Виды
Устройство и конструкция интеркулера для дизельного и бензинового двигателя могут несколько отличаться. Причём дело не в типе используемого топлива, а конструктивных особенностях и используемых рабочих сред самого элемента для дополнительного охлаждения.
Учитывая эти характеристики, все автомобильные интеркулеры делятся на 2 категории:
- водяные;
- воздушные.
Исходя из названия, уже становится понятно, в чём основное отличие между двумя конструкциями. Но их следует рассмотреть более детально.
Воздушные устройства
Именно воздушные интеркулеры конструктивно считаются самыми простыми. Это ряд из трубок, которые соединяются между собой специальными пластинами, установленными в ряд.
Задачей такого элемента является пропуск по трубам воздуха, который поступает из внешней среды. Функция пластин также предельно понятная. Они увеличивают параметры площади теплоотдачи. Это позволяет воздуху успевать достаточно охладиться перед выходом на турбокомпрессор.
Воздушный интеркулер для автомобиля
Автомобильные интеркулеры воздушного типа способны снижать температурные показатели примерно на 40-50 градусов Цельсия, подавая затем охлаждённый воздух на турбину. Конструктивные особенности и принцип работы позволяют повысить эффективность мотора примерно на 10-15%. Такой прирост мощности можно хорошо ощутить, разогнавшись хотя бы до 60-90 километров в час. При движении в трафике на скорости около 30-40 километров в час изменения незаметные водителю.
Такие устройства часто называют воздух-воздух. Для их установки обычно используется 3 зоны:
- боковое пространство около крыльев автомобиля;
- непосредственно за передним бампером;
- в подкапотном пространстве над мотором.
Монтаж за бампер и около крыльев считается более оптимальным для такого типа интеркулеров. Это объясняется тем, что такое расположение гарантирует интенсивный обдув.
Воздушные конструкции предпочитают устанавливать на грузовые автомобили и внедорожники. Среди основных недостатков выделяют крупные размеры и солидный вес оборудования.
Водные
По показателям эффективности водные или водяные интеркулеры объективно опережают воздух воздушных конкурентов. Это объясняется простым внедрением в систему воды, которая сама по себе выступает как качественный охладитель. Интенсивность поглощения тепла у воды выше, чем у воздуха. Во много гениальное решение своего времени.
Но применение воды в охлаждении не является единственным отличием между интеркулерами. Разработчики сумели значительно уменьшить размеры конструкции, что позволило занимать минимум пространства под капотом автомобиля без потери эффективности. Но справедливости ради следует добавить, что дополнительно придётся искать, куда поставить температурный датчик и насос.
Эффективность действительно возросла, причём в несколько раз. Средний показатель снижения температуры составляет 60-70 градусов Цельсия. Именно на столько интеркулер способен изменить температуру воздуха перед его попаданием на турбонагнетатель.
Но есть ещё более совершенные модели, чем просто водные ИК. Это устройства, где охладителем выступает специальный хладагент. Для этого задействуют антифризы, тосолы и даже жидкий азот. Свойства самих охлаждающих жидкостей позволяют им примерно в 2 раза увеличить теплоотдачу, если сравнивать с классическими водными устройствами.
Создать полноценный образ идеального интеркулера из водного элемента охлаждения не получится. Это обусловлено наличием определённых недостатков. Такие детали конструктивно сложнее, за функционирование ИК отвечают температурные датчики, насосы и блоки управления. Именно они регулируют и контролируют все процессы. Из-за этого цена на ремонт оказывается более внушительной. Да и сами поломки порой сложно устранить. Если систематически не следить и не контролировать температуру охлаждающей жидкости, можно столкнуться с серьёзными и внезапными неприятностями.
Водный интеркулер на Субару
Такая ситуация привела к тому, что на машины среднего ценового сегмента устанавливают более дешёвые интеркулеры воздушного типа.
Это не предел, поскольку существуют особые охладители, устанавливаемые на спортивные машины. В основном это спецпроекты, предназначенные для гонок. Их специальные интеркулеры называют кастомными. Разница между стандартными моделями в том, что процесс охлаждения осуществляется за счёт применения специальных жидкостей и льда.
Интеркулер в турбо моторе
Зачем он нужен, принцип работы, нюансы
Что такое и зачем нужен интеркулер (охладитель)?
Интеркулер охлаждает поступаемый воздух в цилиндры мотора. Чем холоднее воздух, тем выше плотность и больше кислорода в нем. Охлаждение позволяет повысить мощность турбо мотора до 20%.
Принцип работы интеркулера?
Турбина или турбокомпрессор мотора создает мощное статистическое давление воздуха, но данный процесс и соседство с выхлопной трубой может нагреть воздух до +150°С. А такой горячий воздух менее плотный (меньше кислорода) и топливная смесь горит менее эффективно. Поэтому воздух попадает в интеркулер где немного тормозится из-за лабиринта лопаток сердцевины интеркулера (падает давление), но ощутимо охлаждается и благодаря этому воздух сжимается и его больше поступает в цилиндры — топливная смесь горит лучше, КПД и мощность двигателя повышается. Нужно понимать, что от стояния в пробках и светофорах интеркулер нагревается и поэтому первые сотни метров мощность может быть временно ухудшена. После интеркулер остужается и работает как надо.
Где устанавливается?
В современном автомобиле интеркулер устанавливается на все турбо моторы (на бензиновые и дизельные). Обычно устанавливают в нижней части переднего бампера перед основным радиатором (иногда и после) и называют фронтальным.
Какими бывают интеркулеры?
Воздушный – выглядит как обычный радиатор, устанавливается перед или после основного радиатора. Охлаждается от попутного потока воздуха, т.е. чем выше скорость, влажность и холоднее температура на улице тем быстрее и сильнее остывает. Жидкостный (водяной) — используется в экстремальном тюнинге, на заводских авто встречается редко. В интеркулере проходят трубки с водой или охлаждающей жидкостью с отдельным контуром и насосом. Недостатки: цена, конструктивная сложность и надежность. Преимущества: 1) Меньше турбо-задержки за счет коротких воздухопроводов (если конструкция позволит); 2) При активной и долгой езде температура в итоге меньше чем у воздушного (но остывает дольше); 3) Непосредственно перед гонкой (обычно в дрэг рейсинге) вместо воды можно заправить водой со льдом или охл.жидкостью с отрицательной температурой, но это ;
Мыть или не мыть интеркулер?
Конечно мыть. Из-за грязного воздушный интеркулера вы можете потерять до 10% мощности
Самое важное мыть аккуратно, чрезмерно высокое давление воды может повредить соты радиатора. За время эксплуатации решетка накапливает грязь, пыль, пух, а дорожные камни повреждают её соты
В результате воздух охлаждается хуже и мощность двигателя снижается.
Интеркулер и зима
Зимой в морозы с воздушным интеркулером можно ощутить дополнительную прибавку мощности или экономичность. Уличный воздух его постоянно охлаждает, к тому же сам морозный воздух более плотный. Однако, при долгой езде по трассе в морозы за -30°С воздушный интеркулер рекомендуется закрывать от встречного ветра, т.к. он может промерзать: 1. В двигатель будет поступать слишком холодный воздух, и он будет остывать на ходу. А холодный двигатель потребляет больше топлива. 2. Внутри интеркулера может образовываться конденсат, который тут же будет замерзать и образовывать ледяные пробки. Из-за чего наддув турбины ослабнет, мощность двигателя снизится, а расход топлива увеличится.
Устанавливают ли интеркулеры на обычные атмосферные двигатели?
Нет Поступаемый воздух не перегревается как в случае турбины или компрессора, он поступает таким же холодным как на улице (в сравнении с t° мотора). Кроме того конструкция интеркулера будет препятствовать нормальному поступлению воздуха и двигатель будет «голодать».
Тюнинг/замена интеркулера
Не всегда замена интеркулера на «побольше» добавит мощности, а может даже ухудшить показатели. Т.к. с ростом объема интеркулера возрастает сопротивляемость продувки и турбина меньше успевает прокачать воздуха чем это было с заводским. А полученная чуть ниже температура не сможет компенсировать потерю статического давления воздуха. Поэтому меняют интеркулер совместно с заменой воздушного фильтра на так называемый «нулевик», бонусом будут работы над выхлопом и перепрограммируют мотор (чип-тюнинг). Так получают полноценный Stage 2 тюнинг. Но, чтобы выжать максимум — совместно с интеркулером установить и более мощную турбину получив Stage 3. Замена воздушного интеркулера на водяной не всегда оправдана даже в спорте и требует расчетов. Для скоростных заездов и не долгих гонок на треке для кратковременных улучшений эффектвиности интеркулера устанавливают поливальные системы воды, которые опрыскивают радиатор и даже устанавливают систему заморозки например DIE CryO2.
Источник
Суть проблемы
Из школьного курса физики вы помните, что при нагревании плотность воздуха падает. Соль в том, что компрессор должен подавать в двигатель сжатый воздух, то есть воздух высокой плотности. А так как сам компрессор нагревается, да и воздух при повышении давления тоже не становится холоднее, то в итоге в камеру сгорания подаётся горячий воздух. Из-за этого падает давление турбонаддува, а значит, и его эффективность. Решать эту проблему призвана система охлаждения, которая, пропуская через себя всасываемый компрессором воздух, снижает его температуру до расчётных 50 градусов. Это, для чего и нужен интеркулер, можно сделать несколькими путями: воздушное охлаждение, водяное, различная компоновка деталей и расположение их под капотом. Суть от этого не меняется, интеркулер работает, как охладитель. Собственно, иногда его именно так и называют.
Конечно, не бывает абсолютно верных решений. У конкретно этого тоже есть оборотная сторона: при охлаждении создаётся препятствие для непрерывной подачи воздуха, что влияет на эффективность работы, понижая давление. Но в то же время охлаждённый воздух в итоге даёт больший прирост мощности. Баланс потерь и выгод остаётся на откуп инженерам-проектировщикам системы турбонаддува. Собственно, теоретически такую систему можно сделать своими руками, однако мы не рекомендуем делать это неопытным водителям, так как малейшая неточность в расчётах приведёт к дополнительным нагрузкам на двигатель, что сильно ускорит его износ и уменьшит ресурс работы.
Если подробнее рассматривать вопрос воздушного охлаждения, то такой интеркулер универсален. Его можно использовать практически на любом турбированном двигателе, так как он не требует особых разъёмов или входов для подключения. Его располагают, как правило, под капотом автомобиля, хотя возможны и варианты. Главное, чтобы он был расположен между компрессором и впускным коллектором, чтобы воздух проходил через него и охлаждался перед попаданием в камеру сгорания. Если вам доводилось видеть машины, особенно старые мускул-кары, с прорезями в крышке капота, то это явный признак, что такой интеркулер в автомобиле и установлен.
Воздушный интеркулер представляет из себя радиатор. Обычно он алюминиевый или медный, в связи с теплопроводными свойствами этих металлов. Комплект продольно расположенных металлических трубок с пластинками между ними, по которым из компрессора через герметичный патрубок поступает нагнетаемый воздух, задерживает движение воздуха. Но во время прохождения через эту систему воздух при контакте с трубками отдаёт часть тепловой энергии, приобретённой в процессе работы компрессора, и через патрубок поступает во впускной коллектор. Таков, в общем, принцип работы интеркулера. Интеркулер на дизель конструктивно не отличается от интеркулера для бензинового двигателя. Отличны только создаваемые и обрабатываемые им температуры, ведь температура воспламенения дизельного топлива выше, чем бензинового. Если же говорить о фронтальном интеркулере, который устанавливается обычно в передний бампер, то для него специально вырезаются воздухозаборники с непрямой геометрией профиля, чтобы объём поступающего воздуха был выше. Патрубок от него отходит к компрессору вглубь подкапотного пространства, а выходной — обычно с другой стороны — подводится к двигателю. Конструктивно они идентичны, но в такой схеме воздух проходит большее расстояние. Таким образом, он охлаждается сильнее, но и падение мощности больше из-за лага в подаче воздуха в камеру сгорания.
2 Причины попадания масла в интеркулер и варианты устранения неисправности
Если турбина кидает определенное количество масла в интеркулер, значит, в системе есть проблема, однако насколько она серьезна, можно понять только после визуального осмотра деталей турбины и других составляющих. Турбина может кидать масло на охладитель по причине неисправного маслопровода, который располагается между турбиной и картером двигателя. Маслопровод представляет собой сливной патрубок, который при визуальном осмотре не должен содержать следов повреждения, быть пережатым и т.д.
В противном случае возникает повышенное давление в системе, при котором масло гонит через уплотнительные кольца в интеркулер. Сам промежуточный радиатор охлаждения может иметь микротрещины по корпусу, которые устраняются только посредством сварки, никакие герметики и другие материалы не помогут устранить проблему из-за высокого давления в системе (до 5 атмосфер).
Маслопровод изготавливается из жесткого материала, однако с течением времени он может подвергаться деформации. Иногда для исправления проблемы (если турбина кидает не много масла) достаточно выровнять положение трубы, заменить уплотнители или всю деталь в сборе. Еще одна причина, по которой масло может оказываться в интеркулере – это выход из строя воздухоотвода, в котором могут образовываться нежелательные отверстия. Масляный фильтр также может стать причиной наличия масла в системе радиатора-интеркулера, фильтр необходимо своевременно менять. Часто проблема попадания масла решается как раз-таки прочисткой воздухоотвода и заменой фильтра на новый.
Если при диагностике системы масло в интеркулере появляется в результате превышения уровня масла в картере мотора, значит нарушена вентиляция картера, а значит, проблема и ее решение будет более серьезными и энергозатратными. Если масло кидает в интеркулер по этой причине, то, скорее всего, нарушена герметичность или деформированы уплотнительные кольца цилиндров и поршней. В результате отработанные выхлопы попадают внутрь картера и выдавливают оттуда масло в интеркулер. В этом случае выходом может стать только капитальный ремонт мотора с заменой колец, поршней, сливной трубы, уплотнителей системы и т.д.
В случае поломки
Например, патрубок интеркулера может треснуть. Особенно это бывает на высоких скоростях, если турбина очень мощно работает. Также встречается ряд частых других поломок:
- попадание масла в большом количестве;
- трещины;
- загрязнение интеркулера.
В первом случае, много водителей (особенно молодых), начинают паниковать раньше времени. Вообще, масло при работе интеркулера в работе турбинных моторов это нормально. Часть расхода масла будет уходить и попадать в интеркулер. На пробеге в 10 тыс. считается вполне естественным, если уйдет где-то 0,7-1 л. масла. Конечно, переизбыток не может идти на пользу, и обращение в сервис будет правильным решением.
Но вот в случае с трещинами в корпусе интеркулера, визит в СТО лучше не откладывать. Трещину можно залатать, и восстановить нормальную работу. Но если невнимательный водитель этот процесс запустит, то интеркулер можно будет выкидать. С учетом его размещения, впереди машины, за бампером, очевидно, что часть каких-то повреждений он все же получит.
Кроме того, к нему желательно заглядывать время от времени, так как его расположение способствует загрязнению. Если он будет заляпан грязью, пылью и другими дорожными осадками, его работа просто накроется. Поэтому его нужно мыть. Хоть промывка — это не совсем ремонт интеркулера, но делать это периодически желательно.
Что это такое
Все вы знаете, что такое турбированные моторы. Их схема не обязательно должна присутствовать перед вами. Суть в том, что при работе мотора всасываемый турбонаддувом воздух сильно сжимается. Это способствует увеличению плотности воздуха, а также росту температуры примерно до 200 градусов Цельсия.
Дополнительно нагрев происходит из-за турбокомпрессора, поскольку здесь подогрев осуществляется за счет отработанных газов. Есть определенная проблема в том, что при нагреве воздуха падает плотность, влияющая на падение давления наддува. Какой делаем вывод? Верно. Во всем виновата высокая температура. Потому нужно сделать так, чтобы давление и температура находились на адекватном уровне. Для этого и разработали интеркулер. По своей сути это дополнительный элемент системы охлаждения, имеющий порой довольно скромные размеры.
Интеркулер при нормальной работе может держать температуру на уровне 50-60 градусов Цельсия. Если это так, тогда турбо мотор эффективнее наполняет цилиндры воздухом, тем самым повышает мощность двигателя.
Как показали испытания, при снижении температуры воздуха даже на 10%, прирост мощности ДВС может составить 3%. Топливная смесь сгорает эффективнее, рационально расходуется горючее и падает уровень вредных выбросов. За счет технологии интеркулеров удается поднять мощность на 20% от номинальной.
Хотя интеркулер имеет и свои недостатки. К примеру, при охлаждении воздуха создается определенное препятствие для наддувочного воздуха. Потому давление в наддуве падает.
Виды
Прежде чем говорить про неисправности турбины, обусловленные выходом из строя интеркулера, нужно разобраться, каким он бывает.
Всего различают два вида охлаждения в интеркуллере. Отсюда и деление на 2 категории:
- воздушные;
- водяные (или жидкостные).
Многие предпочитают купить воздушный тип системы. Это связано не только с тем, что цена на них ниже. Они более распространенные из-за упрощенной конструкции. Интеркулер воздушного типа ставят между впускными коллекторами и турбокомпрессорами на разных автомобилях. Это могут быть:
- КАМАЗ;
- Форд;
- Фольксваген;
- Хонда;
- Мерседес;
- Рено;
- Ниссан;
- Ауди;
- Вольво;
- Митсубиси Паджеро и пр.
А вот тот же Туарег, если там предусмотрен двигатель TSI, воздушную систему использовать не может. Но об этом чуть позже.
Конструкция девайса воздушного типа предусматривает наличие специального теплообменника. Это система и трубок, а между ними располагаются специальные пластины. Трубки способны менять направление по длине, тем самым увеличивая путь прохождения воздуха. Это и способствует охлаждению.
Но при изменении направления создается дополнительная преграда для воздуха, из-за чего наблюдаются потери давления наддува. Пластинки между трубками увеличивают общую площадь охлаждающей поверхности, потому теплопередача становится эффективнее. В большинстве случаев при изготовлении пластин и трубок используют алюминий. Но на некоторых авто применяют медь.
Интеркулер также имеет специальный датчик, который контролирует и корректирует параметры своей работы через ЭБУ. Размещают воздушные охладители под капотом. В основном в 3 местах:
Каждый шланг, датчик и патрубок имеет свои параметры исходя из конкретного автомобиля, куда он устанавливается. Потому конструктивное интеркулеры для разных машин могут существенно отличаться.
Водяные системы охлаждения (интеркулеры) более компактные. Вода способна активнее отводить тепло, тем самым повышается эффективность работы устройства. Но после нагрева воде приходится тратить больше время, чтобы остыть. За преимущества приходится расплачиваться более сложной, а потому и дорогой конструкцией. Потому далеко не все применяют водяные интеркулеры. Делают это там, где невозможно использовать воздушную систему. Это как раз случай с двигателями TSI от Volkswagen.
Как выбрать
Некоторые задумываются над заменой стандартного ИК, который шёл с завода на автомобиле. Но есть и те, кто думает относительно возможности снять интеркулер, и вовсе его не использовать.
Эти охладители относятся к дополнительным элементам, потому без интеркулера двигатель также сможет нормально работать. Если снять этот компонент, удастся избавиться сразу от 10-30 килограмм лишнего веса в среднем. Плюс освободится пространство под капотом.
Но есть одно важное замечание. Если интеркулер был предусмотрен автопроизводителем, то есть не вы его устанавливали дополнительно, а в таком виде машина сошла с конвейера, то снимать ИК не рекомендуется
Демонтировав заводскую деталь, пусть и дополнительную, можно запустить процесс ускоренного износа силовой установки. Это обусловлено воздействием на мотор высоких температур, от которых спасает охладитель. Также упадёт мощность, что многим водителям точно не понравится.
Если же вас не устраивает заводской элемент охлаждения воздуха, и вы хотите заменить его на новый, есть несколько основных критериев выбора.
Теплообменник. Интересует его площадь. От размера пластин и трубок непосредственно зависит эффективность охлаждения. В продаже можно встретить множество очень компактных устройств, размер которых сравним с блокнотом или книгой. Но есть большая доля вероятности, что их монтаж не принесёт никакой пользы. Прибавить существенно мощность такой интеркулер не способен. Выбирайте более крупные конструкции, но с расчётом на то, что места под капотом хватит для их размещения.
Внутреннее сечение трубок. Слишком маленький размер не позволяет свободно пропускать воздух через всю конструкцию. Для эффективных интеркулеров это недопустимо.
Пластины
Обратите внимание на то, какую толщину имеют пластины на теплообменнике. Работа охладителя зависит от площади, а не от толщины
Если вы видите толстостенный металл, то на высокую эффективность рассчитывать не стоит. Лишняя толщина только прибавляет вес машине. Но никак не влияет на работоспособность.
Форма используемых трубок. Специалисты и бывалые автомобилисты советуют выбирать конструкции, где трубки имеют коническую форму, а также отличаются большим радиусом изгибов.
Соединение трубок. Важный критерий для любого интеркулера, но особенно водяного. Если соединение окажется некачественным, через короткое время после начала эксплуатации жидкость охлаждения просто начнёт вытекать.
Никогда не лишним будет предварительно проконсультироваться со специалистами. Если на машине был установлен достаточно хороший интеркулер, но он вышел из строя и требует замены, можно подобрать аналогичную модель со схожими характеристиками.
3 Возможные неисправности, связанные с интеркулером
Наиболее часто на неисправность интеркулера указывает масло на стыке патрубка. Если в патрубке от турбины к интеркулеру есть масло, это может означать ненадежное уплотнение, поэтому в случае обнаружения маслянистых подтеков необходимо в первую очередь заменить специальное уплотнительное кольцо, которое соединяет патрубок интеркулера и турбокомпрессор. Если это не помогло, значит, проблема более серьезная, устранять которую своими руками специалисты не советуют.
При этом следует помнить, что если масло обнаружено в минимальном количестве, то это не всегда означает проблему в работе системы, иногда это считается нормой, все зависит от километража, пройденного автомобилем, и мощности двигателя. Кроме того, масло в виде налета на патрубке не всегда говорит о неисправности, а вот если масло начинает течь при отсоединении штатного интеркулера, то это первый признак неисправности турбокомпрессора, при котором также может потребоваться и замена специального сажевого фильтра.
Если автомобиль начинает дымить или уровень масла в двигателе постоянно отклоняется от нормы, следует проверить надежность всех соединений в системе, все это можно сделать своими руками. Ни в коем случае не следует закрывать глаза на возможные проблемы в соединении патрубков с радиатором интеркулера. В этом случае двигатель будет работать неэффективно с довольно большими теплопотерями, а в запущенном состоянии есть риск, что выйдет из строя турбокомпрессор, замена которого в комплексе стоит немалых денег даже на самых простых моделях современных автомобилей.
