня расскажем.

Назначение интеркулера

Итак, интеркулером называется дополнительное охлаждающее устройство, обеспечивающие охлаждение воздушных масс, которые поступают из наддува, на турбированном движке. Устройство и принцип работы интеркулера напоминает обычный радиатор. И все-таки следует более подробно остановиться на том, зачем нужен.

Автомобиль с интеркулером

Система охлаждения автомобиля

Можно выделить 2 главные функции охлаждающих устройств:

  • понижение температурных значений нагнетаемого воздуха;
  • уменьшение давления наддува.

Понижение температур

Интеркулер, рассчитанный на охлаждение воздушного потока до температуры внешней среды, можно было бы назвать стопроцентно эффективным. Но достигнуть таких больших значений практически нереально. Поэтому наилучшим вариантом признано устройство, функционирующее на 70%. Именно такое устройство чаще всего используется для дополнительного охлаждения при работе силового агрегата.

Понижение давления

К снижению давления ведет противодействие воздушных масс, создаваемое интеркулером. Со своей стороны, это предполагает некоторые конструкционные ограничения, поскольку превышение понижения давления даже на 1-2 атмосферы недопустимо. Иначе говоря, устройство служит для извлечения тепловой энергии из воздуха, нагревающегося в процессе сжатия в компрессоре.

Главным показателем, на котором основывались разработчики интеркулера, является наибольший отвод тепловой энергии, наименьшие потери давления при наддуве и усиление инертности воздушного потока.

Схема дополнительного радиатора

Схема интеркулера

Продуктивность интеркулера

Размер и продуктивность интеркулеров отличаются по типу силового агрегата, для которого он предназначен, и мощности самого устройства 220-550кВт.

Обыкновенный охлаждающий элемент увеличивает мощность силового агрегата приблизительно на 20%. Для увеличения данного значения в спортивных авто ставят дополнительные распылители воды, но это весьма дорогостоящие устройства.

Чем меньше по площади пластины интеркулера, тем ниже его рабочие потенциалы. Но увеличение мощности устройства не бывает прямо пропорциональным увеличению величины пластин. Допустим, увеличив площадь пластин на 15%, мы увеличим эффективность работы интеркулера на те же 15%. При этом увеличение площади на 50%, не дает увеличения мощности на этот показатель – она увеличится на меньшее значение.

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.

Дополнительный радиатор

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:

  • пространство за бампером — монтаж в центре с изначальным врезом в бампер;
  • над силовым агрегатом — на капоте создается отдельный заборник воздуха;
  • пространство у одного из крыльев автомобиля.

Под каждый из типов силового агрегата делается собственный интеркулер, поскольку необходимо учесть много факторов, например, направление воздушных потоков, габариты охлаждающего устройства, внутренний диаметр трубок и прочее.

Принцип работы интеркулера

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:

  • электронный блок, управляющий процессом;
  • радиатор;
  • элемент, обеспечивающий теплообмен;
  • помпа;
  • трубки.

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.

Установка интеркулера

Особенности установки

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:

  1. 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.
  2. Большое значение имеют габариты ядра. Чем короче каналы, по которым идут воздушные потоки, тем меньше будет проходной диаметр.
  3. Площадка, окружающая воздушные массы, способствует снижению температур воздуха из наддува. Следовательно, чем меньше вес окружающих воздушных масс, тем ниже будут охлаждающие потенциалы устройства.
  4. 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.
  5. Параметры интеркулера улучшаются с помощью каналов, проводящих охлаждающие воздушные массы. По мнению специалистов, использование оптимального канала увеличивает КПД в теплообменнике на 15-20%.
  6. Объем и скорость передвижения воздушного потока зависят от размеров и вида трубки.
  7. 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.

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.

Как видно, установка дополнительного охлаждающего устройства вполне обоснована. Но следует подчеркнуть, что их устанавливают исключительно на турбированные моторы, ведь обыкновенные моторы не имеют подобных объемов нагнетания воздушных масс в цилиндры и отсутствует излишнее нагревание.

Минусы дополнительного радиатора

Даже самый идеальный радиатор – не идеален! Вот и интеркулер имеет некоторые недостатки. Расскажем о них:

  1. Снижение давления. Ясно, что воздушные массы, проходящие через большое количество труб, затрачивают часть собственной энергии на преодоление препятствий.
  2. Масса. Что не говори, а это интеркулер имеет приличный вес — есть экземпляры, весящие до 20кг.
  3. Водное устройство, требует дополнительного охлаждения. Кроме того, само устройство требует значительного внимания, поскольку при вытекании жидкости эффективность его работы падает в несколько раз.

Поломки охлаждающего устройства

Машина «дымит» либо уровень масла не отличается стабильностью. В данном случае необходимо внимательно осмотреть места протечек.

Масляные отложения на патрубках и их стыках. Однако, если масло проступает налётом или его очень мало, то бывает нормой – тут немаловажно учесть мощность мотора и пробег транспортного средства. Но когда масло течёт в момент отсоединения устройства, то есть подозрение на поломку турбокомпрессора. В этом случае требуется замена сажевого фильтра.

Читайте также:  Датчик термовыключатель вентилятора радиатора

При протечке на стыке патрубка заменяется уплотнительная прокладка на нем. Если такое действие не дает результатов, то нужно обратиться в автосервисе, где опытные мастера помогут разобраться в проблеме. Главное, не следует затягивать с решением этой проблемы, поскольку силовой агрегат функционирует с потерями мощностей, что приводит к поломке турбокомпрессора.

Можно ли демонтировать охлаждающее устройство

И в заключение нужно сказать о возможности демонтажа дополнительного радиатора. В принципе, она существует, но подобные изменения не дают хороших результатов! Поскольку резко снижается производительность двигателя. Кроме того, система нагнетания воздушных потоков, находящаяся на силовом агрегате, не ориентирована на столь высокие температуры. А потому без работы интеркулера часто страдает.

Интеркулер

Установка интеркулера

Допустим, самый популярный вид автотюнинга – это именно установка дополнительного радиатора больших размеров и объемов. Это обеспечивает прохождение значительных объемов воздушных масс, а значит лучшее охлаждение. Еще многие автовладельцы ставят особые заборники воздуха на капоте авто, которыми направляются набегающие холодные потоки непосредственно на корпус охлаждающего устройства. Это в разы увеличивает теплоотдачу.

Источник

Интеркулер: выжать максимум из своего мотора!

Smiley face

В погоне за дополнительной мощностью автоконструкторы пришли к созданию турбокомпрессора, который на сегодняшний день стал одним из непременных условий спортивного тюнинга. Турбина гонит воздух во впускной коллектор под давлением, а значит, его больше 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 законы физики не позволяют просто так получить прирост мощности. Во время сжатия в турбине воздух нагревается, что в свою очередь вызывает уменьшение его плотности. Чем горячей воздух, тем хуже сгорает топливо и тем выше вероятность детонации отработанных газов. Для охлаждения воздуха, поступающего от турбины в двигатель и используется теплообменник – интеркулер.

Задачи и противоречия конструкции

В отличие от радиатора охлаждения двигателя, интеркулер выплняет несколько иные задачи и работает не с жидкостью, а с воздухом. Основное противоречие заложено в самом принципе работы и пока остается непреодолимым для конструкторов.

Smiley face

Воздух, выходя из турбины, нагревается и от сжатия, и от тепла выпускной системы. Затем он проходит в радиатор интеркулера, и только после того, как радиатор полностью заполнен под нужным давлением, воздух поступает дальше. Эта задержка дополнительно увеличивает время турболага – реакции турбины на нажатие педали газа. И чем больше объем интеркулера, тем дольше будет турболаг. При этом делать интеркулер меньше, чем необходимо для эффективного охлаждения воздуха, нерационально.

Второе противоречие кроется во внутренней конструкции. Трубки, по которым проходит воздух, должны иметь оптимальную форму и площадь сечения, чтобы соблюсти баланс между эффективным охлаждением (а 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.

Пока что создать интеркулер со 100% эффективностью (охлаждение воздуха до температуры окружающей среды при сохранении давления) не удалось никому. Лучшее, что предлагают конструкторы – компромисс между плюсами и минусами конструкции, обеспечивающий комфортное использование устройства, при этом эффективность 70% считается очень хорошим показателем.

Устройство и принцип работы

Конструкция интеркулера практически такая же, как у других радиаторов, используемых в автомобиле (охлаждения двигателя, кондиционера, печки). От турбины сжатый (и горячий) воздух поступает в радиатор интеркулера, где охлаждается встречным воздушным потоком.

Smiley face

Инженеры подсчитали, что охлаждение поступающего в мотор воздуха на 10 ⁰ C дает прирост мощности 3%. Хороший интеркулер понижает температуру на 50-60 ⁰ C, а это уже добавляет до 20% мощности к мотору.

Особенности конструкции определяют эффективность охлаждения: толщина и форма воздушных каналов, количество изгибов (чем больше поворотов делает воздух, тем лучше он охлаждается и тем сильней потери давления), материал и расположение сот для дополнительного охлаждения, расположение входных и выходных патрубков и распределение воздушных потоков в бачках.

Smiley face

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).

Smiley face

Интеркулер с прямым расположением сот

Smiley face

Интеркулер со смещенными сотами

Форма самих трубок тоже влияет на прохождение воздуха. Закругленные торцы уменьшают сопротивление встречному воздуху и улучшают обдув.

Smiley face

Еще один фактор, играющий важную роль при охлаждении, это распределение воздушных потоков внутри интеркулера. Для более равномерного распределения конструкторы меняют форму бачков, зачастую вставляя внутрь распределительные перегородки. От входа воздух должен равномерно разойтись по всем трубкам, и на выходе он так же равномерно весь собраться в выходной патрубок.

Smiley face

Перегородка внутри бокового бачка (ресивера)
для равномерного распределения воздушного потока

Как правило, размеры интеркулера определяются наличием свободного места, ведь помимо самого радиатора необходимо разместить и толстые патрубки воздуховодов. Чем больше фронтальная площадь, тем лучше охлаждение, а вот толщина ядра большого значения не имеет, поскольку основная масса воздуха охлаждается только в передней части. Предпочтительней тонкие радиаторы, позволяющие разместить в подкапотном пространстве и интеркулер, и штатный охладитель двигателя.

Сбалансированные технические характеристики и определяют стоимость интеркулера. Точно выверенная конструкция, надежность и эффективность работы требуют и более качественных материалов, и более сложных технологий изготовления. А значит, и цена будет выше.

Материалы

Абсолютное большинство интеркулеров делаются из алюминия (и трубки, и соты) с пластиковыми или алюминиевыми бачками и патрубками. Это оптимальный вариант между весом и теплоотдачей устройства. В некоторых случаях можно встретить интеркулеры из меди, но это скорей исключение из правил. Медные радиаторы использовались в первых турбированных автомобилях, и на сегодняшний момент их почти полностью заменили алюминиевые модели.

Недостатком всех алюминиевых радиаторов является сложный ремонт (нельзя запаять, только заварить), который дополнительно осложняется очень тонкими стенками трубок. В результате поломки интеркулера практически не ремонтируются.

Расположение

В большинстве случаев интеркулер располагается фронтально, перед радиаторной решеткой. 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.

Smiley face

Фронтальное размещение интеркулера

В некоторых случаях интеркулер устанавливается над двигателем, и для обдува в капоте автомобиля предусмотрен специальный воздухозаборник.

Smiley face

Интеркулер на двигателе

Еще один вариант размещения – в боковой части подкапотного пространства за крылом, в котором также должен быть воздухозаборник для эффективного охлаждения радиатора.

Smiley face

Двигатель с двумя интеркулерами,
расположенными по бокам

От того, где устанавливают интеркулер и сколько места для него предусмотрено, зависит его площадь и форма. Как правило, конструкторы стараются сделать интеркулер максимально большим: чем больше его площадь, тем больше воздуха он может охладить, а значит, тем дольше автомобиль может пробыть на пике мощности.

Основные причины поломок

Интеркулер сам по себе ломается редко, это достаточно надежная конструкция. Основными врагами становятся внешние повреждения. Учитывая, что он располагается впереди, он часто повреждается камушками с дороги, а также при ДТП или наездах на глубокие выбоины. Алюминиевая конструкция сложно ремонтируется, а тонкие трубки лопаются даже от несильных ударов. Так что самая частая причина замены интеркулера – внешние повреждения.

Smiley face

Для защиты применяют те же методы, что и для радиатора: устанавливается специальная сетка за радиаторной решеткой, которая принимает на себя удары твердых предметов, а иногда и предохраняет от пыли, тополиного пуха и насекомых (сетку почистить или заменить намного легче!)

Вторая его проблема – засор сотовой структуры пылью, листьями и прочим мусором. Соты забиваются и воздух не проходит сквозь них. Здесь можно обойтись только снятием и очисткой, после чего пользоваться дальше.

Во внутреннюю часть радиатора тоже попадает пыль: даже наличие воздушного фильтра не спасает от проникновения грязи во впускной коллектор (часто фильтр повреждается из-за слишком сильного напора воздуха или влаги). Так что при очистке делается одновременно и промывка радиатора, при которой удаляются загрязнения.

При неисправной турбине в радиатор попадает моторное масло (которое используется для охлаждения турбокомпрессора). Из интеркулера масло попадает во впускной коллектор двигателя, а затем и в камеру сгорания, где закоксовывает поршни и свечи зажигания. При первых признаках масла в интеркулере систему нужно проверять и устранять неполадки.

Smiley face

Ну и естественный износ, хоть и медленно, но берет свое. Из-за вибрации, перепадов температур и давления могут лопнуть патрубки или сам радиатор.

При любых проблемах с интеркулером двигатель недополучает кислород для полноценной работы. Следовательно, будет падать его мощность и расти потребление топлива.

Интересные решения

Интеркулер не обязательно должен быть один. На некоторых автомобилях устанавливаются два интеркулера, что целесообразно для V-образных двигателей.

Smiley face

Для улучшения обдува автолюбители совершенствуют конструкцию воздухозаборников. Например, дополнительно изолируют их, чтобы воздушный поток не огибал радиатор (по пути наименьшего сопротивления), а был направлен именно через него.

Smiley face

В некоторых автомобилях (например, в Subaru Imreza WRX STI) для улучшения охлаждения перед интеркулером устанавливается распылитель, поливающий радиатор водой. Мокрая поверхность остывает намного быстрей!

Читайте также:  Описание системы охлаждения двигателей Opel Zafira с 2005 года

Smiley face

Жидкостный интеркулер

Сравнительно редко на автомобили устанавливаются интеркулеры с водяным (жидкостным) охлаждением, в которых наддувочный воздух отдает тепло не встречному потоку воздуха, а воде, циркулирующей между трубками. Такая система имеет свои плюсы: при очень компактных размерах эффективность водяного интеркулера в разы выше, поскольку вода имеет большую теплопроводность. Водяной интеркулер устанавливается иногда при тюнинге, когда нет другой возможности охлаждать воздух от турбины.

Smiley face

Недостатком является необходимость охлаждать воду (теплоностиель), так что требуется двухконтурная система охлаждения. Чем сложней система – тем ниже ее надежность, особенно это касается тюнинговых доработок, не предусмотренных автопроизводителем. При этом для системы используется общий расширительный бачок, но отдельные насосы (помпы), каждая из которых включается по мере необходимости. Может использоваться общий или отдельные радиаторы охлаждения.

Smiley face

Двухконтурная система охлаждения, контур охлаждения двигателя.
1. Расширительный бачок. 2. Обратный клапан.
3. Радиатор печки. 4, 5. Термостаты.
6. Водяной насос. 7. Масляный радиатор.
8. Радиатор системы охлаждения двигателя.

Smiley face

Двухконтурная система охлаждения, контур охлаждения наддувочного воздуха.
1. Расширительный бачок. 2. Насос охлаждающей жидкости.
3. Интеркулер. 4. Турбина.
5. Радиатор системы охлаждения интеркулера.
6. Дроссель. 7. Обратный клапан.

В целом, водяной интеркулер устанавливается редко: доработка системы охлаждения требует точных расчетов.

Помимо улучшения динамических характеристик двигателя и экономии топлива, интеркулер еще и продлевает срок службы турбины, защищая от перегрева.

О том, как правильно выбрать интеркулер, читайте наш "Гид покупателя".

Источник



Skoda Octavia 1.4 tsi

Перед чипом планировал доработать систему охлаждения наддувочного воздуха. Изначально была мысль установки воздушного кулька вместо штатного жидкостного, который совсем не справляется со своей ролью, особенно после чипа, о чем мне было озвучено мастером в процессе первой консультации.
Потому как в ходе пары дней мониторинга температуры воздуха на впуске было выяснено, что она легко уходит за 70, стоит чуть навалить даже в стоковой конфигурации. Что будет с ней после чипа несложно представить.

Но, в процессе обдумывания и многочисленных переписок все более утверждался с мыслью, что установка воздушного кулька потянет за собой и установку более производительной турбины, потому как штатная может оказаться слабовата и появиться турбо яма, чего сейчас совсем нет. А раз появиться новая турбина, значит захочется и стедж2 и 3))), а в планах этого совсем нет.

И мыслям совсем не стало покоя)))) как решить же проблему с температурой воздуха на впуске. Одно из решений разделить контуры охлаждения. путем доработки контуров жидкостного интеркулера и системы охлаждения двигателя, через установку второго расширительного бачка. Вариант самый простой и первый, который реализуют как правило владельцы 1.4, борясь с температурой на впуске. Данная доработка была реализована ЗДЕСЬ, во второй части.

Кроме того, одной из причин роста является и странный, на мой взгляд, алгоритм работы штатного насоса контура интеркулера:
Согласно технот, насос включается:
# кратковременно при каждом запуске двигателя *(буквально на несколько секунд)
# постоянно при запросе крутящего момента больше прибл. 100 Нм
# постоянно при температуре наддувочного воздуха во впускном коллекторе выше 50 °C
# если разность температуры наддувочного воздуха на входе и выходе охладителя наддувочного воздуха меньше 8 °C
# при работающем двигателе каждые 120 секунд на 10 секунд во избежание образования тепловой пробки, прежде всего в турбонагнетателе
# в зависимости от характеристики на 0–480 секунд после выключения двигателя во избежание перегрева, сопровождаемого образованием паровых пробок в турбонагнетателе.

То есть, сначала он допускает чрезмерной рост температуры, а потом героически с ним борется)))
А мы же попробуем сделать наоборот)))

Плюс, слишком высокой температуры на впуске является неудачное расположение радиатора интеркуллера (расположен внутри бутерброда между основным радиатором и радиатором кондиционера) и его малая производительность, то есть малый объем. Вот эти две проблемы и надо решить, если хочется добиться значительного снижения температуры на впуске.

И теперь перейдем непосредственно к моей реализации доработки контура охлаждения штатного жидкостного интеркулера 1.4 TSI.

Решения данного вопроса ДВА.

Первый вариант: наиболее эффективный, но и наиболее затратный в плане трудоемкости. Это изменение расположения радиатора контура интеркуллера и замена штатного радиатора на более объемный, то есть более производительный. То есть, снимаем бампер, разбираем бутерброд, и переносим радиатор контура интеркуллера вперед, то есть ставим его первым. В данном конфиге система охлаждения наддувочного воздуха с помощью жидкостного интеркуллера будет работать наиболее эффективно.

Ну и второй вариант, более простой и который решил реализовать я. Возможно впоследствии вернусь и к первому варианту, но это в случае если будет переход на ст3.
Суть данного варианта заключается в установке дополнительного радиатора контура интеркуллера в свободное пространство за бампером перед основными радиаторами.

В ходе примерки было выяснено, что радиатор печки от КАМАЗа, как будто для этого и сделан))). Вариантов исполнения два: алюминиевый и медный. Алюминиевый хорош тем, что неприлично дешев (в пределах 1500-1700 рублей), медный же дороже почти в 2,5 раза, но при этом его теплоотдача намного лучше.
Решено, берем медный. Сразу же в магазине замерил диаметр патрубков штатного радиатора (d20) и патрубков печки (d18) прикинул на месте, что потребуется, закупился и поехал городить огород. То есть, в обязательном порядке потребуются два перехода с d20 на d18.

Крепление дополнительного радиатора реализовано через две приваренные пластины с лапками к усилителю бампера. Лапки нужны, чтобы прикрутить пластины внизу для большей жесткости. То есть, система теперь выглядит следующим образом: выход охлажденной жидкости из штатного радиатора интеркулера (нижний патрубок) пускаем на подачу (в верхний патрубок) нового радиатора. И соответственно выход из нового радиатора соединяем с патрубком, который ранее был подсоединен к выходу штатного радиатора. Схема проста до безобразия — последовательное подключение двух радиаторов.

Эта первая часть задуманного проекта. Далее последуют разделение контура охлаждения и установка дополнительной помпы. Установка помпы преследует две цели:
1. Обеспечение непрерывной прокачки жидкости через интеркулер, потому как работа штатного насоса контура интеркулера совсем уж замудреная и потому при чипах обязательно её включают на постоянку.
2. Обеспечение значительного увеличения объема прокачиваемой жидкости через дополнительный радиатор. Потому как опять же, штатный насос прокачивает очень небольшой обьем жидкости.
И как раз помпа, должна немного исправить ситуацию из-за «кривого» алгоритма штатной помпы.

Первоначально помпу хотел подключить перед радиатором, но выяснилось, что при таком конфиге схема работает неправильно. Всю жижу помпа стала гнать не в интеркуллер, а в расширительный бачок.

Что имеем в итоге (первые испытания, пока еще без насоса). На улице +31 в тени (бортовик показывал 32-33), солнце еще в силе (испытания в 17 часов (на солнце градусник ушел куда-то в нирвану))))
Полчаса хорошо так погонял с наваливанием и светофорными гонками, а также в конце сразу же три разгона до 100 на пустом участке трассы (лучший результат по GPS 8,414, остальные два: 8,757 и 8,762. Причем лучшее время это был третий заезд, когда двигатель уже хорошо поднагрелся.

Температура контура охлаждения интеркулера выше 52 ни разу не поднялась. Здесь как раз стало наглядно видна работа штатного насоса контура охлаждения интеркулера, стоило температуре подняться до 52, он включался и она резко опускалась до 45, после чего опять плавно поднималась до 51-52 и так по кругу. Но это по трассе и на ходу. Когда въехал в населенный пункт прочно закрепилась в районе 56. Но это при такой дикой жаре и всех заездов. Температура масла к этому моменту стала гулять в районе 120-130. Раньше при таких условиях температура воздуха на впуске давно бы ушла за 70 и двигатель скис, и никаких 8,414 он не показал бы никогда.
сразу же как приехал домой, снял решетку и пощупал установленный радиатор. На ощупь он был горячий, то есть штатная помпа без проблем через него прокачивает. И по ощущениям, его температура примерно равна температуре крышки интеркулера.

Температура двигателя в ходе отжига, ни разу не поднялась выше 90 градусов (но это по датчику на панели). То есть, хоть и появилось дополнительное сопротивление набегающему потоку воздуха, на эффективности системы охлаждения двигателя оно не сказалось. После гонок сразу включил кондюк, тоже работает штатно, довольно быстро охладил салон. Хотя на улице пекло.

Для соединения контуров и установки всей системы, помимо нижней решетки, надо снять защиту двигателя и правую туманку. Как раз через нее углом соединяются патрубок штатного радиатора с патрубком от нового радиатора.
Весь процесс, не спеша, в одни руки, занял 6 часов. Хорошо когда под рукой всё есть, включая сварку (хоть сварщик я и не настоящий))) и весь необходимый инструмент. Для крепления радиатора использовал железную пластину 3 мм. По феншую пластины надо было бы покрасить, но ехать покупать баллон краски желания не возникло), может быть потом)

Материалы и цена вопроса:

помпа VAG 078121601B — 1850 руб.
антифриз — 1000 руб.
радиатор медный 4-х рядный ШААЗ 5320-8101060 (печка на КАМАЗ) — 4300 руб.
патрубки, хомуты, 2 угла и 2 переходника (на фото по одному).
Переходники с d18 на d20. — 400 руб.

Все патрубки и переходники штатные для газели. В наличии наверное есть в любом автомагазине, где запчасти на данный автомобиль. На фото один патрубок, который самый замудреный и гнутый с тремя углами, совсем не потребовался. В магазине, когда прикидывал к месту, показалось, что он будет в тему. Оказалось, что нет.

Читайте также:  Acura TSX Решетка радиатора 2004 2006

Источник

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.

Схема детали и её расположение в моторе

Внешне интеркулер напоминает радиатор, состоящий из пластин и патрубков. С целью дополнительного охлаждения воздуха к трубкам приварены медные или алюминиевые пластины.

Интеркулер

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.

Принцип работы интеркулера и его влияние на мощность мотора

Повышение мощности происходит благодаря способности интеркулера снижать температуру воздуха до 55-60 градусов. Качество воздуха, поступающего в турбокомпрессор, от этого улучшается, что способствует лучшему наполнению им цилиндров и повышению производительности мотора.

Технология оправдывает себя на 100%, поскольку снижение температуры воздуха всего на 10 градусов даёт мотору от 3 до 5 процентов мощности. Отсутствие интеркулера или его неисправность приводит к чрезмерному, порой до 200 градусов, разогреву всасываемого турбиной воздуха. Это в свою очередь снижает мощность мотора, а впоследствии может привести к его поломке.

Работа интеркулера влияет на расход топлива. Горючая смесь сгорает эффективнее, а значит, необходимое количество бензина также снижается. Эффективность детали измеряется показателями снижения температуры двигателя по сравнению с температурой окружающего воздуха. Дополнительно интеркулер уменьшает давление наддува, благодаря создаваемому этой деталью сопротивлению. Для хорошего интеркулера можно считать приемлемым показатель падения давления в 1-2 psi.

Виды интеркулеров

В зависимости от конструкции и принципов работы интеркулеры делятся на два вида:

Воздушный

Интеркулер простой конструкции представляет собой ряд трубок, соединённых между собой рядами пластин. По сути, предназначение детали – пропуск по трубкам поступающего извне воздуха. Пластины позволяют увеличить площадь теплоотдачи, и за счёт этого воздух успевает охладиться, прежде чем попадёт в турбину.

Воздушный интеркулер позволяет снизить температуру подаваемого в турбину воздуха на 40-50 градусов, что даёт от 12 до 15 % роста мощности двигателя. Эффективность работы детали можно оценить только на скорости выше 30-40 км/ч.

Воздушный интеркулер

В воздушном интеркулере, также известном как «воздух-воздух», в качестве охладителя выступает поток надвигающегося воздуха

Воздушные модели устанавливают в трёх местах:

  1. Под капотом, непосредственно над двигателем.
  2. За передним бампером.
  3. В боковых пространствах крыльев.

Второй и третий вариант установки более целесообразны и встречаются чаще, поскольку обеспечивают интенсивность обдува. Воздушный интеркулер чаще всего устанавливается на внедорожниках и грузовиках.

Недостатками воздушных моделей считаются их большая масса и внушительные размеры.

Водный

В качестве охладителя в нём выступает вода, которая справляется с задачей гораздо эффективнее. Водяной интеркулер более компактный и не занимает много места под капотом авто. Хотя при его установке приходится находить пространство для насоса и датчика температуры. Но эффективность работы такого вида детали в несколько раз выше.

В среднем водный интеркулер понижает температуру на 60-70 градусов. В более совершенных и дорогих моделях в качестве охладителя выступает жидкость-хладагент: тосол, антифриз, жидкий азот. За счёт свойств таких ОЖ теплоотдача увеличивается вдвое по сравнению с моделями, работающими на воде.

Водный кулер

Жидкость гораздо интенсивнее поглощает тепло, потому интеркулеры типа «вода-воздух» гораздо эффективнее своих воздушных собратьев

Однако у такого типа детали есть и некоторые минусы. У водяной модели более сложная конструкция. Работу детали регулируют водяной насос, датчик температуры и блок управления. Это приводит к повышению стоимости конструкции и сложности ремонта в случае поломки. Поэтому в моделях более низкого ценового диапазона используются в основном воздушные интеркулеры. Кроме того, данное устройство требует систематического контроля охлаждающей жидкости.

Это интересно! На отечественных моделях авто в основном установлены интеркулеры стоимостью около 10 тысяч, на импортных – от 50 тысяч рублей. Существуют более совершенные модели, цена которых исчисляется сотнями тысяч рублей. На спортивные автомобили, изготовленные по спецпроектам, устанавливают особый вид интеркулеров – кастомные, в которых охлаждение производится при помощи льда и специальной жидкости.

Можно ли снять деталь

Интеркулер – дополнительная деталь двигателя, без которой мотор вполне может функционировать. Отказ от неё облегчает автомобиль на пару десятков килограммов и позволяет освободить место под капотом. Однако специалисты не рекомендуют оказываться от интеркулера, если он предусмотрен конструкцией мотора авто.

Отказ от охладителя приведёт к преждевременному износу двигателя вследствие воздействия высоких температур. Мощность мотора сразу снизится. Удалять деталь с турбированных моделей автомобилей настоятельно не рекомендуется.

Критерии выбора при самостоятельной установке

Тюнинг собственного автомобиля предполагает замену или самостоятельную установку интеркулера. Если владелец автомобиля загорелся идеей сменить деталь на более совершенную модель, стоит учесть следующие критерии выбора:

  1. Площадь теплообменника. Размер трубок и пластин напрямую влияет на эффективность его работы детали. В продаже есть очень компактные модели, размером с книжку. Однако целесообразность их установки достаточно сомнительна, и вряд ли может обеспечить оптимальную прибавку мощности мотора. Перед покупкой нужно рассчитать место установки детали, чтобы она точно поместилась на посадочное место.
  2. Размер внутреннего сечения трубок. Конструкция должна обеспечить свободное прохождение сквозь неё воздуха.
  3. Толщина пластин теплообменника. На работу влияет площадь детали, но не толщина стенок. Погоня за толстым металлом только добавит веса детали, но никак не повлияет на эффективность её работы.
  4. Форма трубок. Оптимальный выбор – сегменты конической формы с максимально возможным радиусом изгибов.
  5. Качественное соединение патрубков. Особенно важно это при выборе водяного интеркулера, поскольку некачественное соединение деталей приведёт к утечке ОЖ.

Особенности эксплуатации и основные причины поломки

Современные модели интеркулеров длительное время не требуют особенного ухода. Однако периодический осмотр и своевременная диагностика выхода из строя необходимы. В детали могут обнаружиться следующие поломки:

  1. Разрыв патрубка или теплообменника из-за чрезмерного давления. Об этой поломке говорит резкое падение мощности авто и увеличившийся расход топлива. Разорванные патрубки ремонтировать не имеет смысла, так как под давлением воздуха они сразу же вновь выйдут из строя. В этом случае восстановить работоспособность поможет только замена патрубка.
  2. Попадание масла во внутреннее пространство. В норме небольшое количество масла попадает в интеркулер во время работы турбины. Допустимые показатели – 0.7-1 литр на 10000 км. Если показатели выше, стоит задуматься о ремонте детали.
  3. Трещины на трубках и пластинах. Интеркулер, установленный в крыльях или под передним бампером, подвержен повышенному механическому воздействию.
  4. Засорение трубок. Особенно интенсивно происходит это в зимнее время. поэтому зимой очистку детали от химикатов и песка необходимо проводить как можно чаще.

Ремонт интеркулера своими руками

Ремонт детали начинается с её демонтажа. Конкретные действия по снятию описывать нецелесообразно, поскольку всё зависит от места и способа установки детали в автомобиле. К примеру, если деталь установлена над мотором, её просто «сдёргивают» ослабив хомуты. Когда интеркулер установлен одним блоком с радиаторами (основным, АКПП, кондиционера), придётся приложить некоторые усилия.

Это важно! Снимать интеркулер можно только с полностью остывшего двигателя с выключенной системой зажигания.

Охладитель интеркулера

Для полноценного ремонта необходимо провести демонтаж детали

После снятия детали предпринимают следующие шаги:

  1. Очистка. По времени эта процедура может длиться около 2-3 часов. Особенно трудно избавиться от масляных подтёков. Но удалить все загрязнения необходимо: от качества выполненной работы будет зависеть работа интеркулера в дальнейшем. Для чистки снимают все детали и отсоединяют патрубки. Внешнюю поверхность и каналы тщательно промывают специальной автохимией, а для лучшего удаления масла замачивают на несколько часов. Применять бензин и другие растворители масла нельзя: они могут повредить материал, из которого изготовлена деталь.
  2. Заделывание трещин. Треснувший элемент снимают с корпуса детали, зачищают место повреждения напильником и напаивают на него платину-заплатку. Материал вставки должен совпадать с материалом снятой трубки.
  3. Опрессовка в водяной ванне или проверка дымогенератором. Перед установкой отремонтированной детали на место не лишней будет проверка качества ремонта. Это избавит автомобилиста от необходимости повторного снятия в случае некачественно выполненной работы. Настоящая проверка детали – это поездка на достаточной скорости. Если мотор работает с былой мощью, и во время «перегазовок» не раздаётся посторонний свист, значит, работоспособность детали восстановлена.

Это важно! Самая серьёзная поломка – нарушение вентиляционного картера, которое происходит из-за превышения уровня масла в детали. Локальный ремонт в этом случае проблему не решит. Понадобится капитальный ремонт мотора и замена интеркулера.

Справиться с мелким ремонтом и техническим обслуживанием интеркулера вполне под силу любому владельцу автомобиля. В случае серьёзной поломки или при необходимости замены модели на более совершенную, стоит обратиться к специалистам авторемонтной мастерской.

Источник