Интеркулер, что это? Установка и работа

Все автомобили – это набор деталей, механизмов, которые при грамотной установке работают слаженно и стабильно. Например, между компрессором и впускным коллектором располагается радиатор, который называется так: интеркулер. Что это, знает тот, кто занимается ремонтом своей машины самостоятельно. Зачем нужен этот элемент, попробуем разобраться.

Обмен теплом должен проходить правильно

Главное назначение интеркулера – это извлечение тепла из воздушного потока, который в процессе сжатия в компрессоре нагревается. То есть чем лучше удаляется это тепло, тем качественнее работает теплообменник. Чтобы турбосистема с промежуточным охлаждением была правильно собрана, очень важно по максимуму использовать полезные свойства описываемого прибора. Кроме того, грамотная установка интеркулера станет залогом того, что в процессе эксплуатации автомобиля не будет возникать проблем. Создавая этот агрегат, нужно учитывать несколько критериев, главные из которых следующие:

• максимальное отведение тепла;
• минимальные потери давления турбонаддува;
• увеличение инерции воздушного потока.

Как работает охладитель потока воздуха?

За то, чтобы из системы тепло отводилось грамотно и своевременно, отвечают пластины и оболочки в теплообменнике. Они же составляют площадь теплообменника, от которой зависит эффективность работы интеркулера. Правда, не стоит думать, что если площадь будет в два раза больше, то и КПД агрегата увеличится вдвое. А вот если сделать площадь теплообменника больше на десять процентов, то ровно на столько же станет выше КПД. Чтобы понять, как работает интеркулер, что это за прибор, важно знать особенности его устройства.

Так, через него проходит воздух, и если делать это ему сложно, то и тепла будет теряться немало. С другой стороны, важно избегать больших потерь давления наддува. Для компенсации затрудненного протекания воздуха через наше устройство нужно позаботиться о том, чтобы внутреннее проходное сечение было большим: это позволит задержать воздух в интеркулере и снизить воздушный поток. Соответственно, давление будет теряться на приемлемом уровне. Таким образом, выбирая этот агрегат, стоит заботиться о низких внутренних потерях давления.

Важен внутренний объем

Работа интеркулера будет стабильной, если он правильно выбран. Итак, объем внутри этого прибора должен заполняться воздухом полностью, причем до того, как во впускном коллекторе возникнет давление. Именно объем является одним из параметров, которые должны быть оптимизированы при создании грамотной системы промежуточного охлаждения. Этот показатель можно рассчитать следующим образом:

• внутренний объем интеркулера делится на объем воздушного потока;
• умножаем полученную сумму на два (это число взято приблизительно: то есть получается, что воздушный поток на пути к ускорению удваивается).

При проектировании интеркулера важно учесть максимальные возможности системы отвести теплоту от надувочного воздуха, чтобы при этом не снизить давление наддува и не мешать давлению воздуха нарастать.

Мощность и эффективность - главные показатели

Система охлаждения в автомобиле должна работать слаженно. Для этого нужно знать, сколько мощности теряется при потере давления интеркулера. Соотносим показатель абсолютного давления с прибором и без него. Стоит также помнить, что вовсе не обязательно восстанавливать потерянную мощность, поскольку в этом случае станет выше давление во выпускном коллекторе, что приведет к повышению реверса выхлопных газов в камеру сгорания и увеличению температуры в ней.

Для расчета эффективности интеркулера нужно провести сравнение повышения температуры воздуха, которое вызывает работа турбины, и понижения температуры, которое вызывает охладитель. Сегодня можно купить два типа этого устройства: "воздух-воздух" или "воздух-вода". Более простой конструкцией является первый вариант, при этом он же отличается более высоким КПД на высокой скорости. Кроме того, у него выше надежность, да и обслуживать такой прибор значительно проще. Интеркулер типа "воздух-вода" показывает хороший КПД при низкой скорости, при этом имеет сложную конструкцию и стоит дороже. Но в то же время патрубок интеркулера "воздух-воздух" подводится сложнее, агрегату нужно больше пространства, поэтому такой прибор подойдет не для каждого автомобиля.

Сбалансированный интеркулер: какой он?

Чтобы охладитель был оптимально сбалансированным, важно, чтобы он отвечал некоторым требованиям:

1. Внутреннее проходное сечение должно быть хорошим. Именно сечение ядра теплообменника сказывается на том, сколько будет теряться давления при прохождении воздуха. Вычислить правильное сечение практически невозможно, но можно хотя бы предугадать, каким оно должно быть. Например, можно использовать турбулизаторы, которые не дают воздуху прижаться к стенкам агрегата и передать ему тепловую энергию. От плотности турбулизаторов зависит и улучшенный теплообмен, и низкие потери потока.

2. Большую роль играют размеры ядра. Чем короче каналы, по которым проходит воздух, тем ниже будет проходное сечение.

3. Лобовая площадь, отражающая количество окружающего воздуха, способствует охлаждению надувного воздуха. Соответственно, чем больше окружающий воздух по массе, тем выше будет охлаждающая способность интеркулера.

4. Обтекаемость формы ядра. От этого параметра зависит свободное перемещение воздуха по прибору, при этом чем легче воздух, тем больший его объем пройдет через интеркулер (что это напрямую отразится на охлаждающем эффекте, сомнений нет).

5. Характеристики охладителя можно улучшить за счет каналов, которые будут подводить охлаждающий воздух. Специалисты считают, что, используя хороший канал, можно достичь увеличения КПД теплообменника примерно на 20%.

6. Количество и скорость воздушного потока зависят и от того, какого размеры и формы трубы.

7. Влияют на стабильность работы интеркулера такие показатели, как изгибы и переходы секций, а также наличие патрубков. Кстати, любой изгиб в системе – это потенциальная возможность потери потока. А если патрубки соединены негерметично, то будет теряться давление наддува.

Где размещается радиатор интеркулера?

Обычно этот агрегат находится в свободном пространстве, где много места. Главное –не устанавливать его в моторный отсек или позади радиатора охлаждения, поскольку давление наддува будет низким, воздух не будет прогреваться. В таких случаях охладитель выступает как своеобразный промежуточный нагреватель. Стоит помнить, что нагрев интеркулера от тепла под капотом может привести к серьезным проблемам. Поэтому нужно изолировать этот агрегат и продуманно размещать все трубы. Как правило, интеркулер воздушного типа устанавливается в свободном месте, например, за передним бампером по центру, над двигателем под капотом или в боковой части крыльев (с любой стороны).

Основные проблемы при эксплуатации

Одна из серьезных проблем – масло в интеркулере. Такие ситуации могут быть вызваны тем, что изнашиваются втулки турбины, которую, кстати, можно отремонтировать. Кроме того, подобная проблема может возникнуть в связи с тем, что при высоких оборотах двигатель даже в новой турбине может пропускать масло во впускной канал. За время эксплуатации масла в интеркулере может набраться очень немало, но эта проблема легко решаема – нужно всего лишь прочистить агрегат.

Каждому автомобилю – свой интеркулер

Сегодня очень распространено создание охладителя под конкретный двигатель. Например, интеркулер "Ниссан" для каждой модели этой марки подходит разный. Поэтому, выбирая охладитель, нужно учитывать множество деталей: фронтальную площадь теплообменника и его толщину, направление потока, внутреннее проходное сечение и многое другое. В то же время новые автомобили "Ниссан" оснащаются "чистыми" двигателями, на которые не ставится ни интеркулер, ни турбонаддув.

Интеркулер "Мерседес" представляет собой теплообменник, который снижает температуру проходящего сквозь него воздуха. В большинстве моделей данной марки теплообменник располагается в передней части отсека для двигателя и обдувается естественным образом во время движения транспортного средства.

Зачем нужен интеркулер?

Что это, спросят многие – очередной наворот в машину или действительно необходимая вещь? И стоит ли его устанавливать? Большинство специалистов сходятся во мнении, что для двигателей с турбонаддувом он необходим. К тому же сегодня можно выбрать самые разные конфигурации этого устройства, которые, правда, никоим образом не влияют на эффективность его работы. То есть любые эстетические изыски, скажем, какая-то оригинальная форма или дизайн ресиверов интеркулеров, роль играют больше декоративную, нежели функциональную.

Специалисты также советуют выбирать агрегаты, изготовленные из тонкого листового металла, поскольку он будет способствовать максимальному сохранению тепла. Выбирать тип интеркулера следует в зависимости от того, каковы специфические особенности имеющейся турбины.

Материалы: http://fb.ru/article/132164/interkuler-chto-eto-ustanovka-i-rabota-interkuler-na-nissan-i-mersedes

Двигатели, оборудованные системой турбонаддува, инженеры постоянно стараются ещё более усовершенствовать. Для этого они вносят изменения в конструкцию двигателя и турбины либо используют какие-то дополнительные устройства. Одним из основных фундаментальных устройств такого типа является интеркулер.

При турбонаддуве всасываемый воздух сильно сжимается. Естественно, при сжатии увеличивается плотность, температура воздушной смеси также серьезно увеличивается (почти до 200 градусов по шкале Цельсия). Дополнительно воздух греется самим турбокомпрессором (его температура увеличивается отработанными газами). При увеличении температуры происходит обратный процесс: плотность воздуха понижается. Как следствие давление при наддуве понижается. Именно для снижения этой температуры и используется интеркулер. Он способен понизить её на 50-60 градусов. Цилиндры больше наполняются воздухом, мощность автомобиля растет. Считается, что при снижении температуры на каждые 10 градусов, — мощность растет на 3 %. Интеркулер способен увеличить мощность двигателя авто ориентировочно до 20 %. При этом снижается вероятность детонации отходящих газов.

Интеркулер конструктивно монтируют между впускным коллектором и компрессором. Устройство представляет собой теплообменник, который состоит из сложной системы трубок и пластин, изготовленных из алюминия или меди, которые имеют большую теплопроводность и теплоотдачу. Трубки имеют витиеватую структуру, это увеличивает общую длину, по которой проходит воздух. Пластины увеличивают площадь поверхности и обеспечивают лучшую теплоотдачу. Чтобы воздух лучше распределялся в трубках, применяют конечные резервуары. Они приварены по краям.

На фотографии интеркулер установленный над двигателем Subaru

Интеркулер с воздушным охлаждением, как правило, устанавливают под капотом автомобиля в таких местах:

1. за передним бампером. В бампере вырезают воздухозаборник (самый популярный и эффективный способ);

Кроме этого, существуют интеркулеры с жидкостным (как правило, водяным) охлаждением. Хотя есть и уникальные конструкции с охлаждением жидким азотом или льдом. В сравнении с воздушным он имеет более сложную конструкцию. Кроме водяного теплообменника, тут имеются такие элементы: водяной насос, управляющий модуль, воздушный радиатор и система патрубков.

При этом интеркулер водяного типа имеет ряд существенных преимуществ: во-первых, он более компактный (можно устанавливать где угодно под капотом, не требуются воздухозаборники), во-вторых, процессы охлаждения эффективнее и быстрее, чем при воздушном охлаждении. Правда, когда охлаждающая жидкость нагревается, эффективность падает. Вместе с системой охлаждения двигателя водяной интеркулер образует двухконтурную систему охлаждения.

• площадь теплообменника. Чем больше общая площадь всех трубок и пластин, тем больше эффективность интеркулера. При этом для каждого двигателя есть определенное оптимальное значение площади, после которого любое её увеличение приводит к незначительному росту КПД;

Существуют интеркулеры для различных моделей автомобилей. Например, фронтальный интеркулер для отечественных ВАЗов можно купить за 3500?5400 рублей. Цена зависит от диаметра входного патрубка, размеров рабочей области, качества изготовления и производителя. ВАЗовский интеркулер с жидкостным охлаждением стоит порядка 5000?7000 рублей.

Стоимость интеркулеров для иномарок, конечно повыше. К примеру, установка для VW Jetta или Audi A3 будет стоить порядка 50 000 рублей.

На фотографии интеркулер для NISSAN GT-R R35, цена — 262 тысячи рублей.

Для спортивных автомобилей интеркулеры и вовсе очень дорогие. Например, уникальный комплект HKS Intercooler для SUBARU IMPREZA GRB обойдется вам в 120 000 рублей, для MITSUBISHI EVO 8 — в 98 000 руб., TOYOTA SUPRA — 118 000 руб., NISSAN GT-R R35 — от 250 000 руб. и более!

Материалы: http://fastmb.ru/autoremont/432-interkuler.html

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

Comments 10

есть какие нибудь темы о выборе диаметра паипинга?)

Все верно.Только уточню-для мотора важен не воздух, а кислород. В одном и том же объеме воздуха, но при разных температурах содержится разное количество кислорода.Следовательно чем холоднее, тем больше кислорода содержится, т.к плотность выше…

ты хоть знаеш какая доля кислорода в атмосфере ?

Материалы: http://www.drive2.com/c/1913045/