Что такое интеркулер и зачем он нужен в машине
Интеркулер в автомобиле – это радиатор охлаждения сжатого турбокомпрессором воздуха. Это своего рода охладитель наддувочного воздуха в турбированных двигателях. Устанавливается не только в дизельных моторах, но и в бензиновых силовых агрегатах.
Наддувочный воздух – это атмосферный воздух, сжатый турбиной или компрессором до определенного давления. Он подается в камеры сгорания двигателя, что повышает эффективность сгорания дизеля или бензина, повышает мощность силового агрегата.
Сегодня подробно разберемся, зачем он нужен в автомобиле. На каких двигателях он устанавливается, что дает для дизеля и бензина. Как устроен и какие виды существуют. Недостатки и основные поломки.
Содержание:
- Зачем он нужен в машине
- Устройство
- Как работает
- Недостатки и возможные поломки
- Подведём итог
Зачем нужен интеркулер
Основное его назначение – охладить воздух после компрессора перед подачей его в двигатель авто.
А зачем охлаждать надувочный воздух?
Ответим на этот вопрос простым примером. Возьмём два одинаковых стакана с воздухом. Температура в одном будет 0 градусов, во втором – 100 градусов.
В стакане, где холодный воздух, молекулы будут двигаться медленно, редко сталкиваясь друг с другом. Они занимают меньший объем. Поэтому в этот стакан можно поместить больше воздуха, он будет плотнее.
В стакане с высокой температурой, скорость движения молекул воздуха большая. Они сталкиваются друг с другом с большей энергией, сильнее отталкиваясь от соседних молекул. Поэтому занимают они большой объём в стакане. Значит количество молекул меньше, и поэтому воздуха меньше.
Чтобы увеличить мощность двигателя, нужно подать в него больше топлива. А чтобы оно эффективно сгорало, нужно много воздуха добавить в смесь. Без увеличения объема камер сгорания это сделать не получиться. Поэтому в двигателях стали применять автомобильные турбины.
При помощи их удалось «вдуть» в цилиндры больше воздуха, чем мог «всосать» двигатель в такт впуска.
При сжатии турбокомпрессором, повышается температура воздушного потока. А так как горячей воздух более разряженный, то его нужно максимально охладить, чтобы он стал более плотным.
Для этого используют интеркулеры. Они охлаждают воздух после турбонагнетателя. И здесь не важно, для дизельного двигателя его применяют или для бензинового силового агрегата. Главное знать – он неотъемлемая часть турбомоторов.
К Содержанию…
Устройство интеркулера
По своей конструкции он похож на обычный радиатор системы охлаждения двигателя. Такие же трубки, те же самые ребра охлаждения, входной и выходной патрубок. Но в зависимости от типа, они отличаются по конструкции.
Бывают двух видов:
- Воздушного охлаждения, типа «воздух-воздух»;
- Жидкостные, типа «воздух-вода».
Первый вариант представляет собой обычный радиатор.
Только вместо антифриза по трубкам течет наддувочный воздух от турбины. Они (трубки) охлаждаются набегающим потоком наружного воздуха. Поэтому его устанавливают спереди автомобиля, перед штатным радиатором системы охлаждения двигателя.
Такой тип, в большинстве случаев, применяется в купе с турбокомпрессором.
Во втором типе – разогретый воздух охлаждается антифризом. По большому счету это уже не радиатор, а теплообменник. В таком интеркулере по трубкам течет охлаждающая жидкость, она омывается надувочным воздухом. Его не нужно дополнительно охлаждать набегающим потоком воздуха. Поэтому его можно располагать в любом месте под капотом.
Часто такие интеркулеры используют в связке с механическим компрессором (суперчарджером).
К Содержанию…
Как работает интеркулер
Во входной воздушный патрубок поступает нагретый воздух от турбины. Его температура может достигать 200 градусов.
Он проходит через трубки радиатора. Между ними расположены пластины, для увеличения площади охлаждения.
Набегающий поток ветра омывает эти пластины. Они отдают тепло трубок, по которым течёт наддувочный воздух. Происходит теплообмен и он охлаждается до температуры 90-140 градусов. Воздух после интеркулера поступает во впускной коллектор двигателя, а потом в камеры сгорания.
Жидкостный интеркулер имеет четыре патрубка – два для воздуха и два для жидкости. То есть, в трубки поступает жидкость из системы охлаждения мотора. Они обдуваются воздухом от нагнетателя. Проходя через них, он отдает тепло антифризу и двигает во впускной коллектор.
Иногда встречается автономная система охлаждения наддувного воздуха. В неё включены:
- Собственный водяной насос (помпа).
- Выносной радиатор интеркулера. Только в нём охлаждается уже не воздух, а антифриз.
- Теплообменник – как раз здесь происходит теплообмен между воздухом от турбины и охлаждающей жидкостью.
Хоть эта система дороже в обслуживании и ремонте, она более эффективная и не зависит от работоспособности системы охлаждения двигателя и чистоты её радиаторов.
К Содержанию…
Недостатки и возможные поломки
Недостатков немного, но они могут существенно повлиять на эффективность турбонаддува.
- Уменьшение сечение трубок в интеркулере машины. Это снижает скорость и давления воздуха, когда он проходит через узкие трубки радиатора. Это касается классического охладителя воздуха. В жидкостном, этот недостаток почти не ощутим.
- Засорение «сот» и повреждение ребер теплообмена в выносном радиаторе. Так как он находиться впереди всех остальных радиаторов, он первый встречает воздушный поток. А значит первый на себя принимает всю дорожную грязь. Чем сильнее он загрязнен, тем ниже эффективность охлаждения.
- Повреждение трубок радиатора снижет давление наддува, воздух после турбокомпрессора травиться в атмосферу.А повредиться трубки могут от камней.
- Жидкостные интеркулеры избавлены от многих подобных недостатков, но они грешат течью антифриза в воздушную полость теплообменника.
- Дополнительный вес в конструкции автомобиля. Его масса может достигать 20 кг. А если машина оснащена автономной системой – то дополнительная масса возрастает в разы.
Всё это снижает эффект турбонаддува. Поэтому нужно следить за чистотой и целостностью радиаторов охладителя наддувочного воздуха.
К Содержанию…
Подведём итог
- Для чего он нужен на турбированном движке? Снижает температуру вдуваемого воздуха, увеличивая его плотность. Тем самым повышается эффективность наддува.
- Где он устанавливается? Интеркулер ставиться на дизельном или бензиновом моторе с турбиной или механическим компрессором. Устанавливается он спереди авто, где все радиаторы. Или в любом месте, если он охлаждается жидкостью.
- Как он работает? Принцип работы такой же, как у радиатора охлаждения двигателя или теплообменника коробки передач, если речь идёт о жидкостном охладителе воздуха. Турбина «гонит» горячий воздух, он, проходя через трубки радиатора, охлаждается и поступает во впускной коллектор мотора.
- Из чего состоит? Из трубок и пластин охлаждения. Эти пластины увеличивают площадь теплообмена, поэтому надувочный воздух быстрее охлаждается.
Что такое интеркулер, зачем он нужен и как работает. Автоблог
В системе турбонаддува энергия выхлопных газов используется для вращения турбинного колеса, соединеного с рабочим колесом компрессора, который нагнетает воздух в рабочую камеру двигателя. Сжатие воздуха в компрессоре сопровождается его нагревом и, помимо этого, корпус нагревается выхлопными газами. Это тепло также передаётся воздуху, подаваемому в мотор компрессором. С другой стороны, он расширяется из-за нагревания. Такой наддув будет малоэффективным.
Для этого используется специальный теплообменник – интеркулер. Его устанавливают между компрессором и впускным коллектором мотора, и этом устройстве воздух охлаждается. Для отвода тепла могут использоваться потоки воздуха или жидкости.
Устройство и принцип работы воздушного и жидкостного интеркулеров
Интеркулер должен выполнять две важные функции – хорошо охлаждать очень горячий воздух и как можно меньше ослаблять силу его потока, иначе вся энергия, которая была передана ему в компрессоре, будет потрачена на преодоление сопротивления. Нагретый воздух через входной патрубок поступает во внутреннюю полость интеркулера, где делится на множество параллельных потоков, которые проще охладить. При этом воздух в теплообменнике движется по прямой, что помогает минимизировать потери давления. Тепло от горячего воздуха передаётся на теплообменные пластины, которые обдуваются внешним потоком воздуха. Таким образом тепло отводится от интеркулера.
Охлаждённый воздух от устройства поступает во впускной коллектор двигателя. Это простая и эффективная конструкция: каналы и пластины профилируются таким образом, чтобы обеспечить максимальный теплообмен при небольшом сопротивлении движению потока. В воздушных интеркулерах для отвода тепла может использоваться как обычный ветер, который возникает при движении автомобиля, так и принудительный обдув с использованием вентилятора.
В автомобиле воздушные теплоообменники устанавливаются чаще всего в передней части, перед радиатором, или в районе крыла. Водяной интеркулер устроен сложнее, но он отводит тепло эффективнее при меньших размерах. Для отвода тепла в интеркулерах этого типа используется жидкость, которая течёт по трубкам. Для эффективного теплообмена внутри корпуса предусмотрено множество пластин. Циркуляцию жидкости обеспечивает насос, который нагнетает её из бака в интеркулер.
В процессе работы воздух, который направляется к двигателю, охлаждается, а жидкость – нагревается.
Нагретая жидкость не будет хорошо отводить тепло: в этом случае жидкость придётся охлаждать. Для этого устанавливается дополнительный радиатор.
Полученная система охлаждения работает следующим образом:
- Нагретый сжатый воздух поступает в корпус интеркулера, где передаёт тепло на пластины.
- Отвести тепло от пластин помогает жидкость, циркуляция которой обеспечивается насосом.
- Нагретая жидкость охлаждается в радиаторе.
- Охлаждённый воздух поступает к двигателю.
Подбор интеркулера и его эксплуатация
Каждый теплообменник способен рассеять определённое количество тепла, поэтому интеркулер следует подбирать в зависимости от характеристик двигателя и его системы турбонаддува. Разные модели могут отличаться формой каналов и пластин: одни обеспечивают лучший теплообмен, другие – меньшее сопротивление. В процессе эксплуатации нужно следить за герметичностью контура интеркулера. Воздушный интеркулер нужно очищать от загрязнений, так как пыль и грязь ухудшают циркуляцию охлаждающего потока, а значит, будет ухудшаться и эффективность теплообмена.
При использовании водяного интеркулера нужно контролировать уровень жидкости в баке, следить за исправностью насоса и герметичностью трубопровода. Система турбонаддува без интеркулера малоэффективна, поэтому теплообменник используется во всех современных системах наддува. В автомобильных двигателях воздушные теплообменники используют чаще, чем водяные, хотя и последние находят применение. Водяные интеркулеры распространены в двигателях тепловозов и водного транспорта.
paracels
Автор: paracels
Читайте также:
andres500
/ ~3 мин. на прочтение
Что вы должны искать в ядре интеркулера?
Прежде всего, для тех из вас, кто не знает, интеркулер или доохладитель — это теплообменник, который помогает охлаждать воздух, сжатый нагнетателем или турбокомпрессором. В случае с турбонаддувом промежуточный охладитель устанавливается между компрессором и корпусом дроссельной заслонки. Поскольку давление и температура пропорциональны, чем выше давление, тем выше температура.
Почему холодный воздух лучше?Основная причина в том, что более холодный воздух плотнее, а чем плотнее воздух, тем больше мы можем поместить в цилиндры. Поскольку воздух, выходящий из компрессора, очень горячий, важно охладить его, тем самым увеличив количество кислорода на единицу объема. И все мы знаем, что чем больше кислорода, тем больше мощность.
Еще одна причина, по которой вы хотите охладить этот воздух, — это снижение температуры цилиндров.
Более высокие температуры цилиндров облегчают воспламенение воздушно-топливной смеси и могут вызвать неравномерное сгорание или детонацию (детонацию).
В настоящее время почти все автомобили с турбонаддувом поставляются с заводским интеркулером. Тем не менее, инженеры OEM скованы стоимостью, размером и весом. Из-за этого они будут использовать промежуточный охладитель, который соответствует минимальным требованиям для работы с заводскими уровнями наддува и воздушным потоком. Большинство этих интеркулеров OEM очень тонкие, в них используются пластиковые торцевые баки, а в некоторых случаях они даже расположены в зонах удобства, а не максимальной производительности.
Например, WRX и STI, а также Mazdaspeed 3 и 6 используют промежуточный охладитель с верхним креплением (TMIC). Причина этого в том, что TMIC будет более отзывчивым, чем промежуточный охладитель с передним креплением (FMIC), из-за более короткого трубопровода и меньшего объема системы.
Это также гораздо более экономично и проще в упаковке.
Недостатком TMIC является то, что он очень тонкий и быстро нагревается. Это усугубляется его расположением над двигателем, где на стоп-сигналах постоянно поднимается тепло. В определенный момент интеркулер будет практически бесполезен из-за удержания тепла. Как только TMIC нагреется, ему потребуется некоторое время на охлаждение, чтобы вернуть его в рабочий диапазон.
Но то, что интеркулер с завода расположен спереди, не означает, что он стал лучше. Как мы видели на примере Focus ST, заводской FMIC быстро поднимается до температуры в диапазоне от 160 до 180. Причина, по которой это происходит, связана с основным дизайном и размещением. Он размещен за ограничительной заводской решетчатой затворной системой, и представляет собой очень тонкий и очень короткий сердечник. Поскольку у него такая маленькая площадь поверхности, он не может так быстро обмениваться теплом и очень быстро нагревается.
На этом графике вы можете увидеть FMIC cp-e Delat Core по сравнению со стандартным FMIC на Focus ST.
Говоря о площади поверхности, это один из наиболее важных аспектов конструкции промежуточного охладителя. Тем не менее, это не относится конкретно к видимой стороне интеркулера. У вас также есть конструкция сердечника, конструкция охлаждающих ребер, плотность охлаждающих ребер и конструкция концевого резервуара. Все эти вещи могут увеличить площадь охлаждающей поверхности и сыграть большую роль в том, как интеркулер будет работать.
Объяснение конструкции сердечника
Начнем с конструкции сердечника. Существует два основных типа конструкции сердечника промежуточного охладителя: трубчато-ребристый и пластинчато-ребристый. Трубка и ребро распространены в OEM, потому что они дешевле и проще в производстве. Это также обеспечивает большой поток воздуха через ядро, что способствует охлаждению других элементов, которые могут быть расположены за промежуточным охладителем, таких как радиаторы и конденсаторы переменного тока. Трубчатые и ребристые промежуточные охладители также обычно имеют более низкий перепад давления в сердечнике, что помогает с реакцией дроссельной заслонки.
На вторичном рынке обычно предпочитают пластинчатые промежуточные охладители из-за их более высокой охлаждающей способности. Хорошо спроектированный пластинчатый промежуточный охладитель может охлаждать лучше, чем интеркулер с трубчатым и ребристым охлаждением, при минимальном, если таковое вообще имеется, падении давления на сердечнике.
После того, как вы определились с основным дизайном, вы должны посмотреть на его структуру. Плотность ребер и конструкция являются самым важным фактором в охлаждающей способности промежуточного охладителя. Ребра с низкой плотностью не будут охлаждаться так же эффективно, как конструкция с более высокой плотностью. Однако, если вы сделаете слишком плотным, вы улучшите охлаждающую способность за счет увеличения перепада давления.
Трубка и ребро 0008
Хорошим примером этого является конструкция Treadstone TR8 и Treadstone TR8L.
TR8 имеет внутреннюю ребристую структуру с более высокой плотностью, что позволяет ему охлаждаться более эффективно, чем TR8L. Однако, поскольку TR8L имеет менее плотную структуру ребер, он имеет меньший перепад давления. Таким образом, TR8 предназначен для приложений с более высоким наддувом, где перепад давления не так важен, а управление теплом более важно. TR8L лучше подходит для приложений с низким наддувом с большими турбинами, которые имеют гораздо более высокий поток.
Какой промежуточный охладитель лучше для меня?
Ответом на этот вопрос является применение. Вы должны сопоставить интеркулер с вашим конкретным приложением. Дешевый сердечник интеркулера, который не имеет хорошей реберной структуры, не будет большим улучшением и лучше всего подходит для автомобиля, которому не нужно много охлаждения. Если вы работаете с высоким наддувом, вам понадобится интеркулер, который может поддерживать его и сохранять воздух прохладным. Если вы не нагреваете этот воздух с более высоким давлением, тогда ищите сердечник, который может пропускать больше воздуха с меньшим перепадом давления
3 причины обновить интеркулер
Итак, вы хотите обновить интеркулер? Есть несколько преимуществ установки вторичного интеркулера, и я расскажу о них в этом коротком, но подробном посте.
Если вы еще не знаете, я уже модернизировал интеркулер моего внедорожника в большой плохой интеркулер Greddy, чтобы обеспечить моему двигателю плотный прохладный воздух для максимальной производительности. И большинство моих зрителей спрашивает меня о преимуществах такого обновления.
Итак, чтобы дать вам ответы на подобные вопросы в будущем, я пишу эту запись в блоге, чтобы помочь вам, ребята, получить более глубокое представление о моем собственном опыте модернизации интеркулера.
Я приведу вам три причины, по которым вам следует заменить штатный интеркулер на большой послепродажный, а также приведу некоторые недостатки, чтобы вы получили общую картину и решили, подходит вам это обновление или нет.
Что такое интеркулер и как он работает?
Турбоинтеркулер или просто «интеркулер» — это устройство, помогающее снизить температуру воздуха, поступающего в двигатель. Интеркулеры используются как в автомобилях с наддувом, так и в автомобилях с турбонаддувом, поскольку их двигатели слишком быстро перегреваются.
Я уже обсуждал, как работает система впуска воздуха, прочитайте этот пост здесь, чтобы быстро понять, почему воздух является важным фактором в мощности двигателя.
Когда воздух всасывается через воздухозаборную трубу, он поступает прямо в турбокомпрессор, сжимая его, создавая высокое давление наддува, которое обеспечивает двигателю большую мощность. Однако этот воздух настолько горячий, что ему необходимо остыть, прежде чем он попадет в двигатель.
Введите промежуточные охладители, которые помогают предотвратить взрыв двигателя от перегрева, поскольку он охлаждает сжатый воздух, повышая его плотность, что приводит к более богатому соотношению воздух-топливо в главных цилиндрах двигателя.
Он выполняет ту же функцию, что и радиатор системы охлаждения вашего автомобиля, который представляет собой устройство с воздушным охлаждением.
Модернизация интеркулера – 3 причины, почему этот мод для вас На самом деле, есть предостережение, когда дело доходит до этого убеждения.
Итак, без лишних слов, вот 3 причины, по которым вам следует обновить штатный интеркулер.
Мощность не добавляется, но…Вопреки большинству убеждений, ваш двигатель не получит дополнительной мощности только за счет модернизации интеркулера. Да, вы правильно прочитали, это не добавляет мощности, так что перестаньте спрашивать, ха-ха.
Позвольте мне немного объяснить. Ваш двигатель имеет выходную мощность, на которую он рассчитан. Тем не менее, двигатели естественным образом теряют или уменьшают свою выходную мощность с течением времени, и есть много причин, по которым это происходит. Одной из таких причин является то, как двигатель эффективно использует топливо.
Таким образом, используя более крупный промежуточный охладитель вторичного рынка, вы снабжаете свой двигатель более холодным и плотным воздухом, который помогает улучшить соотношение топлива и воздуха при сгорании, тем самым повышая топливную экономичность вашего двигателя.
Эффективный двигатель даст вам больше энергии и мощности, таким образом обеспечивая «ощущение» увеличения мощности при установке вторичного интеркулера. Но на самом деле у вас уже есть эта сила, и вы только что сделали свой двигатель более эффективным, чтобы высвободить эту скрытую силу.
Вот почему владельцы, впервые заменившие интеркулер на неоригинальный, заметили умеренное увеличение расхода топлива. Это потому, что ваш двигатель теперь может сжигать больше топлива, чтобы компенсировать насыщенный воздух, поступающий в камеру сгорания. Это дает больше мощности, так как вы можете максимально использовать свое топливо.
Это естественно, и не думайте, что ваш двигатель стал более требовательным к топливу. Это нормальный расход топлива вашего автомобиля. Я испытал это на себе, поэтому у меня есть понимание этого из первых рук.
Итак, модернизация интеркулера не добавит лошадиных сил, но может сделать ваш двигатель более эффективным, что поможет вашему двигателю высвободить больше мощности.
Как упоминалось выше, промежуточный охладитель большего размера может значительно снизить температуру воздуха, чем интеркулер OEM. Более холодный воздух более плотный, чем горячий, а это означает, что в том же объеме воздуха будет больше кислорода.
Это улучшает сгорание и производительность вашего двигателя.
Почему? Потому что более горячий воздух может вызвать преждевременное зажигание или более известный как стук или звон. Этот стук приводит к значительному износу различных компонентов двигателя, что со временем может привести к отказу двигателя. Таким образом, охлаждение воздуха, поступающего из турбонагнетателя, значительно снижает вероятность детонации двигателя.
Кроме того, поскольку он помогает вашему двигателю получать прохладный воздух, он значительно улучшит ваши характеристики на дрэг-стрипе или гоночной трассе без потери мощности. Это связано с тем, что ваш двигатель менее чувствителен к перегреву, поэтому он может выдерживать более тяжелые нагрузки, получая при этом удовольствие от вождения.
Тюнинг двигателя и апгрейд интеркулера – Идеальный мод!
Как упоминалось выше, модернизация интеркулера — это один из способов сделать ваш автомобиль стильным, агрессивным и повысить его производительность.
Однако простая послепродажная установка не даст вашему двигателю такой невероятной мощности, несмотря на увеличенный воздухозаборник.
Но реальная польза от замены оригинального интеркулера на более крупный послепродажный интеркулер заключается в том, что вы сочетаете его с настройкой двигателя. Да, перенастройка ECU — это решение, позволяющее высвободить больше мощности из вашего двигателя!
Так что отправляйтесь в ближайшую мастерскую по настройке ЭБУ, отдайте свой двигатель профессионалу и установите новый промежуточный охладитель большего размера.
Каковы возможные недостатки модернизации интеркулера?
Ну, если есть преимущества, есть и некоторые недостатки, которые вы должны знать, прежде чем проходить эту модификацию.
Во-первых, это, конечно, стоимость! Некоторые автомобили с турбонаддувом могут стоить от 100 долларов в зависимости от марки и типа интеркулера. Но в среднем вы можете потратить 500 долларов и больше при установке вторичного интеркулера.
Следующим недостатком является возможная турбо задержка. Хотя это спорно, я испытал это на себе после того, как установил передний интеркулер на свой внедорожник. В то время как отставание часто не ощущается на скорости шоссе, оно чаще возникает на улицах, особенно если вы хотите немного ускориться.
Я смог свести на нет это, просто используя контроллер дроссельной заслонки, который устраняет задержку дроссельной заслонки и улучшает отклик. Вот почему настройка двигателя может действительно принести пользу обновлению интеркулера.
Еще один недостаток, который я вижу, заключается в том, что вы уменьшаете количество воздуха, поступающего к вашему радиатору. Это особенно актуально для передних интеркулеров, которые устанавливаются перед радиатором.