Для чего нужен интеркулер

Содержание

Любой автомобиль состоит из множества деталей и механизмов, стабильность работы которых зависит от правильного монтажа. Одной из таких деталей является интеркулер, известный среди большинства автомобилистов как радиатор. Он находится между компрессором и впускным коллектором. О функциях и принципе работы радиатора вы узнаете из этой статьи.

Обмен теплом должен проходить правильно

Основным предназначением интеркулера является охлаждение воздушного потока, нагревающегося при прохождении в компрессоре процесса сжатия. В зависимости от степени охлаждения зависит эффективность работы теплообменника. Чтобы система промежуточного охлаждения турбосистемы работала стабильно, необходимо как можно эффективнее использовать эксплуатационные характеристики этого прибора. Помимо этого от квалифицированной установки зависит долговечность работы интеркулера. Эффективность работы интеркулера зависит от ряда параметров, которые необходимо учитывать на этапе производства прибора. Основными из них являются:

• степень отведения тепла;
• снижение давления, создаваемого турбонаддувом;
• увеличение инерции воздушного потока.

Принцип работы охладителя воздушных потоков

За своевременное охлаждение раскаленного воздуха, отвечают специальные пластины и оболочки, расположенные в теплообменнике. По большому счету они представляют собой стенки теплообменника, от площади которой зависит эффективность охлаждения. Однако КПД не зависит напрямую от размеров теплообменника. Если увеличить его в два раза, производительность прибора останется на прежнем уровне. А вот если площадь стенок станет больше всего на 10%, то и эффективность охлаждения воздушных потоков увеличится на столько же. Чтобы понять принцип работы интеркулера необходимо иметь представление о его устройстве.

Во время движения транспортного средства через интеркулер проходят потоки раскаленного воздуха. При этом чем сложнее его движение, тем больше тепла будет теряться. С другой стороны, необходимо минимизировать потери давления, создаваемого наддувом. Чтобы как можно больше компенсировать сложное движение воздуха, внутреннее сечение проводящего канала было достаточного диаметра, чтобы задержать воздух в радиаторе и снизить интенсивность воздушного потока. Таким образом, потери давления будут минимизированы.

Имеет ли значение объем интеркулера?

От того, насколько правильно подобран радиатор для вашего автомобиля, зависит стабильность его работы. Внутренний объем интеркулера должен быть полностью заполнен воздухом, до того момента, как в коллекторе создастся давление. Для создания продуманной системы промежуточного охлаждения необходимо рассчитать оптимальный внутренний объем прибора, расчет которого происходит по следующей формуле:

• объем внутренней камеры радиатора делится на объем воздушного потока;
• полученная величина умножается на 2 (два — взято неслучайно, поскольку во время ускорения воздушный поток удваивается).

При разработке проекта интеркулера очень важно добиться максимальной производительности всей системы охлаждения. Важно не только добиться хорошего отвода тепла, но и добиться максимально возможного давления в системе турбонаддува.

Не забывайте о мощности

Работа системы промежуточного охлаждения должна быть синхронной с другими узлами автомобиля. Поэтому очень важно учитывать, какой процент мощности теряется при падении давления в интеркулере. Необходимо учитывать, что при потере мощности не стоит спешить восстанавливать ее, поскольку это приведет к увеличению давления во выпускном коллекторе и вызовет обратный поток угарных газов в камеру сгорания, в результате чего ее температура возрастет.

Чтобы правильно рассчитать оптимальные параметры интеркулера, нужно произвести замеры повышения температуры воздуха, проходящего через турбину, и понижения температуры, которое происходит в результате воздействия охладителя. В наши дни на прилавках магазинов можно встретить два типа этих устройств: воздух-воздух или воздух вода. Первый тип обладает более высокой эффективностью охлаждения при движении на высоких скоростях и простой конструкцией. Помимо этого обслуживание этого прибора в несколько раз проще, но большие габариты таких патрубков ограничивают область их применения. Второй тип более эффективен при движении на низких скоростях, однако, конструкция у этих устройств значительно сложнее и стоимость обслуживания выше.

Сбалансированный интеркулер: устройство и принцип работы

Для того чтобы добиться хорошей сбалансированности охладителя, необходимо учесть некоторые технические нюансы:

1. Большой диаметр внутреннего сечения воздуховода. Потери давления, создаваемого потоками воздуха, зависят именно от диаметра сечения теплообменника. Сложности, возникающие в процессе производства, заключается в том, что невозможно вычислить оптимальный диаметр сечения. Однако в процессе эксплуатации можно использовать турбулизаторы, препятствующие передаче тепловой энергии от раскаленного воздуха к стенкам прибора. Эффективность теплообмена зависит от плотности турбулизаторов.
2. Размеры ядра. Диаметр проводящих каналов зависит непосредственно от их длины. Чем длиннее канал, тем больше его сечение.
3. За охлаждение и окружающего и надувного воздуха отвечает лобовая площадь. Следовательно, чем больше масса окружающего воздуха, тем эффективнее интеркулер будет справляться с его охлаждением.
4. Обтекаемость внутреннего пространства прибора. Чем выше этот параметр, тем свободнее воздух будет перемешаться по интеркулеру.
5. Качество подводящих каналов. Как утверждают многие механики, используя хорошие каналы, подводящие холодный воздух, можно повысить эффективность промежуточной охлаждающей системы на 20%.
6. Размеры и форма трубы. От того, какого размера и формы трубы используются в теплообменнике, зависит скорость и проходимость воздушного потока.
7. Количество изгибов и качество соединения патрубков. Любой из изгибов может привести к потере потока воздуха, поэтому чем их меньше, тем стабильнее будет работа радиатора. Также необходимо обращать большое внимание герметичности соединения патрубков, поскольку если один из них будет пропускать воздух, то давление наддува будет падать.

Где лучше всего устанавливать радиатор интеркулера?

Как правило, этот прибор устанавливается в любое свободное пространство автомобиля, где достаточно места. Единственное правило, которое необходимо строго соблюдать при интеркулера, — это не устанавливать его в отсек двигателя или вблизи радиатора охлаждения, поскольку воздух не будет успевать нагреваться до достаточной температуры и давление наддува будет очень слабым. При таком монтаже радиатор интеркулера будет выступать в качестве промежуточного нагревателя, а не охладителя. Необходимо помнить, что перегрев интеркулера под капотом может быть причиной многих проблем. Поэтому устанавливать этот прибор лучше — всего в изолированном месте с продуманной системой подвода труб. Оптимальным местом для установки интеркулера является место под капотом возле боковых крыльев или за передним бампером.

Какие проблемы могут быть в процессе эксплуатации интеркулера?

Одна из наиболее распространенных проблем, возникающих с радиатором интеркулера, является масло. Причиной этому могут быть втулки турбины, изнашивающиеся в процессе эксплуатации. Помимо этого протечки масла во впускной канал могут происходить при работе двигателя на высоких оборотах. Накопленное в радиаторе масло значительно снижает эксплуатационные характеристики и ухудшает эффективность работы прибора. Если вы заметили, что промежуточная система охлаждения перестала справляться с поставленной задачей, то необходимо просто прочистить ее.

Каждому автомобилю – свой интеркулер

В наши дни различные производители автомобилей используют разные по конструкции интеркулеры. Например, автомобильный концерн Nissan изготавливает промежуточные системы охлаждения для конкретного автомобиля индивидуально. Поэтому при выборе радиатора для своего транспортного средства необходимо учитывать множество нюансов: фронтальную площадь и толщину теплообменника, направление воздушного потока, диаметр проводящего канала и многое другое. Однако все больше автомобильных производителей отказываются от использования интеркулеров и турбонаддувов в новых моделях, предпочитая им новое поколение силовых агрегатов.

А вот в немецких автомобилях Mercedes в качестве интеркулера служит теплообменник, в котором и происходит охлаждение проходящего через него воздуха. Устанавливается такая система охлаждения в передней части моторного отсека.

Стоит ли устанавливать интеркулер в свой автомобиль?

По мнению многих опытных автомехаников и инженеров, интеркулер незаменим в автомобилях с турбонаддувом. В наши дни в магазинах продается множество конфигураций этого прибора, поэтому подобрать подходящий для своего автомобиля вариант не составит особого труда. Выбор радиатора необходимо осуществлять исходя из конструктивных особенностей установленной в автомобиль турбины. Предпочтение следует отдавать интеркулерам, изготовленным из листового металла небольшой толщины, поскольку тепло в таких радиаторах сохраняется значительно дольше, в результате чего, эффективность работы и производительность интеркулеров увеличивается.

Материалы: http://autobrains.ru/others/dlya-chego-nuzhen-interkuler/

Интеркулер – это радиатор (теплообменник), который располагается между компрессором и коллектором (впускным).

Интеркулером оборудованы двигатели с турбонаддувом. Дело в том, что в таких силовых агрегатах происходит сжатие воздуха с одновременным увеличением его плотности. Но сжатие воздуха ведет к его сильному нагреву (до 200 градусов), что дополняется работой самого турбокомпрессора, который приводится в действие отработанными газами. По причине нагрева падает давление наддува, потому как плотность воздуха становится ниже.

Назначение и принцип работы интеркулера

Интеркулер находится между компрессором и коллектором

Данное устройство устанавливается на двигатели для охлаждения воздуха, поступающего в результате работы турбокомпрессора. Как известно, понижение температуры наддувочного воздуха всего на 10 градусов дает 3% прибавку к мощности. Интеркулер же в состоянии обеспечить охлаждение потока воздуха до температуры в 50-60 градусов.

Кроме этого, несколько повышается экономичность мотора и экологические показатели, потому как сгорание смеси становится более эффективным. В итоге интеркулер заметно повышает мощность двигателя (прирост составляет порядка 20%). Лучше всего, если воздух в нем будет охлажден до той температуры, которая в конкретный момент на улице, однако такой агрегат будет слишком громоздким.

Однако у данного прибора есть и определенные минусы. Главный из них – создание барьера на пути воздушного потока. Это необратимо, потому как интеркулер охлаждает его. В результате давление наддува немного падает. Следовательно, для достижения наддувного эффекта тратится часть энергии, которая предназначена для этого самого наддува.

Типы интеркулеров

Существует 2 категории таких приборов. Они делятся в зависимости от типа охлаждения:

Воздушный тип

Наиболее распространенным является именно первый тип. Эта популярность объясняется его простотой. Такой агрегат представляет собой радиатор из труб и пластин, который монтируется между компрессором и коллектором.

В целях большего охлаждения конструкторы применили схему, согласно которой трубы изменяют направление (по длине). Благодаря этому общая площадь увеличивается, что способствует достижению цели. Что касается пластин, то они призваны заметно увеличить площадь агрегата и повысить теплоотдачу. Однако такая компоновка несколько снижает эффективность интеркулера. Дело в том, что большое количество изгибов создает дополнительные препятствия для воздушного потока, а это понижает давление.

Расположение такого прибора может быть разным. Как правило, его могут установить в следующих местах под капотом автомобиля:

1. За бампером – это расположение в центральной части. Для этого в бампере делается вырез;
2. Над мотором – в капоте приходится вырезать часть и делать специальный воздухозаборник;
3. Сбоку – это может быть боковая часть левого или правого крыла. Воздухозаборник нужно делать в крыльях.

Как правило, для изготовления таких радиаторов используется «крылатый металл», так как его теплопроводность на высоком уровне, но иногда интеркулеры могут быть и медными. Для каждого конкретного типа двигателя создается свой интеркулер. Это необходимо, потому как следует учитывать множество факторов, среди которых направление потока, площадь самого радиатора, внутреннее сечение труб и тому подобные аспекты.

Водяной тип

Данный вид конструкции гораздо эффективнее воздушного. Он намного компактнее, поэтому его можно установить практически в любом месте под капотом машины, где есть свободное пространство. Благодаря охлаждающей жидкости тепло отводится намного эффективнее, что означает гораздо большую производительность такого радиатора. Единственно, после нагрева этого интеркулера требуется больше времени для того, чтобы он остыл.

Но данная компоновка таит в себе не только достоинства. Без недостатков не обходится. К ним можно отнести более сложную конструкцию всего теплообменника. Ведь для его нормальной работы необходима установка дополнительных комплектующих: патрубков, воздушного радиатора, ЭБУ и водяного насоса. Все это называется двухконтурной системой охлаждения. Наличие всего этого оборудования делает такой интеркулер более дорогим и обременительным в эксплуатации и ремонте.

Такая сложность всей системы обусловила ее невысокую популярность, однако на тех моторах, где применение воздушного радиатора, в силу каких-либо причин, невозможно, происходит установка водяного типа. Яркий пример – двигатели TSI.

Материалы: http://avto-i-avto.ru/ustrojstvo-avto/interkuler-naznachenie-ix-tipy-i-princip-raboty.html

Водители, предпочитающие ездить на больших скоростях, выбирают машины, у которых двигатели оборудованы турбинным компрессором. Такая конструкция позволяет мотору приобрести дополнительную мощность и значительно быстрее набрать обороты. Но этот процесс характеризуется тем, что рабочий поток воздуха сильно нагревается, достигая иногда температуры 200° C, и его плотность значительно снижается.

Чтобы не происходило подобное явление, был придуман интеркулер — устройство между турбиной и двигателем. Найти краткий ответ на вопрос, что такое интеркулер, можно в любом техническом словаре. Но вряд ли это устроит любознательных водителей. Поэтому разберемся в предмете более обстоятельно.

Рассматриваемое устройство считается промежуточным охладителем. Оно реализует процесс снижения температуры наддувочного воздуха по двум схемам:

В первом варианте охладителем является поток встречного набегающего атмосферного воздуха. Система предусматривает наличие алюминиевых или медных труб, по которым проходит горячий воздух. Чтобы его охлаждение осуществлялось интенсивнее, трубы снабжают пластинами теплоотвода.

Воздушный интеркулер начинает продуктивно работать на скоростях выше 30 км/час. Устанавливают его на автомобилях, как правило, в следующих местах под капотом:

• впереди за бампером, в котором предварительно вырезают окно воздухозаборника;
• вверху над мотором;
• со стороны любого переднего крыла.

Самым эффективным считается вариант с передним и боковым расположением теплообменника. В этом случае его обдув происходит с большей мощностью, а установка осуществляется без особых сложностей. Примером могут служить такие бренды, как Mitsubishi Lancer Evolution, VW Touareg или Subaru Impreza WRX. Нужно заметить, что воздушные кулеры хорошо работают при габаритах значительных размеров, поэтому их целесообразней применять на грузовиках и других крупных автотранспортных средствах. Они более просты в конструкции и технологичней, чем жидкостные.

Благодаря работе инженеров над миниатюризацией воздушных интеркулеров, они стали чаще встречаться в новых моделях легковых автомобилей. Однако там, где воздушный охладитель перестает справляться со своими прямыми обязанностями, ему на смену приходит водяной аналог. Ответив на вопрос, зачем нужен интеркулер, и рассмотрев работу воздушных теплообменников, можно немного остановиться на особенностях водяных промежуточных охладителей.

Интеркулер на автомобиле

Принципиальное отличие водяного охладителя заключается в среде, которая снижает температуру воздуха, поступающего в турбокомпрессор. Этой средой может быть не только вода, но и такие вещества, как тосол, а в уникальных случаях — лед и даже жидкий азот.

Компактность конструкции интеркулера водяного типа позволяет применять его в тех марках машин, где не хватает места для внутренней установки воздушного теплообменника. В этом его первое преимущество. Следующее преимущество в том, что он намного эффективнее, так как жидкость интенсивнее поглощает тепло, чем воздух.

Вместе с этим здесь кроется и первый недостаток такой системы. Нагревшись, воде самой необходимо остыть, а для этого нужно время. Чтобы его сократить, требуется усложнять систему, встраивая в нее водяной насос, источник дополнительного питания, управляющий модуль, воздушный радиатор, патрубки и т.д. Такое большее количество технических добавок утяжеляет конструкцию, превращая ее, по сути, в систему двухконтурного охлаждения, которую не везде можно применить. В этом ее второй минус.

Поэтому, выбирая подходящий вариант, руководствоваться стоит следующими рассуждениями. Если вам позволяют технические возможности вашего авто, то лучше ставить дешевый и простой воздушный охладитель. В другом случае придется раскошелиться на более дорогой водяной интеркулер.

В среднем интеркулер снижает температуру нагретого воздуха до 50-60 градусов, что дает увеличение мощности двигателя на 20%. С целью еще больше увеличить мощность, интеркулеры последних моделей легковых машин спортивного класса стали оснащать водяными распылителями.

Не каждый может позволить себе приобрести уникальный охладитель типа HKS Intercooler, который стоит от 98 до 250 тысяч руб., в зависимости о моделей авто, на которых он применяется. Достаточно ограничиться покупкой товара стоимостью в 4000-5000 руб. и добавить своей машине 15-20 лошадиных сил. Чтобы эффект был постоянным, за интеркулером нужно ухаживать, чаще чистить его в зимнее время от дорожной грязи и соли, не допуская образования оксидных пленок, и беречь от различных дефектов.

Материалы: http://avtonov.com/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BA%D1%83%D0%BB%D0%B5%D1%80-%D0%B8-%D0%B7%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BC-%D0%BE%D0%BD-%D0%BD%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%BD/