Что такое интеркулер. Принцип действия и его виды

Далеко не каждый автовладелец знает, что такое интеркулер и для чего он нужен в машине.

Для увеличения мощности двигателя, требуется очень богатая горючая смесь. Как это сделать? А сделать это можно, если принудительно накачать воздух в камеру сгорания. У большинства современных автомобилей имеется система турбонаддува, которая и выполняет данную функцию. Турбокомпрессор, при нагнетании воздуха во входной коллектор, сжимает воздух и, тем самым, делает его более плотным. Для воздушной смеси, такое «уплотнение» приводит к разогреву до 200 градусов по Цельсию. Сам же нагнетатель (турбокомпрессор), также, подвержен нагреву, за счет отработанных газов двигателя. Но, воздух такой температуры подавать в цилиндры нельзя, это может привести к детонации и поломке двигателя. А также, при нагреве понижается плотность воздуха и, вследствие этого, происходит падение давления наддува.

Для охлаждения воздуха, между турбонагнетателем и всасывающим коллектором, устанавливается промежуточное звено – интеркулер. Его задача состоит в том, чтобы пропустив через себя воздух, «отобрать» у него излишнее тепло.

Устройство и принцип действия интеркулера

Интеркулер представляет собой трубу и радиатор, оборудованный трубками из алюминиевого сплава и медными пластинками. Алюминий имеет хорошую теплоотдачу, а медные пластинки помогают увеличить отбор тепла. Воздух, попадая в данный радиатор и проходя через него, охлаждается и, попадая во впускной коллектор, смешивается с топливом. Богатая смесь сгорает с большей эффективностью, тем самым повышая мощность двигателя. При наличии такого устройства мощность двигателя возрастает до 20%.

Виды интеркулера

Имеется два вида – это воздух-воздух и вода — воздух. Самым распространенным, считается охладитель типа воздух-воздух. Устанавливаются данные интеркулеры, обычно, в подкапотном пространстве:

  • перед радиатором (фронтально) — для этого, в бампере специально делаются воздухозаборники.
  • горизонтально — этот вид установки предусматривает расположение интеркулера над двигателем. Для охлаждения в капоте делается воздуховод.

Интеркулеры типа вода-воздух устанавливают под капотом. Самый приемлемый вариант, для «тесного» моторного отсека.

Исходя из вышесказанного, можно с уверенностью сказать, что наличие интеркулера на турбодвигателе, повышает его эффективность в несколько раз, добавляет мощности и, что немаловажно, помогает существенно сэкономить на топливе.

Интеркулер, что это? Установка и работа. Интеркулер на «Ниссан» и «Мерседес»

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

интеркулер что это

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?

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.

Предназначение интеркулера, какие типы существуют и как работают

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:

  • воздушное охлаждение;
  • водяное охлаждение.

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.

Видео:

Вот на этом всё. Всем удачи на дорогах!

Загрузка…

что это такое? Описание и принцип работы

В турбированных двигателях всасываемый турбонаддувом воздух сжимается. Сжатие воздуха приводит к тому что увеличивается его плотность, а сжатие это приводит к его нагреву примерно до 200 градусов. Также нагреву способствует и всасывающий воздух турбокомпрессор, так как он нагревается отработанными газами.  Также проблема в том, что когда воздух нагревается его плотность снижается, а это приводит к падению давления наддува.

Поэтому для того чтобы снизить температуру воздуха применяют интеркулер. Интеркулер охлаждает воздух до 50-60 градусов, это способствует лучшему наполнению цилиндров воздухом, а значит обеспечивается больший прирост мощности.

Исследования говорят что если снизить температуру воздуха на 10 градусов, то в среднем увеличение мощности (прирост) составляет 3%. Сгорание топлива происходит более эффективно, повышается экономия топлива и снижается количество вредных выбросов. В целом применение интеркулера  может обеспечить прирост мощности до 20%.
Но применение интеркулера имеет и свои недостатки. Когда интеркулер охлаждает воздух, то он тем самым создаёт препятствие для надувочного воздуха, а это снижает давление наддува.

Интеркулеры, или как их ещё называют охладители, можно разделить на 2 типа:
1. Воздушного охлаждения
2. Жидкостного (водяного) охлаждения

Промежуточные воздушные охладители получили большее распространение благодаря тому, что у них простая конструкция. Располагается интеркулер между турбокомпрессором и впускным коллектором. Конструкция интеркулера состоит из теплообменника, представляющего собой конструкцию из трубок, между которыми находятся пластины.

Охлаждение воздуха происходит благодаря тому, что трубки изменяют своё направление по длине, это увеличивает путь проходимый воздухом и воздух благодаря этому охлаждается. Но когда трубки изменяют направление, они создают дополнительное препятствие для воздуха, а это приводит к потерям давления наддува. Находящиеся между трубками увеличивают площадь поверхности охладителя, а это обеспечивает более лучшую теплоотдачу. Трубки и пластины обычно изготавливаются из алюминия, иногда применяется медь.

Интеркулер может устанавливаться под капотом  в следующих местах:
1. По центру за передним бампером, в бампере вырезаются специальные воздухозаборники.
2. Над двигателем, воздухозаборники вырезаются в капоте.
3. В боковых частях крыльев, в крыльях вырезаются воздухозаборники.

При разработке интеркулера для каждого конкретного двигателя учитывается множество параметров, таких как: внутреннее проходное сечение, объём теплообменника, толщина и другие.

По сравнению с воздушным интеркулером, интеркулер водяного типа имеет свои преимущества. Так как он более компактный, это значит что он может быть установлен в любом свободном месте под капотом. Вода которая охлаждает воздух отводит тепло интенсивней, а значит эффективность интеркулера больше. Но когда вода нагреется, то она требует больше времени для остывания.

 

Но за все эти преимущества мы расплачиваемся сложностью конструкции. В добавок к водяному теплообменнику в состав интеркулера также входит: воздушный радиатор, система патрубков, водяной насос, блок управления. Это всё образует вместе с системой охлаждения двигателя образует систему охлаждения двухконтурного типа.

Из-за своей сложности интеркулеры водяного типа применяются редко, т.е. только в тех случаях когда не представляется возможности применять воздушный интеркулер, пример этому некоторые двигатели TSI.

Много иной полезной информации вы можете найти на сайте Рено.бай — очень полезный ресурс про автомобили Рено. Здесь Вы можете прочитать не только про интеркуллер, турбину и другие элементы автомобиля, но про эксплуатацию Renault Duster, Megane, Sandero и др.

  • < Назад
  • Вперёд >

Интеркулер – незаменимый элемент турбонаддува

Интеркулер – это специальное устройство, устанавливаемое в моторный отсек автомобиля, которое помогает охладить воздух, поступающий от турбокомпрессора в цилиндры двигателя. Применяется он в различных видах транспортных средств, наиболее широкое распространение этот агрегат получил, когда автомобильные производители начали устанавливать на легковые автомобили турбированные силовые установки.

Причем, первоначально интеркулерам нашли применение в автомобильном спорте – двигателям гоночных автомобилей крайне необходимо было скоростное охлаждение поступающих от турбокомпрессора потоков воздуха, а установка дополнительных воздухозаборников в капотах и перед радиатором не помогала. Тогда инженеры-конструкторы додумались создать портативный теплообменник, который при помощи циркулирующей в нем охлаждающей жидкости или притока воздуха извне мог снижать температуру воздуха, поступающего от турбонагнетателя. Это устройство было названо Intercooler (дословно с английского – «промежуточный охладитель»). Оно имело два типа крепления – фронтальный, когда интеркулер устанавливался перед радиатором или под передним крылом автомобиля, и верхне-горизонтальный, когда устройство монтировалось сверху над двигателем, а воздух к нему подавался через воздухозаборник в капоте.

ИнтеркулерИнтеркулер

По способу охлаждения эти устройства делятся на два типа – воздуховоздушный и водовоздушный. Первый тип долгое время считался менее практичным вследствие того, что сам интеркулер был большого размера, а эффективное охлаждение воздуха происходило при достижении автомобилем скорости свыше 30 км/час. Такой интеркулер в основном использовался на грузовых автомобилях, оснащенных турбированными двигателями. Однако при увеличении количества легковых автомобилей, которые оборудовались турбодвигателями, появилась потребность в компактных интеркулерах, которые работали на приточном воздухе. Вскоре такие устройства были созданы и представляют они собой пластинчатый радиатор с подводящей трубой, через которую в радиатор поступает воздух извне.

Второй тип — более затратный по ресурсам, и используется он в основном на спецтехнике (например, на железнодорожных тепловозах). Впрочем, некоторые модели гоночных автомобилей также имеют водовоздушные интеркулеры, которые охлаждают потоки идущего из турбокомпрессора воздуха при помощи циркулирующей в них жидкости. У этих устройств есть еще одна разновидность – интеркулер, который охлаждается при помощи специальных форсунок, разбрызгивающих на его поверхность воду, за счет чего идет охлаждение уже самого поступающего в цилиндры воздуха.

Принцип работы интеркулера состоит в том, чтобы охладить нагнетаемый турбиной поток воздуха, направляемого в цилиндры, где он должен смешаться с горючим и образовать топливовоздушную смесь. Когда воздух в цилиндр поступает горячим, его объем растет, а плотность уменьшается, что приводит к образованию высокообогащенной смеси, которая сгорает не полностью и вызывает детонацию двигателя. При детонации срок службы колец и поршней сокращается, что в конечном итоге может привести к выходу их из строя. Когда же воздух при помощи интеркулера охлаждается, его объем уменьшается, а плотность растет, вследствие чего в цилиндре образуется пригодная к эффективному сгоранию топливовоздушная смесь. Установка интеркулера позволяет повысить мощность двигателя на несколько лошадиных сил (в зависимости от типа и размера устройства). Именно поэтому его часто используют в тюнинге – для увеличения мощности.

Спорткар с интеркулеромСпорткар с интеркулеромТюнингованный NissanТюнингованный Nissan



Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о