Интеркулер. Назначение, принцип действия, особенности замены.
Интеркулер - устройство для охлаждения воздуха в автомобилях с турбированным мотором. Какие бывают виды интеркулеров? Как они работают? Как произвести установку узла? На эти и ряд других вопросов дает ответ наша статья.
Стоимость ремонтаНайти запчасть


Разработчики автомобилей редко останавливаются на достигнутом. Они регулярно решают задачи, направленные на повышение мощности двигателя, улучшение его экологичности и снижение расхода. Все эти параметры, как правило, связаны между собой. Качественное сгорание топлива приводит к уменьшению «прожорливости», повышению мощности мотора, и улучшению состава выхлопа. При этом в авто с турбинами одним из главных  помощников является интеркулер.



Назначение

В турбированном двигателе рост давления неизбежно приводит к повышению температуры воздуха. Если поток не охладить и подать раскаленный воздух во впускной коллектор, то может возникнуть целый ряд проблем:

  • Снижение мощности двигателя. Причина - более низкая плотность горячего потока и, как следствие, низкое содержание кислорода. Обеденная смесь воспламенятся намного хуже;

  • Разрушение силового узла или появление серьезных проблем в работе. Причина - раннее возгорание подготовленного воздуха из-за его высокой температуры. Итогом может стать сильная детонация.

Задача интеркулера - охладить поток воздуха, гарантировав таким способом нормальную мощность силовому узлу. Но охлаждение - не единственное действие интеркулера. Одновременно с этим он снижает давление наддува, что влияет на мощность последнего.

Главный критерий оценки - способность интеркулера забирать тепло. Идеальной является ситуация, когда устройство охлаждает воздух до окружающей температуры (эффективность - 100%). В реальности уровень эффективности - 70-80%.

Если говорить в более точных цифрах, то интеркулер охлаждает проходящий воздух где-то на 50-70 градусов Цельсия. Если верить исследованиям, то снижение температуры уже на 10 градусов приводит к росту мощности на 3-5%. Одновременно с этим повышается экономия, улучшается качество сгорания топливной смеси, снижается объем вредных выбросов. При правильной работе интеркулера мощность  мотора можно поднять до 20-25%.

В использовании интеркулера есть и минусы. В процессе охлаждения устройство неизбежно препятствует наддуву, частично блокируя поступление воздуха. Как следствие, снижается давление наддува и уменьшается его эффективность.



Виды и принцип действия

Интеркулеры бывают следующих видов:

1. Система «воздух-воздух». Такой вид интеркулеров пользуется наибольшей популярностью. Главные причины - надежность, простота. Особенность - охлаждение с помощью потока воздуха, что говорит о низкой эффективности устройства.

Качество интеркулера определяется по его размеру. Чем большие габариты имеет устройство, тем на лучшее охлаждение можно рассчитывать. Главная проблема - размещение громоздкой системы под капотом. Если же это и удается сделать, то при условии серьезных трат.

Интеркулер с системой «воздух-воздух» может быть как заводским, так и самодельным (тюнингованный вариант). Популярность обусловлена простой конструкции и надежностью работы. Конструктивно устройство состоит их трубы и радиатора, разделенного на множество пластин. Проходя через данный радиатор, воздух охлаждается и идет дальше в систему. Эффективность повышается за счет создания дополнительной турбулентности внутри. В качестве основного материала выступает алюминий, отличающийся своей стойкостью к коррозии и надежностью.

Интеркулеры «воздух-воздух» можно охарактеризовать по двум ключевым параметрам:

  • снижению уровня давления при прохождении воздуха через устройство (часто отражается в виде падения мощности мотора);
  • результату охлаждения, то есть уровню снижения температуры после прохождения интеркулера.

Несмотря на свою простоту, данный вид «охладителей» показывает низкую эффективность из-за применения для охлаждения окружающего воздуха.

2. Система «вода-воздух». Интеркулеры, работающие на таком принципе, встречаются немного реже. В сравнении со своими «собратьями» они имеют ряд преимуществ. Главный плюс- компактность, обусловленная возможностью монтажа небольшого теплообменника. Последний установлен под капотом около компрессора.

Принцип действия основан на охлаждение потока воздуха с помощью охлаждающей жидкости (может использовать вода). Отобранное тепло идет к радиатору и рассеивается в окружающем воздухе.

В состав интеркулера «вода-воздух» входят следующие элементы - теплообменник, радиатор, насос, блок управления и необходимые трубки.

Данный вид устройства можно использовать и на обычных авто. Плюс устройства - не только компактность, но и эффективность охлаждения, благодаря применению жидкости в качестве охладителя.

Если давление поддерживается на постоянном уровне, то параметр теплового коэффициента составляет около 1.01. Этот же параметр для воды - 4.18. Следовательно, каждое увеличение температуры воздушного потока на один градус способствует поглощению четырех градусов тепла. Интересен тот факт, что чистая вода более эффективна в качестве охладителя. Если же добавить в состав антифриз, то качество охлаждения снижается от 6 до 23%.

Теплообменник построен так, что его воды достаточно для снижения общей температуры воздуха наддува. Поток ОЖ попадает в теплообменник еще до момента, когда начинает работать насос. Как следствие, воздух идет в коллектор уже охлажденным. Вот почему система «вода-воздух» отлично подходит для ежедневного применения. Минус лишь в том, что вода имеет свойство нагреваться, а охлаждение инерционно. Как следствие, иногда приходится подождать.



Особенности установки

Будьте внимательны. Неправильный выбор места крепежа может привести к еще большему нагреву системы. Чтобы избежать данной проблемы, внимательно осмотрите все подводы, отводы и патрубки. Особое внимание уделяйте трубкам ядра. Наличие трещин - повод задуматься о необходимости замены.

Перед монтажом все осмотрите и очистите от лишних масляных загрязнений. При этом не забывайте, что для турбодизеля высокая температура под капотом - норма.

Многие ставят охладитель прямо в моторном отсеке. Данный подход в корне не верен. Если применяется интеркулер «воздух-воздух», то монтаж лучше организовать как можно дальше от двигателя. Кроме этого, не размещайте систему прямо за радиатором охлаждения, где воздух уже раскален до температуры 50-60 градусов Цельсия.

Лучшее место для монтажа - перед основным радиатором. Преимущество такого выбора - максимальная эффективность охлаждения, ведь на устройство воздействуют мощные воздушные потоки. Главный минус - снижение объемов воздуха, поступающих к радиатору автомобиля. Во избежание проблем может понадобиться несущественная оптимизация мотора.

Двигатель - отличный подсказчик при монтаже интеркулера. Если мотор установлен вертикально, то и монтаж интеркулера нужно производиться по такому же принципу. При этом не стоит располагать патрубки в верхней части (это может привести к конденсату). Также запрещено попадание масла на интеркулер, ведь это неизбежно приведет к загрязнению устройства, снижению его эффективности и постепенному выходу из строя.

Для авто со спортивным «характером» установку лучше производить горизонтально (прямо над радиатором). В этом случае можно рассчитывать на дополнительную мощь для силового узла. Здесь же необходимо иметь дополнительную отдушину на капоте для лучшей циркуляции воздуха.

Немаловажный момент - трубы охладительного устройства. Для дизельных моторов характерный диаметр - 5 сантиметров на выходе. Что касается входа в компрессор, то здесь диаметр может быть выше - до 8 сантиметров.

Во время движения не исключена сильная вибрация турбины и двигателя, поэтому качественная фиксация устройства обязательна. В трубе предусмотрите специальный сгиб, который можно выполнить из силикона или резины. Возвратный механизм нужно изолировать. Для этих целей применяется алюминиевая лента или стекловолокно.

Есть мнение, что от размера интеркулера зависит его эффективность. Практика показывает, что лучше выбрать более компактное устройство, но с условием правильной установки. В случае, когда поломка обнаружилась уже после монтажа (к примеру, после нажатия педали газа), стоит проверить правильность установки и настройки всех узлов. Часто проблемы вызваны ошибками в установке турбины или других устройств.

Все большую популярность получают интеркулеры, работающие по системе «вода-воздух». Но здесь есть несколько нюансов монтажа:

  • В качестве охлаждающего устройства можно взять радиатор от кондиционера или масляный радиатор. Одно из ключевых требований - мощность. Она должна быть, как минимум, выше по мощности, чем теплообменник. К примеру, для теплообменника на 4 кВт монтируется радиатор с размером в 4,5*3,5*3 сантиметра.

  • Функцию циркуляции воды берет на себя электрический насос. Его производительность должна зависеть от скорости наддува. Можно сделать все таким образом, что помпа будет включаться по времени или при изменении позиции заслонки дросселя. Сами насосы продаются в двух вариантах - с диафрагмой и с крыльчаткой. Вариант насоса с диафрагмой отличается большим давлением и высокой шумностью. Монтаж таких устройств стоит делать с помощью резинок.

  • Управление. Важный момент - обеспечение срабатывания насоса. Здесь есть несколько вариантов:

а) запускать или отключать помпу с учетом давления. Если наддув применяется часто, но включается на небольшие временные промежутки, то такое управление будет эффективно. При этом лучше делать некоторую задержку на отключение после снижения давления;
б) применением небольшого переключателя, дающего команду на пуск мотора. Его можно смонтировать в привязке к положению педали газа.

Для организации 2-х скоростей работы насоса можно запитать помпу напрямую и через резистор. Еще один вариант - питание насоса через температурный датчик.

  • Трубы для воды. Лучшее место для установки помпы - после радиатора. Это необходимо, чтобы в устройство попадала вода более низкой температуры. Емкость с водой нужно устанавливать как можно выше. Кроме этого, на ней должна быть крышка, совмещенная с теплообменником. После выполнения работ убедитесь, что в системе нет воздуха.


Какой интеркулер выбрать?

Когда речь доходит до монтажа интеркулера, многие «спотыкаются» на выборе подходящего устройства. Из наиболее популярных можно выделить Nissan Skyline или модель Mitsubishi Evolution. При желании можно установить два устройства и соединить их между собой. Альтернатива - использовать интеркулер с одного из грузовых автомобилей. Но здесь неизбежно возникнет проблема с габаритами.

Что касается выбора системы (с воздушным или водяным охлаждением), то у каждого их вариантов есть свои особенности. Первый вариант легче и надежней. В случае с водной системой эффективность охлаждения выше, но больше проблем с монтажом и обслуживанием.



Итоги

Если вы решили установить интеркулер, то внимательно изучите характеристики устройства, плюсы и минусы каждого из вариантов, особенности монтажа. Если это действительно необходимо вашему авто, то при наличии должных знаний и опыта работу можно сделать самому или же обратиться  за помощью к специалистам.

Стоимость ремонтаНайти запчасть
Интеркулер. Назначение, принцип действия, особенности замены.