Интеркулер принцип работы: что это и для чего нужен на дизельном двигателе

что это и для чего нужен на дизельном двигателе

Дизельные двигатели в большинстве своём оснащаются системой турбонаддува. Такая доработка позволяет добиться высоких показателей мотора и значительно повысить эксплуатационные характеристики. Тем не менее, такая модернизация дизельного двигателя требует пересмотра традиционной системы его охлаждения.

Содержание статьи:

Дело в том, что нагнетаемый в цилиндры воздух в значительной степени повышает температуру двигателя. А повышенный нагрев неизбежно приведёт к выходу из строя его основных узлов и деталей. Конструкция современных дизельных двигателей, оснащенных турбиной, лишена подобных недостатков во многом благодаря использованию теплообменника, более известного под названием «интеркулер» или «промежуточный охладитель».

Зачем в автомобиле нужен интеркулер 

Практически любой современный дизельный двигатель оснащается интеркулером. Несмотря на всевозможные разновидности подобных устройств, основное их назначение остаётся неизменным – понижение температуры нагнетаемого воздуха. Как правило, промежуточный охладитель устанавливается непосредственно после турбины. Воздух, проходя через трубки представленного устройства отдаёт большую часть тепла и, будучи охлажденным, поступает в камеру сгорания двигателя.

Охлажденная воздушная смесь обладает большей плотностью. Такая консистенция наиболее оптимальна с точки зрения эффективной работы любого двигателя. Чем больше плотность воздушной смеси, тем значительнее объём поступившего в камеру сгорания воздуха. Такая смесь будет способствовать более высокому давлению внутри цилиндров, что существенно повысит КПД дизельного двигателя.

Сама конструкция интеркулера выполнена таким образом, чтобы проходящий через него воздух не встречал на своём пути каких-либо препятствий. В противном случае, это бы повлекло за собой снижения давления, нагнетаемого турбиной воздуха, что неблагоприятно отразилось бы на эффективной работе мотора.

Читайте также: Как работает турбина авто, её устройство и эксплуатация

Принципиальное расположение теплообменника может варьироваться, в зависимости от особенностей подкапотного пространства конкретного автомобиля. В большинстве случаев его монтируют перед основным радиатором системы охлаждения, либо в боковой части у крыла.

Полезная площадь охлаждающих элементов теплообменника рассчитывается индивидуально, для каждого отдельно взятого типа дизельного двигателя, с учетом его технических характеристик и условий эксплуатации.

Разновидности конструкций

В настоящее время интеркулер используется повсеместно, на различных видах автомобилей. Его можно встретить, как на бензиновых, так и на дизельных машинах.

Первый и наиболее распространённый вид интеркулера относится к воздушному типу теплообменников. Он представляет собой некого рода батарею, состоящую из трубок, соединённых между собой пластинами. И те, и другие выполняют функцию теплоотводящих элементов.

В среднем, такой тип промежуточного охладителя способствует тому, что, проходящая через него воздушная смесь, охлаждается до 45-50 градусов. Его наличие позволяет увеличить мощность мотора на 15-20%. Наибольший положительный эффект от работы теплообменника прослеживается при движении со скоростью не менее 40 км/ч.

Несмотря на все достоинства представленного устройства, есть у него и один достаточно существенный недостаток. В силу своих функциональных особенностей, интеркулер «воздух-воздух» очень громоздкий.

В заводских условиях, решить эту проблему удаётся без особых затруднений. Куда сложнее смонтировать данное устройство, есть возникла необходимость оснастить свой автомобиль турбокомпрессором в гаражных условиях. В данном случае, нередко возникает необходимость внесения изменений в конструкцию кузова авто, что влечет за собой массу неудобств.

Статья по теме: Термостат — принцип работы, проверка и устранение неисправностей

Следующий вид теплообменников принято называть водным. Рабочей средой в данном случае является вода или хладагент. Внешне, такой типов интеркулера разительно отличается от представленного ранее вида.

• Во-первых, он более компактный, чем его воздушный аналог. Стоит отметить, что вода, в отличие от воздуха, обладает куда большей теплоёмкостью. Этим и объясняется хорошая теплоотдача данного устройства.
• Второе, не менее существенное преимущество – высокая эффективность.

Сопоставительный анализ двух систем показал, что водный теплообменник в разы превосходит воздушный по основным рабочим показателям.

Всем хорош водный интеркулер, но всё же есть у него один минус. Кроется он в конструктивных особенностях устройства. Дело в том, что для обеспечения полноценной работы интеркулера, он оснащается датчиком температуры, блоком управления и водяным насосом. Каждый из представленных компонентов системы требует систематической диагностики и своевременного обслуживания.

Помимо этого, в случае поломки одного из этих узлов, владелец авто будет вынужден заплатить достаточно большие деньги. Именно поэтому, с целью удешевления, на большинстве бюджетных авто монтируется именно воздушный аналог данного устройства.

Где расположено устройство в моторе и как оно работает

В зависимости от типа устройства, интеркулер может монтироваться в различных местах. Наиболее оправданное, с практической точки зрения, расположение – передняя часть подкапотного пространства.

Чаще всего, его можно встретить до радиатора системы охлаждения двигателя. Именно здесь он будет работать с наибольшей эффективностью. Потоки встречного воздуха, проходя через «жабры» теплообменника будут способствовать наилучшему охлаждению нагнетаемого турбиной воздуха.

Это интересно: Что такое тахограф и для чего он нужен в автомобиле

В качестве альтернативного варианта, нередко прибегают к так называемой верхней схеме. Суть её сводится к тому, что интеркулер устанавливается над двигателем.

Таким способом монтажа чаще всего пользуются в том случае, когда, в силу особенностей конструкции авто, нет возможности поставить теплообменник внутри так называемого «телевизора». Такая схема требует установки дополнительного воздухозаборника на капоте авто.

Как эксплуатировать авто с интеркулером

Дизельный двигатель, конструкция которого отличается наличием турбокомпрессора с интеркулером, требует от водителя определенных навыков и умений.

Помимо всего прочего, при эксплуатации подобных моторов, следует придерживаться некоторых правил:

• В первую очередь, необходимо принять к сведенью тот факт, что все турбодизеля, крайне чувствительны к качеству масла и топливу. Очень важно применять только те ГСМ, которые рекомендованы заводом-изготовителем;
• Не следует эксплуатировать авто в режиме холостого хода длительное время. При низких оборотах двигателя не будет обеспечено его полноценное охлаждение, что негативно отразится на износостойкости его узлов;
• Не следует впадать в панику при виде частиц масла на поверхности воздушного фильтра. Такое явление вовсе не говорит о том, что турбина требует замены, как утверждают многие «эксперты»;
• По завершении каждой поездки следует оставить двигатель поработать некоторое время на холостом ходу, не более 1-2 минут;
• Во время эксплуатации не следует использовать двигатель, что называется вполсилы. Время от времени ему нужна своего рода «встряска», конечно же, в пределах разумного.

Почему теплообменник может сломаться

Как любой другой механический узел автомобиля, интеркулер, в процессе работы может быть подвержен разного рода неисправностям.

Чаще всего они возникают вследствие несвоевременной замены расходных элементов и отсутствия должного уровня обслуживания всех сопутствующих узлов и элементов.

К сведению: Индекс скорости и нагрузки шин: что это значит, расшифровка таблицы

Одна из основных проблем с интеркулером связана с нарушением его герметичности. Проще говоря, его попросту рвёт. Такая проблема может быть вызвана рядом причин.

1. Одна из них – механическое повреждение, вследствие попадания инородных предметов через решетку радиатора.
2. Вторая имеет иное происхождение. Нередко, элементы теплообменника выходят из строя из-за высокого давления в системе.

Головную боль владельцам турбодизелей доставляют также и подводные патрубки. Случается, что в ходе длительной эксплуатации или попросту ввиду их низкого качества, они лопаются или теряют эластичность.

Важно помнить, что в данном случае нужно использовать только специальные соединительные и уплотнительные элементы, рассчитанные на заданные параметры. Это позволит добиться бесперебойной эксплуатации авто и избавит вас от лишних трат.

выжать максимум из своего мотора!

5 января 2017

В погоне за дополнительной мощностью автоконструкторы пришли к созданию турбокомпрессора, который на сегодняшний день стал одним из непременных условий спортивного тюнинга. Турбина гонит воздух во впускной коллектор под давлением, а значит, его больше попадает в камеру сгорания. При соблюдении стехиометрической пропорции достигается максимальная отдача мощности от сгораемого топлива, так что чем больше воздуха зайдет в цилиндр – тем больше топлива можно подать и тем больше будет мощность мотора.

Однако законы физики не позволяют просто так получить прирост мощности. Во время сжатия в турбине воздух нагревается, что в свою очередь вызывает уменьшение его плотности. Чем горячей воздух, тем хуже сгорает топливо и тем выше вероятность детонации отработанных газов. Для охлаждения воздуха, поступающего от турбины в двигатель и используется теплообменник – интеркулер.

 

Задачи и противоречия конструкции

В отличие от радиатора охлаждения двигателя, интеркулер выплняет несколько иные задачи и работает не с жидкостью, а с воздухом. Основное противоречие заложено в самом принципе работы и пока остается непреодолимым для конструкторов.

Воздух, выходя из турбины, нагревается и от сжатия, и от тепла выпускной системы. Затем он проходит в радиатор интеркулера, и только после того, как радиатор полностью заполнен под нужным давлением, воздух поступает дальше. Эта задержка дополнительно увеличивает время турболага – реакции турбины на нажатие педали газа. И чем больше объем интеркулера, тем дольше будет турболаг. При этом делать интеркулер меньше, чем необходимо для эффективного охлаждения воздуха, нерационально.

Второе противоречие кроется во внутренней конструкции. Трубки, по которым проходит воздух, должны иметь оптимальную форму и площадь сечения, чтобы соблюсти баланс между эффективным охлаждением (а радиатор работает лучше, когда трубки плоские и воздушный поток турбулентный) и минимальными потерями давления (а они меньше, когда трубки круглые в сечении и поток ламинарный). Здесь также высчитывается оптимальное значение между потерями давления и качеством охлаждения.

Пока что создать интеркулер со 100% эффективностью (охлаждение воздуха до температуры окружающей среды при сохранении давления) не удалось никому. Лучшее, что предлагают конструкторы – компромисс между плюсами и минусами конструкции, обеспечивающий комфортное использование устройства, при этом эффективность 70% считается очень хорошим показателем.

 

Устройство и принцип работы

Конструкция интеркулера практически такая же, как у других радиаторов, используемых в автомобиле (охлаждения двигателя, кондиционера, печки). От турбины сжатый (и горячий) воздух поступает в радиатор интеркулера, где охлаждается встречным воздушным потоком.

Инженеры подсчитали, что охлаждение поступающего в мотор воздуха на 10⁰C дает прирост мощности 3%. Хороший интеркулер понижает температуру на 50-60⁰C, а это уже добавляет до 20% мощности к мотору.

Особенности конструкции определяют эффективность охлаждения: толщина и форма воздушных каналов, количество изгибов (чем больше поворотов делает воздух, тем лучше он охлаждается и тем сильней потери давления), материал и расположение сот для дополнительного охлаждения, расположение входных и выходных патрубков и распределение воздушных потоков в бачках.

Рабочая часть интеркулера (ядро) рассчитана таким образом, чтобы пропускать вдоль трубок максимальный поток встречного воздуха. Сами трубки имеют внутри пластины-турбулизаторы, практически дублирующие по своей структуре сотовые ячейки между трубками. Такая система способствует завихрениям воздушных потоков внутри трубок и максимальной их теплоотдаче. Расположение сот может быть туннельного типа (улучшает прохождение воздуха, но уменьшает качество охлаждения) или со смещением рядов (лучше охлаждение, но больше сопротивление воздушному потоку).

Интеркулер с прямым расположением сот

 

Интеркулер со смещенными сотами

Форма самих трубок тоже влияет на прохождение воздуха. Закругленные торцы уменьшают сопротивление встречному воздуху и улучшают обдув.

Еще один фактор, играющий важную роль при охлаждении, это распределение воздушных потоков внутри интеркулера. Для более равномерного распределения конструкторы меняют форму бачков, зачастую вставляя внутрь распределительные перегородки. От входа воздух должен равномерно разойтись по всем трубкам, и на выходе он так же равномерно весь собраться в выходной патрубок.

Перегородка внутри бокового бачка (ресивера)
для равномерного распределения воздушного потока

Как правило, размеры интеркулера определяются наличием свободного места, ведь помимо самого радиатора необходимо разместить и толстые патрубки воздуховодов. Чем больше фронтальная площадь, тем лучше охлаждение, а вот толщина ядра большого значения не имеет, поскольку основная масса воздуха охлаждается только в передней части. Предпочтительней тонкие радиаторы, позволяющие разместить в подкапотном пространстве и интеркулер, и штатный охладитель двигателя.

Сбалансированные технические характеристики и определяют стоимость интеркулера. Точно выверенная конструкция, надежность и эффективность работы требуют и более качественных материалов, и более сложных технологий изготовления. А значит, и цена будет выше.

 

Материалы

Абсолютное большинство интеркулеров делаются из алюминия (и трубки, и соты) с пластиковыми или алюминиевыми бачками и патрубками. Это оптимальный вариант между весом и теплоотдачей устройства. В некоторых случаях можно встретить интеркулеры из меди, но это скорей исключение из правил. Медные радиаторы использовались в первых турбированных автомобилях, и на сегодняшний момент их почти полностью заменили алюминиевые модели.

Недостатком всех алюминиевых радиаторов является сложный ремонт (нельзя запаять, только заварить), который дополнительно осложняется очень тонкими стенками трубок. В результате поломки интеркулера практически не ремонтируются.

 

Расположение

В большинстве случаев интеркулер располагается фронтально, перед радиаторной решеткой. Он устанавливается перед радиатором охлаждения и кондиционера, принимая на себя основной воздушный поток. Либо же интеркулер ставится под радиатором, и в этом случае система охлаждения работает более эффективно.

Фронтальное размещение интеркулера

В некоторых случаях интеркулер устанавливается над двигателем, и для обдува в капоте автомобиля предусмотрен специальный воздухозаборник.

Интеркулер на двигателе

Еще один вариант размещения – в боковой части подкапотного пространства за крылом, в котором также должен быть воздухозаборник для эффективного охлаждения радиатора.

Двигатель с двумя интеркулерами,
расположенными по бокам

От того, где устанавливают интеркулер и сколько места для него предусмотрено, зависит его площадь и форма. Как правило, конструкторы стараются сделать интеркулер максимально большим: чем больше его площадь, тем больше воздуха он может охладить, а значит, тем дольше автомобиль может пробыть на пике мощности.

 

Основные причины поломок

Интеркулер сам по себе ломается редко, это достаточно надежная конструкция. Основными врагами становятся внешние повреждения. Учитывая, что он располагается впереди, он часто повреждается камушками с дороги, а также при ДТП или наездах на глубокие выбоины. Алюминиевая конструкция сложно ремонтируется, а тонкие трубки лопаются даже от несильных ударов. Так что самая частая причина замены интеркулера – внешние повреждения.

Для защиты применяют те же методы, что и для радиатора: устанавливается специальная сетка за радиаторной решеткой, которая принимает на себя удары твердых предметов, а иногда и предохраняет от пыли, тополиного пуха и насекомых (сетку почистить или заменить намного легче!)

Вторая его проблема – засор сотовой структуры пылью, листьями и прочим мусором. Соты забиваются и воздух не проходит сквозь них. Здесь можно обойтись только снятием и очисткой, после чего пользоваться дальше.

Во внутреннюю часть радиатора тоже попадает пыль: даже наличие воздушного фильтра не спасает от проникновения грязи во впускной коллектор (часто фильтр повреждается из-за слишком сильного напора воздуха или влаги). Так что при очистке делается одновременно и промывка радиатора, при которой удаляются загрязнения.

При неисправной турбине в радиатор попадает моторное масло (которое используется для охлаждения турбокомпрессора). Из интеркулера масло попадает во впускной коллектор двигателя, а затем и в камеру сгорания, где закоксовывает поршни и свечи зажигания. При первых признаках масла в интеркулере систему нужно проверять и устранять неполадки.

Ну и естественный износ, хоть и медленно, но берет свое. Из-за вибрации, перепадов температур и давления могут лопнуть патрубки или сам радиатор.

При любых проблемах с интеркулером двигатель недополучает кислород для полноценной работы. Следовательно, будет падать его мощность и расти потребление топлива.

 

Интересные решения

Интеркулер не обязательно должен быть один. На некоторых автомобилях устанавливаются два интеркулера, что целесообразно для V-образных двигателей.

Для улучшения обдува автолюбители совершенствуют конструкцию воздухозаборников. Например, дополнительно изолируют их, чтобы воздушный поток не огибал радиатор (по пути наименьшего сопротивления), а был направлен именно через него.

В некоторых автомобилях (например, в Subaru Imreza WRX STI) для улучшения охлаждения перед интеркулером устанавливается распылитель, поливающий радиатор водой. Мокрая поверхность остывает намного быстрей!

 

Жидкостный интеркулер

Сравнительно редко на автомобили устанавливаются интеркулеры с водяным (жидкостным) охлаждением, в которых наддувочный воздух отдает тепло не встречному потоку воздуха, а воде, циркулирующей между трубками. Такая система имеет свои плюсы: при очень компактных размерах эффективность водяного интеркулера в разы выше, поскольку вода имеет большую теплопроводность. Водяной интеркулер устанавливается иногда при тюнинге, когда нет другой возможности охлаждать воздух от турбины.

Недостатком является необходимость охлаждать воду (теплоностиель), так что требуется двухконтурная система охлаждения. Чем сложней система – тем ниже ее надежность, особенно это касается тюнинговых доработок, не предусмотренных автопроизводителем. При этом для системы используется общий расширительный бачок, но отдельные насосы (помпы), каждая из которых включается по мере необходимости. Может использоваться общий или отдельные радиаторы охлаждения.

Двухконтурная система охлаждения, контур охлаждения двигателя.
1. Расширительный бачок. 2. Обратный клапан.
3. Радиатор печки. 4, 5. Термостаты.
6. Водяной насос. 7. Масляный радиатор.
8. Радиатор системы охлаждения двигателя.

 

Двухконтурная система охлаждения, контур охлаждения наддувочного воздуха.
1. Расширительный бачок. 2. Насос охлаждающей жидкости.
3. Интеркулер. 4. Турбина.
5. Радиатор системы охлаждения интеркулера.
6. Дроссель. 7. Обратный клапан.

В целом, водяной интеркулер устанавливается редко: доработка системы охлаждения требует точных расчетов.

Помимо улучшения динамических характеристик двигателя и экономии топлива, интеркулер еще и продлевает срок службы турбины, защищая от перегрева.

 

О том, как правильно выбрать интеркулер, читайте наш «Гид покупателя».

 

Интеркулер на дизель – принцип работы, типы устройства, установка

В современных автомобилях все чаще используются двигатели, в которых происходит наиболее полное сгорание топлива, поэтому использование интеркулера на дизеле вполне оправданно. Он является промежуточным, но очень важным звеном системы теплообмена и турбонаддува. Его применение приводит к заметному снижению выхлопных газов.

1 Основные функции дизельного интеркулера

Любой автовладелец хочет, чтобы мощность двигателя увеличилась, но для этого надо создать условия, при которых топливо практически полностью сгорает. В дизель должно поступать больше кислорода. Однако во время работы газ сжимается, температура повышается и поэтому начинается быстрое разрушение кислорода. Теплый воздух приводит к понижению мощности.

Похожие статьи

Одной из главных функций прибора является снижение температуры сжатого воздуха. Также интеркулер позволяет уменьшить детонацию, которая возникает, когда процесс сгорания становится нестабильным. Как известно, повышение температуры характерно для дизельного двигателя, так как оно связано с повышением давления. Дизель должен получать охлаждение, чтобы не повредились поршни, кольца или головки блока. Эффективность компрессора во многом будет зависеть от установленного интеркулера. На многих спортивных, и не только, машинах стали устанавливать систему турбонаддува, которая дает возможность за двадцать секунд набрать свыше 160 километров в час. Продолжительный наддув двигателя станет невозможен, если не будет установлен интеркулер.

2 Типы устройства интеркулера

Основные виды охладителя классифицируются по принципу, который лежит в основе работы:

• Система «воздух-воздух». Такой интеркулер представляет собой конструкцию, состоящую из трубы и пластинчатого радиатора. Находящиеся внутри трубок перегородки позволяют создавать турбулентный поток. Теплообмен повышается, воздух внутри охлаждается, а избыток тепла поступает в атмосферу. Для изготовления используют алюминий. Это один из распространенных типов системы охлаждения, который часто устанавливается на дизель;
• Система «воздух-вода». Этот интеркулер имеет значительно больший коэффициент теплопередачи. Во время прохождения воздуха радиатор охлаждается водой. Поэтому необходимо дополнительное устройство охлаждения жидкости, а также насос и блок управления. Можно отметить компактные размеры и высокий КПД, позволяющий выполнить усовершенствование двигателя;
• Некоторые любители любят использовать для охлаждения закись азота, но это встречается не так часто. Стоит обратить внимание на распределение воздуха и конечные резервуары. Хороший интеркулер должен иметь две спецификации и производители должны это указывать (падение давления потока и охлаждение температуры воздуха, который поступает в дизель).

Подобный радиатор охлаждения, несмотря на всю простоту конструкции, очень важен для нормальной работы. Эффективность двигателя будет только вырастать, но помимо этого надо определиться с местом установки прибора.

3 Выбор места установки для дизельного двигателя

Рассмотрим варианты места для установки. Основным критерием является расход воздуха. Поэтому чаще для интеркулера находят местечко под бампером. Конструктивные особенности позволяют найти как вертикальный, так и горизонтальный вариант. Следует учесть, что устройства системы «воздух-воздух» могут иметь достаточно большие габариты, а в подкапотном пространстве должно оставаться место. Большой дизель потребует другой тип. Очень нежелательно, чтобы устройство подвергалось загрязнению или повреждению, так как это скажется на работе.

Но лучше всего интеркулер установить непосредственно перед радиатором охлаждения. Здесь неплохо подходит система «воздух-вода». Это связано не только с компактностью, но и долгим сроком эксплуатации. Не стоит забывать о дополнительных элементах, которые понадобятся для этого устройства, ведь работа двигателя будет идти на полную мощность, не говоря об экологических показателях. Надо только помнить о том, что слишком маленькая модель просто не будет успевать охлаждать воздух.

4 Что такое интеркулер, зачем н ужен как работает видео

5 Принцип установки устройства

Неправильное месторасположение приведет к тому, что вместо охлаждения начнется нагрев воздуха. У интеркулера есть свойство не только поглощать тепло и поэтому важно, чтобы его избыток поступал в атмосферу, а не нагревал воздушную систему. Для этого необходимо осмотреть устройство перед установкой и обратить внимание на патрубки, отводы и подводы, а также трубки ядра. Нигде не должно быть трещин. Необходимо очистить его от лишнего масла. Также не забываем о том, что турбовой дизель дает высокие температуры именно под капотом и поэтому устройство может неэффективно работать. Особенно это скажется в тот момент, когда автомобиль остановится на светофоре. Не следует ставить охладитель «воздух-воздух» в моторном отсеке. Двигатель не лучший сосед. Недопустимо размещать устройство за радиатором системы охлаждения, так как прошедший через него воздух будет иметь свыше 50 градусов, чем температура окружающей среды.

Оптимальное место для интеркулера находится перед радиатором. Здесь наибольшие воздушные потоки. Надо только учесть один момент – до самого радиатора станет доходить меньше воздуха. Поэтому потребуется внести усовершенствования в дизель, чтобы в дальнейшем не возникло проблем.

Двигатель сам подскажет правильное месторасположение. При вертикальном варианте следует придерживаться традиции, то есть установка проводится вниз вход/выход. Нельзя, чтобы патрубки были вверху, поскольку тогда начинает появляться конденсат. Кроме того, не исключено попадание масла, которое будет накапливаться и загрязнять устройство, что приведет к преждевременной замене.

На спортивные машины установку можно производить прямо горизонтально над радиатором. Только так можно получить дополнительную мощность для двигателя. Но здесь необходимо иметь воздушную отдушину на капоте для постоянной циркуляции воздуха.

Теперь трубы охладителя. Дизель обычно имеет трубы от 50 мм на выходе и до 80 мм на входе в компрессор. Мотор и турбина могут быть несколько подвижны во время быстрой езды, поэтому прибор хорошо фиксируют. Труба должна иметь плавный сгиб и быть резиновой, а лучше всего силиконовой. Возвратную часть желательно теплоизолировать. Для этого подойдут такие материалы, как стекловолокно и алюминиевая лента.

Устанавливать слишком большой интеркулер необязательно, так как местоположение имеет более важное значение. Если вдруг после монтажа обнаружились неполадки при нажатии педали акселератора, то здесь следует убедиться в правильности монтажа. Это бывает связано с лагом от установки турбины или другими причинами.

6 Преимущества при работе интеркулера

Главным образом это эффективность, что уже заложено в принцип работы. После попадания в интеркулер потока воздуха начинает происходить уменьшение давление наддува. Турбулентность остается, но давление при этом падает. Его уровень падения должен быть в пределах 1–2 psi. Дело в том, что если оно снизится слишком сильно, то это отразится на мощности.

Важным показателем считается снижение температуры воздуха. Необходимо знать, что правильно установленный и подобранный прибор позволяет добиться снижения температуры до 70–80 процентов. Это немало, если учесть почти полное сгорание топлива. Кроме того, наблюдается реальный прирост мощности двигателя на 15–25 лошадей. Именно это чаще всего привлекает автоспортсменов.

7 Рекомендации для правильной работы устройства

Особых требований при использовании интеркулера нет, но важно следить, чтобы не произошло ненужного загрязнения и засорения. Не стоит сразу бежать в магазин за новым устройством, тем более что оно не самое дешевое.

Опытные автомеханики советуют попробовать провести восстановительные работы. Для этого нужно залить в интеркулер бензин и хорошо прополоскать. После слива достаточно продуть все сжатым воздухом.

Спортсмены и любители погонять на автомобиле хорошо знают этот промежуточный охладитель. Фактически он уже стал частью системы турбонаддува. Установку сможет провести любой автолюбитель, который использует дизель. Однако если нет уверенности в своих силах, то надо обратиться к специалисту, который поможет с выбором и монтажом. Не стоит отказываться от интеркулера, позволяющего улучшить работу двигателя. Вложенные деньги быстро себя окупят.

8 Интеркулеры вода-воздух от BMW X5M

Принцип работы интеркулера: как снять, промыть и установить своими руками

string(10) "error stat"

Принцип работы интеркулера такой же, как и у радиатора охлаждения двигателя, обеспечивающего теплообмен между рабочим телом и атмосферой. Охлаждение интеркулера бывает двух типов:

• схема воздух-воздух предусматривает наличие специального радиатора интеркулера, с помощью которого тепло воздуха отдаётся в атмосферу. Такая конструкция устройства наиболее распространена, благодаря простоте;
• схема воздух-вода основана на том, что воздух после выхода с компрессора поступает в радиатор, охлаждаемый водой. Устройство отличается не только высокой эффективностью и компактными габаритами, но и более сложной конструкцией, которая предусматривает наличие дополнительного радиатора охлаждения жидкости, насоса для её прокачки и блока управления.

Независимо от типа построения системы, работа интеркулера заключается в снижении температуры сжатого турбиной воздуха, для чего он подаётся в радиатор. Интеркулер – это радиатор охлаждения, выполненный в виде набора трубок с хорошей теплопроводностью, которые отводят избыточное тепло в атмосферу и снижают температуру воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя.

Устройство интеркулера и эффективность его использования

Снаружи интеркулер напоминает радиатор с большим количеством ходов, трубок, пластин и прочих элементов, предназначенных для рассеивания тепла. Патрубки имеют максимальную длину для лучшего охлаждения и выполнены без загибов, чтобы избежать потери давления.

Для повышения эффективности отвода тепла к патрубкам приварены дополнительные внешние пластины. Используемый при этом материал обычно медь и алюминий – эти металлы имеют хорошую теплоотдачу.

В автомобиле интеркулер стоит между компрессором и приёмным коллектором. Обычно он установлен под бампером или возле радиатора охлаждения мотора. Встречаются компоновки автомобиля с вариантом установки интеркулера в крыле.

Работа интеркулера очень эффективна, так при понижении температуры воздуха на 10 градусов, мощность двигателя повышается ориентировочно на 3 %. Воздушный вид интеркулеров способен охладить воздух на 50 градусов, что даёт прибавку к мощности мотора в 15 %. Значительно производительнее водные виды систем, понижающие температуру до 70 градусов. Это повышает эффективность работы двигателя на 21 %.

Наряду с положительными сторонами от использования интеркулера, существуют и недостатки:

• снижение давления воздуха. Из-за трения внутри системы рабочее тело теряет часть энергии;
• дополнительная масса, которая доходит до 20 кг;
• в водных системах требуется дополнительная охлаждающая жидкость. Её утечка снижает эффективность устройства в несколько раз.

Однако если интеркулер демонтировать, то система подачи воздуха, рассчитанная на работу с ним, будет не так эффективна.

Чем промыть интеркулер от масла

В некоторых случаях течь масла, например, из трубопровода, соединяющего турбину и картер, приводит к необходимости почистить интеркулер. Связано это с тем, что турбина забрасывает вытекающее из отверстия масло в интеркулер.

Прежде чем промыть интеркулер от масла, необходимо разобраться, как снять интеркулер. Большинство интеркулеров с воздушным видом охлаждения демонтируются в течение нескольких минут, для этого необходимо ослабить хомуты и снять крепёж. Интеркулер с жидкостным охлаждением снимается несколько сложнее, для чего откручиваются все патрубки. Кроме того, нужно определиться, чем промыть интеркулер от масла. Промывать систему необходимо моющим средством, рекомендованным инструкцией, но если такой жидкости не оказалось под рукой, или её сложно найти, то может подойти универсальная химия: керосин или уайт-спирит.

При использовании этих жидкостей следует учитывать меры предосторожности, а также избегать их контакта с открытыми участками тела. Запрещается применять для очистки твёрдые предметы, например, нож, щётку и другой инструмент, способный повредить очищаемую поверхность.

После тщательной очистки патрубка интеркулера от масла, нужно избавиться от остатков моющей жидкости. Для этого деталь промывается водой, но не под давлением, чтобы не повредить внутреннюю структуру радиатора. Вода должна иметь комнатную температуру, промывку выполнять до тех пор пока, из интеркулера не пойдёт чистая жидкость.

Используя строительный фен, нужно просушить радиатор, выбрав средний температурный режим. После чего стоит проверить состояние патрубков, и в случае наличия в них трещин, заменить. Установка интеркулера выполняется с плотным зажимом всех патрубком хомутами.

Таким образом, не проблема найти, чем промыть интеркулер, гораздо хуже откладывать проведение ремонта на потом. Следует учитывать, что недорогая замена патрубков может сэкономить средства на капитальный ремонт мотора. Если нет возможности самостоятельно диагностировать причины появление масла в интеркулере, обратитесь к профессионалам в сервисный центр.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Что такое интеркулер? Принцип работы и предназначение интеркулера |

В автомобильных двигателях оснащенных турбинами, нагнетаемый воздух подвергается колоссальному сжатию, что неминуемо ведет к нагреванию до температуры около 200°С, в результате чего его плотность снижается. Кроме того, нагреванию способствует турбокомпрессор, который нагревается от выхлопных газов. Снижение плотности ведет к уменьшению давление наддува. Для бензиновых ДВС это чревато высокой вероятностью возникновения детонации, к тому же в выхлопе такого двигателя будет содержаться большая концентрация оксида азота.

Чтобы справиться с этой проблемой, инженерами было придумано довольно простое приспособление, которое занимается охлаждением поступающего воздуха, который подает в турбокомпрессор. Интеркулер (в переводе с англ. Intercooler – промежуточный охладитель) охлаждает воздух до 50-60°С, что делает качество воздуха гораздо лучшим и позволяет лучше наполнить цилиндры, следовательно повысить производительность и мощность двигателя.

Доказано, что снижение температуры воздуха всего на 10°С дает прибавку мощности около 3%, кроме того процесс сгорания горючей смеси происходит более эффективно, происходит экономия топлива, а выбросы в атмосферу существенно снижаются. Общая эффективность от установки интеркулера может достигать 20% увеличения мощности силового агрегата.

Есть и другие стороны использования интеркулера, дело в том, что вместе с охлаждением воздушного потока, интеркулер выступает также в роли дополнительного препятствия для этого же потока, тем самым снижая давление наддува. Именно по этой причине установка интеркулера — это всегда спорный вопрос, необходимо быть профи для того чтобы подсчитать, что в итоге получит или потеряет двигатель после этой установки.

Интеркулеры бывают двух типов: с воздушным или водным охлаждением. Охладитель представляет собой теплообменник, в состав которого входит система труб и промежуточных пластин. За счет своей простоты самыми популярными считаются воздушные охладители. Устанавливается интеркулер между впускным коллектором и компрессором.

Для улучшения процесса охлаждения, длина труб охлаждающей камеры специально увеличена, они могут менять свое направление и толщину. Как уже говорилось выше, каждый дополнительный изгиб — дополнительное препятствие для прохождения воздуха, что так или иначе способствует снижению давления в системе турбонаддува. За счет алюминиевых или медных пластин увеличивается полезная площадь поверхности интеркулера, что позволяет повысить и ускорить процесс отдачи тепла, эта идея позаимствована у радиаторов.

Где расположен интеркулер воздушного типа.

Как правило, интеркулер устанавливается под капотом, в местах большого встречного потока воздуха. Классическим считается расположение непосредственно перед радиатором системы охлаждения, реже встречается расположение интеркулера над мотором, в таком случае для его охлаждения необходим воздухозаборник в крышке капота. В некоторых автомобилях интеркулер получает принудительное охлаждение через так называемые «жабры», которые прорезаются в боковой части передних крыльев автомобиля.

Вариант классического расположения интеркулера в передней центральной части перед радиатором:

Вариант расположения интеркулера над двигателем:

Вариант расположения интеркулера на уровне бампера (для эффективной работы необходимы воздухозаборники в бампере):

Интеркулер с водяным охлаждением обладает рядом преимуществ, с которым довольно сложно поспорить:

Компактность. Небольшой размер водяного охладителя позволяет установить его в любом свободном месте.

Эффективный теплоотвод. Вода намного лучше и быстрее отводит тепло от нагревающихся поверхностей, увеличивая производительность интеркулера.

Есть у водного охлаждения и недостатки. Сложность конструкции — пожалуй, единственный недостаток этого типа охлаждения интеркулера. Кроме водяного теплообменника в системе обязательно должен присутствовать электронный блок управления, воздушный радиатор, водяная помпа и система патрубков. В паре с штатной системой охлаждения двигателя эти компоненты образуют сложную двухконтурную охладительную систему. Именно по этой причине водный тип охлаждения наддувочного воздуха интеркулера используется довольно редко, как правило, только в тех случаях, когда установка воздушного типа охладителя — невозможна.

Источник: avtopulsar.ru

Принцип работы интеркулера

Интеркулер в автомобиле: принцип работы устройства

Многие автомобили с мощными турбинными двигателями содержат в своей конструкции не совсем привычную деталь — интеркулер. 

Интеркулер – уникальная в техническом плане деталь турбированного двигателя, благодаря которой автомобиль получает дополнительно 15-20 лошадиных сил без опасных последствий. При возникновении проблем ремонт нужно производить незамедлительно, в противном случае турбина двигателя начнёт терять мощность, и со временем силовой агрегат выйдет из строя.

Схема детали и её расположение в моторе

Внешне интеркулер напоминает радиатор, состоящий из пластин и патрубков. С целью дополнительного охлаждения воздуха к трубкам приварены медные или алюминиевые пластины.

В двигателе деталь монтируется между впускным коллектором и компрессором турбины. Крепится она в передней части мотора ниже радиатора, либо над двигателем. В некоторых моделях машин интеркулер расположен в крыльях.

Принцип работы интеркулера и его влияние на мощность мотора

Повышение мощности происходит благодаря способности интеркулера снижать температуру воздуха до 55-60 градусов. Качество воздуха, поступающего в турбокомпрессор, от этого улучшается, что способствует лучшему наполнению им цилиндров и повышению производительности мотора.

Технология оправдывает себя на 100%, поскольку снижение температуры воздуха всего на 10 градусов даёт мотору от 3 до 5 процентов мощности. Отсутствие интеркулера или его неисправность приводит к чрезмерному, порой до 200 градусов, разогреву всасываемого турбиной воздуха. Это в свою очередь снижает мощность мотора, а впоследствии может привести к его поломке.

Работа интеркулера влияет на расход топлива. Горючая смесь сгорает эффективнее, а значит, необходимое количество бензина также снижается. Эффективность детали измеряется показателями снижения температуры двигателя по сравнению с температурой окружающего воздуха. Дополнительно интеркулер уменьшает давление наддува, благодаря создаваемому этой деталью сопротивлению. Для хорошего интеркулера можно считать приемлемым показатель падения давления в 1-2 psi.

Виды интеркулеров

Воздушный

Интеркулер простой конструкции представляет собой ряд трубок, соединённых между собой рядами пластин. По сути, предназначение детали – пропуск по трубкам поступающего извне воздуха. Пластины позволяют увеличить площадь теплоотдачи, и за счёт этого воздух успевает охладиться, прежде чем попадёт в турбину.

Воздушный интеркулер позволяет снизить температуру подаваемого в турбину воздуха на 40-50 градусов, что даёт от 12 до 15 % роста мощности двигателя. Эффективность работы детали можно оценить только на скорости выше 30-40 км/ч.

Интеркулер в автомобиле: принцип работы устройства и способы ремонта своими руками В воздушном интеркулере, также известном как «воздух-воздух», в качестве охладителя выступает поток надвигающегося воздуха

Воздушные модели устанавливают в трёх местах:

1. Под капотом, непосредственно над двигателем.
2. За передним бампером.
3. В боковых пространствах крыльев.

Второй и третий вариант установки более целесообразны и встречаются чаще, поскольку обеспечивают интенсивность обдува. Воздушный интеркулер чаще всего устанавливается на внедорожниках и грузовиках.

Недостатками воздушных моделей считаются их большая масса и внушительные размеры.

Водный

В качестве охладителя в нём выступает вода, которая справляется с задачей гораздо эффективнее. Водяной интеркулер более компактный и не занимает много места под капотом авто. Хотя при его установке приходится находить пространство для насоса и датчика температуры. Но эффективность работы такого вида детали в несколько раз выше.

В среднем водный интеркулер понижает температуру на 60-70 градусов. В более совершенных и дорогих моделях в качестве охладителя выступает жидкость-хладагент: тосол, антифриз, жидкий азот. За счёт свойств таких ОЖ теплоотдача увеличивается вдвое по сравнению с моделями, работающими на воде.

Жидкость гораздо интенсивнее поглощает тепло, потому интеркулеры типа «вода-воздух» гораздо эффективнее своих воздушных собратьев

Однако у такого типа детали есть и некоторые минусы. У водяной модели более сложная конструкция. Работу детали регулируют водяной насос, датчик температуры и блок управления. Это приводит к повышению стоимости конструкции и сложности ремонта в случае поломки. Поэтому в моделях более низкого ценового диапазона используются в основном воздушные интеркулеры. Кроме того, данное устройство требует систематического контроля охлаждающей жидкости.

Устройство и принцип работы

Это довольно простое устройство, по своему внешнему виду напоминающее радиатор охлаждения в двигателях внутреннего сгорания. Принцип работы также не отличается сложностью — разогретый воздух охлаждается благодаря прохождению через систему трубок и сот, где на него воздействует либо жидкость, либо встречный поток охлажденного газа.

Таким образом по принципу охлаждения выделяют два основных типа:

• воздух — вода;
• воздух — воздух.

Устанавливают радиатор интеркулера в различных местах под капотом: со стороны левого или правого крыла, непосредственно за бампером перед основным радиатором охлаждения, сверху над мотором. Большинство автопроизводителей устанавливают решетку интеркулера либо сбоку возле крыла, либо за бампером, так как площадь охлаждения будет большей, соответственно работать устройство будет более эффективно.

Стоит заметить, что даже при охлаждении входящего атмосферного кислорода на 10 градусов можно достичь улучшения тяговых показателей силового агрегата на 5 процентов. Более того, согласно исследованиям, охлажденный воздух можно дополнительно сжимать, из-за чего его объем поступления в цилиндры увеличивается.

//www.youtube.com/embed/wUVfKJsPc8s

 

Изделие устанавливают в передней части авто, позади бампера или радиаторной решетки (между впускным коллектором и турбонагнетателем). Это позволяет агрегату захватывать первый, прохладный воздух, идущий в машину. В процессе работы устройство охлаждает попадающие в него воздушные массы почти на 70%.

Интеркулер можно установить и на нетурбированном моторе, но в этом нет никакой необходимости, так как такие силовые агрегаты используют не сжатый, а обычный воздух.

Теплообменник этого типа не просто понижает рабочую температуру и предупреждает преждевременный износ двигателя, но и позволяет улучшить эксплуатационные характеристики авто.

 

 

Почему такой элемент не встретить на атмосферных ДВС? В таких двигателях кислород поступает за счет разрежения во впускной системе (оно создается, когда поршень двигается вниз). На турбированных же воздух нагнетается принудительно крыльчаткой компрессора. Так как кислорода больше, а объем впускной системы маленький (не более чем на атмосферных ДВС), то он начинает сжиматься. Из законов физики мы знаем, что при сжимании воздух нагревается. Чем это вредно? Горячий воздух – враг ДВС. Он влияет на производительность мотора, также может случиться детонация. Чем холоднее воздух, тем лучше. Поэтому интеркулер и устанавливается на турбированные авто (зачастую его устанавливают за фильтром перед коллектором).

Устройство

Внешне данный элемент схож с обычным радиатором. Он также имеет множество пластин и ходов. Еще в устройстве имеются охлаждающие патрубки. Они делаются максимально длинными. Также важно, чтобы трубки были прямыми, иначе они могут загибаться, что приведет к потере давления. Дополнительно к патрубкам привариваются пластинки. Это нужно для более эффективной отдачи тепла. Обычно в качестве материала для радиатора выбирается алюминий или медь. У этих металлов максимальная теплопроводность. Устанавливается данный элемент, как мы уже сказали, между впускным коллектором и турбокомпрессором. Обычно его прячут под передним бампером. Иногда ставят возле основного радиатора охлаждения.

Дает ли это результат?

Насколько эффективен интеркулер в турбированном автомобиле?

Как показывает практика, данный элемент очень важный и эффективный.

Охлаждение воздуха на 20 градусов дает шестипроцентный прирост мощности.

А так как интеркулер способен охладить воздух сразу на 50-60 градусов, это увеличивает производительность мотора более чем на 15 %.

Если говорить про жидкостные системы, они способны охладить воздух на 70-80 градусов. А это уже практически четверть общей мощности ДВС. 

Можно ли закрывать интеркулер зимой на дизеле?

Некоторые владельцы интересуются, можно ли закрывать данный элемент и принесет ли это результат. Нужно сказать, что холодный воздух (даже отрицательной температуры) не вреден для двигателя. Но вреден конденсат, который может скапливаться из-за разницы температур. 

Закрывать радиатор есть смысл, когда температура окружающего воздуха ниже -25 градусов. Если же автомобиль используется по городу или по глубокому снегу, радиатор лучше оставлять открытым. Мотор напрягается сильнее, чем при езде по трассе, поэтому воздух должен охлаждаться обязательно. При комбинированном режиме (город-трасса) лучше закрывать радиатор наполовину.

Что касается езды по трассе, здесь лучше закрывать интеркулер (если температура воздуха ниже -25). 

Можно ли убирать его?

Некоторые автовладельцы задумываются над тем, чтобы убрать данную конструкцию, основываясь на одном из недостатков (воздух проходит медленнее, что снижает эффективность турбины). Но специалисты не советуют идти на подобные меры. Увеличить мощность таким образом не получится. Более того, из-за горячего воздуха она, наоборот, существенно упадет. К тому же мотор и система впуска не рассчитаны на столь высокие температуры. Поэтому демонтаж интеркулера может только навредить.

 

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Интеркулер — ТУРБО-ТЕХ Москва

Зачем в машине интеркулер, в чем его функция?

Интеркулером называется важный промежуточный элемент между цилиндрами двигателя и системой подачи воздуха, который отвечает за функцию охлаждения мотора. Данная деталь может стоять и на бензиновых, и на дизельных двигателях. Другим языком основной задачей интеркулера является теплообмен, то есть охлаждение воздуха из воздушного потока, который выделяется при сжатии. Он не только делает поступающий воздух холоднее, но так же увеличивает его плотность. Это помогает в создании горючего и увеличивает давление внутри цилиндра.

Чем холоднее воздух, попадающий в двигатель, тем выше у него плотность, а значит, его может больше поступить внутрь мотора, что приводит к высокому давлению внутри. При высоком давлении на цилиндры двигатели, горючая смесь становится в разы насыщенней. Например, все знают, что летом автомобиль лучше работает ночью – когда температура намного ниже, чем днем. А чтобы всегда ваш авто был мощнее интеркулер купить следует обязательно.

Внутри турбированного двигателя воздух может нагреваться до 150 градусов и выше. Это происходит из-за сжатия, а так же в связи с тем, что часть температуры передается из выхлопных газов автомобиля. Конечно же высокие температуры очень плохо сказываются на работе турбонаддува, а из-за этого интенсивность работы заметно снижается именно для этого и устанавливается интеркулер.

Принцип работы и его функция

Интеркулер по внешнему виду очень напоминает радиатор большого размера, но с множеством разнообразных патрубков, пластин и всяких ходов. То есть интеркулер своего рода теплообменник, рассеивающий тепло внутри себя по разным частям агрегата. Чем длиннее охлаждающие патрубки, тем выше степень охлаждения воздуха. Так же они должны быть полностью прямые. Если патрубки будут иметь в своем строении, какие либо изгибы, это приведет к потере общего давления воздуха.

Для того чтобы максимально быстро и качественно происходил эффект охлаждения внутри парубков, к ним следует приварить внешние дополнительные пластины из меди или алюминия, у них теплоотдача самая высокая. Благодаря дополнительным пластинам становится интеркулер универсальный.

По принципу работы интеркулера можно понять, что устанавливать его следует между впускным коллектором автомобиля и компрессором главной турбины. Прячут интеркулер под бампер машины, либо рядом с охладителем двигателя, то есть радиатором. Но интеркулеры бывают разные, в зависимости от типа системы их устанавливают в разных частях автомобиля. Обычно покупая интеркулер, цена радует автомобилиста – он не дорогой.

Какие бывают и чем отличаются

На сегодняшний день на автомобильном рынке можно приобрести два вида интеркулеров:

1. Воздушный интеркулер охлаждает воздух при помощи набегающего эффекта. То есть чем быстрее вы едете на своем автомобиле, тем быстрее происходит охлаждение воздуха и тем выше давление внутри двигателя.

2. Водяной интеркулер охлаждает воздух при помощи постоянной циркуляции жидкостей.

Из этих двух типов интеркулеров самым простым является воздушная система, но у неё есть и недостатки, она очень громоздкая. Кроме того воздушная система может быть не эффективной при медленном движении автомобиля. Именно в связи с этим, современные компании производители устанавливают внутри машины водяные интеркулеры. Из их преимуществ можно выделить два главных достоинства – он в несколько раз компактней, а циркуляция охлаждающей жидкости намного качественней охлаждает воздух. Интеркулер на ВАЗ так же можно найти в магазине автомобильных запчастей.

Преимущества и недостатки

В чем преимущества любого интеркулера перед другими устройствами охлаждения? Только интеркулер позволяет воздуху охладиться на 10 градусов, это в свою очередь приводит к тому, что рост производительности и мощности двигателя увеличивается на 3% от обычной работы. Даже современные воздушные типы интеркулеров способен охладить воздушные потоки на 50 градусов Цельсия. Что в свою очередь увеличивает прирост к мощности агрегата до 15%. Но водяные интеркулеры от современных производителей имеют и того более высокие показатели охлаждения воздушных потоков. Водяной агрегат охлаждения позволяет охладить воздух на 70 градусов Цельсия, а это значит прирост к общей мощности двигателя на 21%.

Именно в связи с этими преимуществами, в современных системах автомобиля интеркулер просто необходим – так вы значительно повысите работоспособность машины. Главное знать, что интеркулер можно устанавливать только на турбированные двигатели – с другими они не совместимы.

Но при этом интеркулер обладает и недостатками, их несколько:

1. Понижение давления – связано это с тем что поток проходит сквозь большое количество трубок. А как известно это вызывает сжигание части энергии.

2. Большой вес. Вес интеркулера может достигать 20кг, а это приводит к повышению общей массы автомобиля. То есть машина будет намного медленней двигаться.

3. Водные интеркулер постоянно требует охлаждающей жидкости, поэтому вам нужно будет тратить дополнительно время и на то чтобы следить за агрегатом.

Что такое интеркулер? Как работает интеркулер?

На турбодизельном двигателе всегда учитывается наличие интеркулера. Причина в том, что турбокомпрессор и промежуточный охладитель представляют собой комплект воздуховодов на дизельном двигателе. Мы уже обсуждали функцию турбокомпрессора, тогда какова функция интеркулера и как он работает?

Определение интеркулера

Название Intercooler состоит из двух слов «inter», что также означает «внутренний», и «cooler», что означает охлаждающее устройство.Интеркулер — это устройство, используемое для внутреннего охлаждения воздуха.

Это можно интерпретировать как то, что всасываемый воздух, который будет вводиться в камеру сгорания, будет проходить через промежуточный охладитель, чтобы воздух мог достичь более низкой температуры.

Почему нужно снизить уровень всасываемого воздуха?

Мы знаем, что турбокомпрессор связан с высокотемпературными выхлопными газами. Если всасываемый воздух проходит через турбокомпрессор, температура воздуха наверняка повысится. И есть некоторые негативные последствия, связанные, в частности, с этой высокой температурой воздуха;

1.Меньше воздуха в камеру сгорания

Исходя из закона идеального газа, чем выше температура воздуха, тем большая молекула воздуха / расширяется. Если молекула воздуха большая, то в камере сгорания может разместиться всего несколько молекул воздуха. Так мощность двигателя снижается.

2. Предварительное зажигание

Предварительное зажигание — это возгорание, которое происходит до отсчета времени, или, можно сказать, раннее возгорание. Это происходит из-за того, что температура воздуха внутри камеры сгорания очень высока до достижения тайминга.В бензиновых двигателях это приведет к преждевременному зажиганию, похожему на стук.

С промежуточным охладителем воздух, поступающий в камеру сгорания, имеет более низкую температуру. Когда температура воздуха низкая, молекулы воздуха становятся меньше, так что воздух в камере сгорания будет более плотным (с большей массой). Это повысит мощность сгорания.

Принцип работы интеркулера

Интеркулер работает по принципу термодинамики, точнее внутри интеркулера будет происходить конвекция и теплопроводность.Это передача тепла за счет движения жидкости (газа).

Как это работает?

Как и на картинке выше, конструкция интеркулера состоит из нескольких патрубков. Между трубой размещены воздушные ребра. Эти воздушные ребра предназначены для поглощения тепла из воздуха внутри труб, при этом происходит теплопроводность.

Воздух, выдыхаемый турбонагнетателем, поступает в трубы промежуточного охладителя. Тепло будет поглощаться трубками промежуточного охладителя и ребрами промежуточного охладителя. С другой стороны, есть порыв наружного воздуха, который проходит через ребра промежуточного охладителя.В это время происходит тепловая конвекция, тепло, содержащееся в ребрах промежуточного охладителя, будет передаваться воздуху, проходящему через них. Таким образом, температура воздуха внутри трубок промежуточного охладителя ниже.

Кто дышал наружным воздухом через интеркулер?

Это вентилятор охлаждения, промежуточный охладитель установлен перед радиатором. Таким образом, при вращении охлаждающего вентилятора охлаждается не только радиатор, но и интеркулер.

Интеркулер без турбонагнетателя, может ли он работать?

Из-за этих преимуществ многие владельцы транспортных средств хотят модифицировать двигатель, добавив в свой автомобиль интеркулер.Но, если вы устанавливаете с турбонаддувом, это должно быть сложно. Тогда можно ли добавить интеркулер без турбо?

Очевидно будет сложно, конструкция интеркулера состоит из небольших трубок. Это заставит воздух обдувать. В результате двигатель будет сдерживаться из-за обдува всасываемого воздуха и не сможет достичь максимальных оборотов. Однако с турбонаддувом воздух может быть легче, потому что воздух становится сильнее.

Тип интеркулера

Существует два распространенных типа интеркулеров, т.е.

1.Воздухо-воздушный промежуточный охладитель

Воздух-воздушный промежуточный охладитель описан выше. Для охлаждения всасываемого воздуха используется наружный воздух, выдыхаемый охлаждающим вентилятором.

2. Воздухо-водяной промежуточный охладитель

Как следует из названия, промежуточный охладитель использует охлаждающую жидкость двигателя для снижения всасываемого воздуха внутри промежуточного охладителя. Как это работает ? холодная вода будет прокачиваться через ребра интеркулера. После этого вода будет отправлена ​​в радиатор для охлаждения, после того, как температура воды вернется, вода перекачивается обратно в интеркулер.

Это все, чем я могу поделиться и, надеюсь, дополнить наше понимание. Если у вас есть вопросы, оставьте комментарий ниже.

Общие сведения о техническом обслуживании промежуточного охладителя воздушного компрессора

Функции интеркулеров

Основная функция промежуточного охладителя воздушного компрессора заключается в охлаждении воздуха перед тем, как он перейдет на следующую ступень сжатия. Благодаря более высокой плотности холодного воздуха его легче сжимать, чем горячего воздуха. В идеале воздух должен быть максимально приближен к температуре окружающего воздуха.Обычно интеркулер способен охлаждать сжатый воздух в пределах 20-30 градусов от температуры окружающего воздуха.

Процесс охлаждения начинается с подачи холодной воды в интеркулер и коллектор по трубкам. Ребра, прикрепленные к трубкам, добавляют стабильности и помогают увеличить площадь охлаждающей поверхности. Использование трубки 3/8 дюйма вместо трубки 5/8 дюйма позволяет включить большее количество трубок в пучок, что является еще одним способом увеличения площади поверхности.

Влага из воздуха с более низкой скоростью конденсируется и отделяется от воздуха при прохождении через промежуточный охладитель.Влага отводится из компрессора через клапан, расположенный в нижней части кожуха промежуточного охладителя. Этот метод удаления предотвращает потерю ценного сжатого воздуха, увеличивая общую эффективность компрессора, поскольку не требуется сжимать увлеченную воду, удаляемую во время процесса промежуточного охлаждения. Этот процесс удаления частиц воды также снижает эрозию рабочего колеса, что обеспечивает долговременную работу компрессора. Охлажденный воздух с пониженной влажностью затем проходит следующую стадию сжатия, на которой повторяется процесс промежуточного охлаждения.

Обслуживание интеркулера

Поддержание чистоты промежуточных охладителей — жизненно важный компонент планового профилактического обслуживания многоступенчатого компрессора. Комплекты наших промежуточных охладителей легко проверять и чистить, так как вся оболочка снимается с устройства. Регулярный осмотр этих компонентов может снизить степень загрязнения компрессора. Загрязнение или накопление инородных материалов внутри промежуточного охладителя может вызвать коррозию и образование лака на деталях компрессора.

Работа с грязными промежуточными охладителями увеличивает риск повышения температуры воздуха и снижает плотность воздуха во время сжатия.Это может привести к уменьшению диапазона изменения и вызвать скачок давления, что отрицательно скажется как на эффективности, так и на производительности.

FS-Elliott предлагает четыре различных материала для трубок промежуточного охладителя. Каждый материал предлагает различные уровни отказоустойчивости, теплопередачи и рентабельности, как показано в Таблице 1. Кроме того, более важная информация о техническом обслуживании подробно описана в нашем проспекте «Решения для вторичного рынка — Обслуживание промежуточного охладителя».

Таблица 1: Материалы трубок промежуточного охладителя

Материал трубок промежуточного охладителя	Свойства материала
Медь	Лучшая теплопередача Наименее эластичный
Cu-Ni	Более эластичный Хорошая теплопередача Дороже
Адмиралтейство	Очень эластичный Очень дорого Хорошая теплопередача
Нержавеющая сталь	Очень эластичный Сравнительно недорогой Пониженная теплопередача

Запланировать осмотр интеркулера сегодня

Свяжитесь с местным уполномоченным представителем торговых партнеров FS-Elliott, чтобы запланировать проверку промежуточного охладителя для вашего центробежного компрессора.

Что он делает и что вам нужно — Burns Stainless

Когда дело доходит до двигателей с турбонаддувом или наддувом, работа на бензине требует, чтобы интеркулер почти наверняка стал частью уравнения. Но что на самом деле делает интеркулер и как определить, какие детали вам понадобятся для сборки, иногда может быть загадкой.

По своей сути интеркулер — это теплообменник. В промежуточном охладителе типа воздух-вода теплообмен происходит между входящим воздухом и водой, протекающей через промежуточный охладитель — тепло от ваших наддувных труб передается воде, а более прохладный и плотный воздух направляется через другую сторону.Одним из ключевых преимуществ этого типа конструкции является то, что, в отличие от промежуточных охладителей воздух-воздух, промежуточный охладитель воздух-вода может быть установлен практически в любом месте вдоль маршрута трубопровода наддува, при условии, что есть средства для подачи воды в него и из него. .

Посмотрите на ядра Garrett, которые Chiseled Performance использует в своих сборках мощностью 1000 л.с.

Тем не менее, это также более сложная конструкция, чем система промежуточного охладителя воздух-воздух, требующая дополнительных компонентов, таких как трубки и фитинги для протекания воды, и здесь необходимо учитывать не только надежность, но и максимальную эффективность. расход для поддержания эффективности интеркулера.

Работа промежуточного охладителя заключается в том, чтобы забирать наддуванный воздух и делать его более плотным, чтобы в цилиндр для сгорания поместилось больше воздуха. Нагнетатели и турбокомпрессоры выделяют тепло, когда создают давление, необходимое для уплотнения заряда воздуха. Это тепло соответствует менее плотному горячему воздуху, что, в свою очередь, означает меньшее количество воздуха, с которым двигатель будет работать при каждом сгорании, и приводит к меньшей мощности.

Кроме того, это тепло также приводит к более высокой температуре цилиндра, что может привести к преждевременной детонации в цикле сгорания, что лишает двигатель дополнительной потенциальной мощности.Промежуточный охладитель помогает поддерживать низкие температуры цилиндров и тем самым позволяет поддерживать синхронизацию двигателя, получая при этом еще больше мощности.

Чтобы максимально увеличить мощность, которую вы можете получить — и надежно поддерживать — с вашей системой принудительной индукции, ключом является поддержание вашего интеркулера как можно более эффективным, а с системой промежуточного охладителя воздух-вода, что означает выбор вашей сердцевины, трубы и фитинги должным образом, чтобы поддерживать оптимальный поток через систему, и размер ваших компонентов, соответствующий типу конструкции, с которой вы собираетесь их использовать.

Чтобы помочь нам определить, как этого добиться, мы поговорили с людьми из Garrett Turbo, Chiseled Performance, Burns Stainless и Fragola Performance, чтобы обсудить, как каждый из продуктов их компаний вписывается в уравнение и как лучше всего определить, что вам нужно.

Оценка ситуации

Первое и наиболее очевидное соображение — сколько места у вас есть для работы. Первым логичным шагом является определение того, где вы хотите установить интеркулер и сколько места у вас будет в этом пространстве.

Chiseled Performance объединяет свои 3000-сильные сборки с тремя из 1000-сильных ядер Garrett. Фитинги для воды имеют размер 1 ¼ дюйма NPT (национальная трубная резьба) и могут быть обращены вперед или назад.

«Я в основном спрашиваю, что это за установка. Какая цель в лошадиных силах? Какую максимальную величину наддува вы хотите запустить? Это будет уличный автомобиль или он предназначен только для гонок? » говорит Роберт Рохас из Chiseled Performance.

Вы захотите уделить некоторое внимание размеру нагнетателя или турбонагнетателя, который будет определять такие параметры стороны наддувочного воздуха, как массовый расход наддувочного воздуха, температура воздуха, выходящего из агрегата, и температура воздуха на входе интеркулер.

Для скорости разгона до 100 км / ч вам нужно, чтобы падение давления было как можно меньше, чтобы уменьшить турбо-задержку и улучшить отзывчивость двигателя. — Стивен Бродбент, Garrett Performance

«Вы должны учитывать предполагаемые условия движения», — говорит Стивен Бродбент, технический директор компании Garrett Thermal Products for Turbo. «Для скорости от 0 до 60 миль в час вам нужно, чтобы падение давления было как можно меньше, чтобы уменьшить турбо-задержку и улучшить отзывчивость двигателя. Для работы на гусеницах, когда у вас постоянно высокие скорости и нагрузки, падение давления все же учитывается, но это не вызывает особого беспокойства.”

Расход

Когда дело доходит до разработки новейших технологий, определение эффективности их продукции сводится к анализу потоков для Garrett. «Мы все шире используем программное обеспечение для компьютерного анализа, чтобы оптимизировать распределение потока и минимизировать падение давления. Эти программы также помогают сбалансировать возможности отвода тепла обоих кулеров в системе (низкотемпературный радиатор и сам интеркулер) для оптимизации производительности », — поясняет Бродбент.

Тип насоса, используемого для низкотемпературного радиатора, будет определять расход в зависимости от того, сколько перепада давления имеется во всей системе, и промежуточный охладитель составляет довольно значительную часть этого, и его следует учитывать.«Более низкий перепад давления означает больший расход, более высокий перепад давления означает меньший расход», — говорит Бродбент.

Как это обычно бывает во всем, что касается производительности, тепло является врагом эффективности, поэтому обеспечение адекватной скорости потока в системе для поддержания низких температур является ключевым моментом.

Кроме того, температура охлаждающей жидкости на входе в промежуточный охладитель является еще одним фактором, который следует учитывать, и в значительной степени определяется размером и характеристиками низкотемпературного радиатора в системе — низкотемпературный LTR будет иметь негативное влияние на производительность воздуха в систему полива, не подавая достаточно холодной охлаждающей жидкости для обеспечения желаемой теплопередачи в промежуточном охладителе.

Трубки подходящего размера

Размеры трубок, используемых в вашей системе, также могут иметь большое влияние на эффективность. Диаметр никогда не должен превышать диаметр выпускного отверстия промежуточного охладителя и впускного отверстия корпуса дроссельной заслонки.

Размещение

Мы видели интеркулеры, установленные во множестве разных мест — иногда в приборной панели, другие сборки размещают их ближе к пассажирскому сиденью или даже дальше в салоне автомобиля.Это может показаться произвольным — возможно, из-за лучшего места для доступа или даже из эстетических соображений, но то, где вы устанавливаете интеркулер, может иметь большое влияние на его производительность.

«Это лучшая практика, которая обеспечит лучший отклик системы за счет уменьшения сложности системы», — поясняет Бродбент. «Чем короче все линии, тем лучше — чем больше объем, с которым вам придется бороться, тем больше будет турбо-лаг в системе. Более длинные и сложные воздуховоды увеличивают падение давления и уменьшают плотность воздуха, что отрицательно сказывается на выработке энергии двигателем.”

Рохас говорит нам, что в большинстве моделей с высокой мощностью, которые он видит, определяющий фактор часто основан на ограниченном пространстве внутри автомобиля. «Большинство охладителей воздух-вода устанавливаются в зоне пассажирского сиденья или в зоне заднего сиденья, но некоторые из них, например IC2000, могут быть установлены в приборной панели некоторых автомобилей. Некоторые также устанавливают радиаторы спереди в моторном отсеке, если позволяет пространство ».

Сложность часто приравнивается к задержке, когда дело доходит до водопровода в принудительной индукционной установке.Но в установках с высокой мощностью, созданных для гусеницы, размерные ограничения часто диктуют размещение, а отзывчивость на низких оборотах не является приоритетом.

Оптимизация потока

Как и в случае с воздушной частью уравнения, лучший способ оптимизации потока через систему — это снижение сложности. Более длинные линии с более крутыми изгибами увеличат падение давления, что, в свою очередь, приведет к уменьшению потока охлаждающей жидкости и снижению охлаждающей способности низкотемпературного радиатора и промежуточного охладителя.

«Мы используем сердечники Garrett для блоков мощностью от 2 000 до 4 000 лошадиных сил и сердечник Bell для IC2500. Для них, конечно, требуется резервуар для воды и насос для их охлаждения. Наши основные размеры резервуаров для воды — пять и семь галлонов, хотя мы можем изготовить любой нестандартный размер в соответствии с настройкой », — говорит Рохас.

Системы

Chiseled Performance отличаются эксклюзивной конструкцией цельного воздушного резервуара и четырехдюймовыми входами и выходами. IC2000 (слева) рассчитан на 2000 лошадиных сил, IC3000 до 3000, а IC400 (как вы уже догадались) рассчитан на 4000 лошадиных сил.

Что касается насосов, у Rojas есть некоторые конкретные рекомендации как для диаметра линии, так и для конфигурации выпускной горловины. «Мы используем насосы для заправки резервуаров Rule для наших сборок, поскольку они действительно хорошо работают и очищают установку. Насос Rule 2000 предназначен для IC2000 и IC2500 с линиями диаметром не менее 1 дюйма, а насос Rule 3700 — для охладителей IC3000 и IC4000 с линиями не менее 1 1/4 дюйма. Эти сердечники выигрывают от дополнительного размера линии, и этим насосам не нравится, когда выпускные отверстия закрываются — это просто убивает их поток », — пояснил Рохас.

«Трубки большего размера действительно помогают в потоке воздуха и охлаждении, но их трудно упаковать в автомобиле. — Роберт Рохас, Chiseled Performance»

Каковы размеры впуска и выпуска интеркулера?

«Обычно все наши установки поставляются с 4-дюймовыми входами и выходами в стандартной комплектации, хотя мы сделали несколько 5-дюймовых входов и выходов для клиентов, желающих максимально использовать свою комбинацию. Трубки большего размера действительно помогают в потоке воздуха и охлаждении, но их трудно упаковать в автомобиле », — говорит Рохас.«Автомобили без проблем вырабатывают более 4000 лошадиных сил на 4-дюймовом корпусе, но это большие кубические дюймовые двигатели. Мы сделали несколько промежуточных охладителей с 5-дюймовым вариантом на меньших кубических дюймах, в которых используются турбокомпрессоры или нагнетатели. Эти конструкции позволяют выжать из установки каждую последнюю доступную мощность с наименьшей потерей давления ».

Рохас добавил, что трубки большего размера помогут в потоке воздуха и падении давления, особенно если в системе имеется множество изгибов.Увеличенный диаметр способствует более плавному прохождению воздуха по изгибам, что, в свою очередь, создает меньше тепла. «Он наиболее эффективен на выпускной стороне промежуточного охладителя, поскольку весь этот сжатый воздух может выходить из промежуточного охладителя легче и быстрее».

Но есть один серьезный недостаток, который мешает большинству строителей разрастаться. «Проблема в том, что все эти 5-дюймовые трубки занимают много места — радиус изгибов большой, и в большинстве автомобилей может быть очень сложно установить вертикальное положение».

Вот разница в размерах между Burns Stainless 3.5-дюймовые и 4-дюймовые трубки. Как вы можете себе представить, при прокладке этой трубки по всему автомобилю расхождения в размерах могут быстро накапливаться, в результате чего количество места, с которым вам нужно работать, и количество изгибов, требуемых в системе, вызывают дополнительные опасения.

По этой причине выбор 5-дюймовой установки — редкое явление для сборок Chiseled Performance. «Я бы сказал, что 99 процентов созданных нами промежуточных охладителей рассчитаны на 4-дюймовые установки», — добавил Рохас.

Трубки, зажимы и шланги

Итак, как вы подбираете правильные трубки и зажимы для сборки? Способ соединения между компонентами в вашей настройке также может иметь большое влияние на производительность.Мы решили поработать с трубкой Burns Stainless. Несмотря на свое название, Burns предлагает широкий выбор алюминиевых трубок, в том числе диаметром от 3 до 5 дюймов, в различных конфигурациях; от прямых до 45 градусов до изгибов под 90 градусов.

В то время как многие компании используют алюминий 6063 более низкого качества для своих трубок промежуточного охладителя, Burns Stainless предоставила изогнутые на оправке трубы из алюминия 6061.

Очевидно, что, когда это возможно, вы хотите выбирать размеры трубок, которые соответствуют остальным компонентам системы, но, конечно, не больше, чем выходное отверстие промежуточного охладителя или впускное отверстие корпуса дроссельной заслонки.К сожалению, мир — несовершенное место, и для таких сложных построек иногда требуется компромисс. Вот тут-то и пригодятся переходные конусы.

Мы выбрали 5,0-дюймовую трубку для нашего приложения, так как мы искали наилучшую возможную производительность, наименьшие потери потока и максимальную мощность — и мы были готовы решать проблемы упаковки.

Компания

Burns предоставила нам 15 футов 5,0-дюймовых алюминиевых трубок, 6 секций J-образных изгибов 5,0 дюймов под углом 90 градусов и набор зажимов Burns с V-образной лентой.Качество алюминиевой фурнитуры Burns было выдающимся.

«Чем жестче водопровод, тем лучше», — говорит Винс Роман, технический директор Burns Stainless. Переходные конусы используются для соединения трубок и впускных / выпускных отверстий разных размеров. Силиконовый шланг можно быстро исправить, но он далек от идеала, поэтому по возможности Роман рекомендует использовать алюминиевые конусы для соединения этих компонентов. Поскольку мы использовали все 5 дюймов, у нас действительно не было проблем с необходимостью переходов. Но во многих приложениях это было бы уместно.

«Алюминий не только обеспечивает такие преимущества, как пониженное нагревание, повышенная устойчивость к давлению и общая надежность, вы также получаете дополнительное преимущество в виде лучшего потока за счет гладких стенок внутри соединителей», — добавил Роман.

Алюминиевые фланцы с V-образной полосой являются собственной разработкой компании Burns и используют кольцевое уплотнение.

Для этой сборки Burns предоставил алюминиевые фланцы с V-образным ободом для соединения алюминиевого трубопровода промежуточного охладителя. Эти фланцы представляют собой экономичную альтернативу зажиму Wiggins, где гибкость соединения не требуется.Фланцы изготовлены на станке с ЧПУ из алюминиевой заготовки 6061 и имеют канавку под уплотнительное кольцо для уплотнения. Приварные фланцы доступны для труб размером 2-1 / 2, 3, 3-1 / 2, 4 и 5 дюймов, и для сборки используются зажимы с V-образной лентой 304SS. Фланцы можно приобрести по отдельности или в сборе, включая зажим.

В качестве альтернативы можно использовать другой метод выполнения этих соединений с помощью зажима Wiggins или Hydraflow. Что касается последнего, хомуты Hydraflow обеспечивают осевую гибкость 1/4 дюйма, а также приблизительно четыре градуса углового перемещения, чтобы учесть незначительное смещение стыка, и совместимы со стандартными трубными обжимными кольцами; По сути, предлагая преимущества соответствия требованиям силикона, но с чрезвычайно надежным уплотнением, обеспечивающим преимущества как при установке, так и при техническом обслуживании.

Какие шланги вам понадобятся для сборки? Именно здесь на помощь приходит Fragola Performance Systems. Они предлагают две разные серии шлангов в конфигурации Push-Lok. Шланг серии 8000 имеет температурный диапазон до 300 градусов и имеет внутренний слой из синтетического PKR, покрытый армирующей волоконной оплеткой. Затем шланг оборачивается атмосферостойким текстильным покрытием, которое обеспечивает устойчивость к истиранию. «Этот шланг более чем удовлетворит спрос, который может принести любая сантехника интеркулера», — говорит Джефф Стейси из Fragola.«Эти узлы также вдвое легче узла из нержавеющей стали», — добавил он.

Благодаря диапазону рабочих температур до 300 градусов, максимальному давлению разрыва, превышающему 200 фунтов на квадратный дюйм, и номинальному вакууму более 14 дюймов рт.ст., шланг серии 8000 от Fragola может справиться практически со всем, что вы можете на него бросить.

Новинка 2015 года, Fragola представила шланг Push-Lok -20 и фитинги. Подобен черному шлангу серии 8700, но имеет размер 1 1/4 дюйма, этот шланг может перемещать огромное количество воды — идеально подходит для использования с промежуточным охладителем большого объема.

У

Fragola есть и другие варианты. Шланги серий 8600 и 8700 имеют максимальное давление 250 фунтов на кв. Дюйм. Трубка из синтетического каучука покрыта одним слоем текстильной оплетки, которая сочетается с внешним слоем синтетической цветной резины. У них нет внешней крышки, как у серии 8000, но они доступны в размерах от -4 до -16, тогда как серия 8000 предлагается в размерах от -4 до -12.

Линии серий 8600 и 8700 имеют еще более высокий порог давления и бывают самых разных размеров, хотя у них нет внешней крышки.

Что касается концов шлангов, у Fragola тоже есть решение. Неудивительно, что концы шлангов Push-Lite серии 8000 идеально подходят для их вариантов шлангов Push-Lok. Эти концы шлангов доступны в размерах от -4 до -16 с прямыми, 30, 45, 60, 90, 120, 150 и 180 градусов, а также в прямых и 90 градусов конфигурациях с -20.

Понятно, что существует множество элементов, которые входят в уравнение настройки интеркулера воздух-вода, но с этими основами вы можете погрузиться в процесс, имея представление о том, что вам нужно и откуда это брать.

Что такое охладитель наддувочного воздуха и почему они важны

Дизельные двигатели и турбины работают вместе, как сыр и крекеры. Наука проста: если вы можете нагнетать больше воздуха в двигатель, это приведет к более сильному взрыву и большей мощности.

Звучит достаточно просто, но есть два научных принципа, которые работают друг против друга, вызывая неэффективность системы:

• Сжатие создает тепло
• Горячий воздух менее плотный, чем холодный

Для максимальной мощности и эффективности воздух, поступающий в двигатель, должен быть прохладным.Более плотный воздух означает большее количество молекул кислорода в меньшем пространстве, что позволяет произвести более крупный взрыв. К сожалению, когда турбонагнетатель сжимает воздух, он также выделяет тепло. Горячий воздух, поступающий в двигатель, содержит меньше кислорода, что отрицательно влияет на мощность, крутящий момент и выбросы.

Охладители наддувочного воздуха, также известные как промежуточные охладители, действуют как посредник между турбонаддувом и двигателем. Они сидят перед радиатором грузовика, забирают горячий сжатый воздух из турбонагнетателя и охлаждают его, прежде чем он достигнет двигателя.Это увеличивает эффективность и мощность двигателя.

Как работает охладитель наддувочного воздуха?

Охладитель наддувочного воздуха предназначен для снижения температуры сжатого воздуха от турбонагнетателя перед его поступлением во впускной коллектор.

Сжатый воздух от турбонагнетателя направляется в охладитель. Горячий воздух проходит через несколько небольших трубок в сердечнике охладителя наддувочного воздуха, который охлаждает воздух, поддерживая давление. Охладитель наддувочного воздуха снижает температуру с ~ 450 ° F (от турбонагнетателя) до ~ 40 ° F выше температуры окружающего воздуха на входе во впускной коллектор.

Ваш грузовик заслуживает Dura-Lite

^™ Evolution ^® Охладитель наддувочного воздуха

Если вам нужен лучший охладитель наддувочного воздуха, не ищите ничего, кроме Dura-Lite. Все охладители наддувочного воздуха изготовлены из алюминия. Алюминий — отличный материал для отвода тепла от воздуха с турбонаддувом, но у алюминия есть один недостаток. Алюминий сильно расширяется и сжимается при изменении температуры. В конце концов, это расширение и сжатие приведет к тому, что все охладители оригинального типа начнут протекать и выходить из строя.Охладители наддувочного воздуха Dura-Lite Evolution уникальны тем, что в них используются гибкие уплотнения на каждой трубке. Уплотнение позволяет трубкам свободно расширяться и сжиматься. Это означает, что кулер Dura-Lite Evolution прослужит дольше и выдержит интенсивное использование. Вот почему мы единственная компания, которая может предложить непревзойденную 7-летнюю гарантию на миллион миль.

Доверьтесь Dura-Lite, чтобы гарантировать, что ваш грузовик сможет выдержать злоупотребления на работе. Чтобы узнать больше о том, как охладитель наддувочного воздуха Dura-Lite Evolution может помочь вам в выполнении работы, свяжитесь с нами сегодня.Мы всегда рады ответить на ваши вопросы!

Как работают нагнетатели | HowStuffWorks

В обычном четырехтактном двигателе один такт используется для впуска воздуха. Во время этого процесса происходят три вещи:

1. Поршень движется вниз.
2. Это создает вакуум внутри цилиндра.
3. Вакуум заставляет воздух при атмосферном давлении всасываться в камеру сгорания.

Как только воздух попадает в двигатель, его необходимо объединить с топливом для образования заряда — пакета потенциальной энергии, который можно превратить в полезную кинетическую энергию посредством химической реакции, известной как сгорание .Свеча зажигания инициирует эту химическую реакцию, воспламеняя заряд. Когда топливо подвергается окислению, выделяется много энергии. Сила этого взрыва, сосредоточенная над головкой блока цилиндров, толкает поршень вниз. Движение, создаваемое движением поршня, в конечном итоге передается на колеса.

Если добавить в заряд больше топлива, взрыв будет более мощным. Но вы не можете просто закачать больше топлива в двигатель, потому что вам нужно точное количество кислорода, чтобы сжечь определенное количество топлива.На холостом ходу или при движении с постоянной скоростью смесь составляет 14,7 частей воздуха на 1 часть топлива. Когда вам нужно больше мощности, например, для ускорения, чтобы проехать по шоссе, соотношение воздух-топливо больше похоже на 12: 1. Однако, если вы хотите установить рекорды на дистанции в четверть мили, вам нужно добавить больше воздуха, чтобы вы могли добавить больше топлива.

Это работа нагнетателя. Нагнетатели увеличивают потребление за счет сжатия воздуха выше атмосферного без создания вакуума. Это нагнетает больше воздуха в двигатель, обеспечивая наддув.С помощью дополнительного воздуха в заряд можно добавить больше топлива и увеличить мощность двигателя. Наддув добавляет в среднем на 46 процентов больше лошадиных сил и на 31 процент больше крутящего момента. В условиях большой высоты, когда характеристики двигателя ухудшаются из-за низкой плотности и давления воздуха, нагнетатель подает в двигатель воздух с более высоким давлением, чтобы он мог работать оптимально.

В отличие от турбонагнетателей, в которых выхлопные газы, образующиеся при сгорании, используются для питания компрессора, нагнетатели получают энергию непосредственно от коленчатого вала.Большинство из них приводится в движение дополнительным ремнем, который оборачивается вокруг шкива, соединенного с ведущей шестерней. Приводная шестерня, в свою очередь, вращает шестерню компрессора. Ротор компрессора может иметь различную конструкцию, но его работа заключается в том, чтобы втягивать воздух, сжимать его в меньшее пространство и выпускать его во впускной коллектор.

Чтобы нагнетать воздух, нагнетатель должен вращаться быстро — быстрее, чем сам двигатель. Если приводная шестерня больше шестерни компрессора, компрессор будет вращаться быстрее.Нагнетатели могут вращаться со скоростью от 50 000 до 65 000 оборотов в минуту (об / мин).

Компрессор, вращающийся со скоростью 50 000 об / мин, дает наддув примерно от 6 до 9 фунтов на квадратный дюйм (psi). Это на 6-9 фунтов на квадратный дюйм больше атмосферного давления на определенной высоте. Атмосферное давление на уровне моря составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, поэтому при обычном наддуве от нагнетателя в двигатель попадает примерно на 50 процентов больше воздуха.

По мере сжатия воздух нагревается. Более горячий воздух менее плотный и не может расширяться во время взрыва так сильно, как более холодный воздух.Это означает, что он не может создать столько энергии, когда воспламеняется свечой зажигания. Чтобы нагнетатель работал с максимальной эффективностью, сжатый воздух, выходящий из нагнетательного агрегата, должен быть охлажден до того, как он попадет во впускной коллектор. За этот процесс охлаждения отвечает интеркулер. Интеркулеры бывают двух основных типов: промежуточные охладители воздух-воздух и промежуточные охладители воздух-вода. Оба работают так же, как радиатор, с более холодным воздухом или водой, направляемой через систему труб или трубок. Когда горячий воздух, выходящий из нагнетателя, встречает охлаждающие трубы, он также охлаждается.Снижение температуры воздуха увеличивает плотность воздуха, что приводит к более плотному входу заряда в камеру сгорания.

Далее мы рассмотрим различные типы нагнетателей.

Как работает турбокомпрессор

Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Было время, когда безраздельно властвовал V8. Когда «Замены вытеснению нет!» был прикреплен к бамперу каждого хромированного маслкара.Однако, как однажды сказал Боб Дилан: «Времена меняются», и в автомобильном мире это изменение приносит с собой турбокомпрессоры.

Турбокомпрессор — это система, которая помогает двигателю производить больше мощности и крутящего момента за счет принудительной индукции. По сути, турбонагнетатель всасывает воздух, охлаждает его, а затем принудительно нагнетает в двигатель больше воздуха, чем то, что он получит через стандартное впускное отверстие. Конечный результат — намного больше «Уф!»

Тем не менее, турбокомпрессоры могут быть загадочными, и их внутреннее устройство может показаться неприступным для полного понимания.Они не должны быть такими. Имея рядом с вами команду специалистов из Drive, мы избавим вас от того, чтобы вы прищурились на свой двигатель и неправильно указали на стартер на запчасти из Японии … или Австрии.

Готовы? Устойчивый? Идти!

Depositphotos

Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор — это небольшая турбина, которая находится между двигателем и выхлопом.Подключенный к обоим воздухозаборникам, турбонагнетатель использует выхлопные газы для вращения турбины, которая затем нагнетает больше воздуха в двигатель вашего автомобиля и увеличивает мощность автомобиля. Турбонагнетатель состоит из четырех частей. Это:

Турбокомпрессор

Турбокомпрессор сам по себе похож на улитку и имеет воздухозаборник, выпускной патрубок, две разные крыльчатки (турбина сзади и компрессор спереди) и выхлоп наддувочного воздуха, который поступает в промежуточный охладитель. .Также есть шланг для масла.

Интеркулер

Для снижения температуры нагнетаемого воздуха, вытесняемого из турбокомпрессора, вторичный радиатор или промежуточный охладитель задерживает воздух до того, как он достигнет двигателя. В качестве охлаждающего агента используется охлаждающая жидкость.

Wastegate

Wastegate — это клапан между впуском выхлопных газов и турбонагнетателем, который обходит турбину для регулирования давления наддува.

ECU Tune

Электронный мозг двигателя с турбонаддувом требует другой калибровки для топливно-воздушной смеси и момента зажигания по сравнению с автомобилем с безнаддувным двигателем.Таким образом, если кто-то добавляет турбокомпрессор к двигателю, который никогда не предназначался для него, ему придется перепрограммировать электронный блок управления двигателем (ЭБУ), чтобы он работал должным образом.

Джонатон Кляйн

McLaren 720S с двойным турбонаддувом.

Типы турбокомпрессоров

Существует большое разнообразие турбонагнетателей и применений с турбонаддувом.Вот краткое изложение общих настроек.

Одиночный турбонагнетатель

Одиночный турбонагнетатель является наиболее распространенным типом турбонагнетателя. Он оснащен одной турбиной, и на массовом потребительском рынке он обычно используется в большем количестве пешеходных автомобилей, которым не требуется много лошадиных сил или крутящего момента. На вторичном рынке это одно из самых популярных обновлений тюнера.

Примером этого может быть Honda Civic.

С двойным турбонаддувом

Добавление второго турбонагнетателя увеличивает количество воздуха, которое может быть нагнетено в двигатель для создания большей мощности и крутящего момента.Настройка в целом остается такой же, как у одиночной турбонаддува, если только у вас нет ступенчатой ​​системы с двумя турбонагнетателями, в которой малый турбонаддув сочетается с большим турбонаддувом для устранения задержки.

Примером этого может быть McLaren 570S.

Quad-Turbocharged

Bugatti Chiron — единственный серийный автомобиль, в котором используется установка с четырехцилиндровым турбонаддувом. Bugatti соединяет две большие турбины и две маленькие турбины с 8,0-литровым двигателем W16, чтобы обеспечить в общей сложности 1500 лошадиных сил. По словам человека, который разогнался до 304 миль в час, это спешка.

Смешанный заряд

Смешанный заряд системы — это когда турбонагнетатель соединен с нагнетателем. Нагнетатель используется для создания более быстрого крутящего момента, в то время как турбонагнетатель увеличивает максимальную мощность в лошадиных силах.

Примером может служить четырехцилиндровый двигатель Volvo с комбинированным наддувом, который используется в автомобилях и внедорожниках класса T6.

Audi

Схема электронного турбонагнетателя.

Электронный турбонагнетатель

Концепция электронного турбонагнетателя витала в воздухе в течение некоторого времени, но потребовались мощные исследования и разработки Формулы 1 на миллиард долларов, чтобы создать продукт, достойный производства.

Конструкция электронного турбонагнетателя заимствована у нынешнего поколения автомобилей Формулы 1 и добавляет электричество в смесь для устранения турбо-лага. Между корпусом турбины и компрессором находится небольшой электродвигатель, работающий от электрической системы 48 В. Электродвигатель может вращать компрессор раньше, чем выхлопные газы, тем самым сокращая время между отсутствием наддува и наддува.

Audi заявляет, что добавление электродвигателя к ее агрегату «сокращает время отклика [турбонагнетателя] до менее 250 миллисекунд, что быстрее, чем время реакции среднего человека.”

Наряду с Audi, Mercedes-Benz также выпускает автомобили с электронным турбонаддувом.

Турбокомпрессор Hot-V

Установка «Hot-V» — это когда турбокомпрессор или турбокомпрессоры расположены внутри буквы «V» двигателя. Это не только уменьшает пространство, необходимое для двигателя, но также уменьшает расстояние, которое требуется наддувному воздуху для прохождения между компрессором и двигателем. Это означает, что турбокомпрессор или турбокомпрессоры могут работать быстрее и уменьшать задержку.

Установка «Hot-V» также разделяет турбину и компрессор и размещает их на противоположных сторонах двигателя.Это снижает накопление тепла в затем нагнетаемом воздухе и значительно снижает охлаждающую нагрузку промежуточных охладителей.

Mercedes-Benz был первым автопроизводителем, запустившим в производство установку Hot-V.

Джонатон Кляйн

A Hyundai Veloster с турбонаддувом N.

Кто изобрел турбокомпрессор?

Швейцарский инженер Альфред Бучи впервые разработал турбокомпрессор для увеличения мощности дизельных двигателей в 1905 году.Аккуратный!

Сколько дополнительной мощности можно получить?

Это вопрос каждого редуктора, и, к сожалению, на него нет простого ответа. Обычный турбокомпрессор приносит чистым энтузиастам примерно на 20-40 процентов больше мощности, чем стандартный.

Однако, сколько дополнительной мощности зависит от множества переменных, в том числе от того, насколько велик или мал турбокомпрессор, какие изменения вы внесли во внутренние части двигателя, какой тип топлива вы используете, а также от ECU, настроенного для вашего турбонагнетателя. установка использует. Прибыль вашего автомобиля будет разной.

Преимущества и недостатки турбокомпрессоров

У всего есть свои компромиссы, и турбокомпрессоры ничем не отличаются. Вот несколько преимуществ и недостатков турбокомпрессоров.

Преимущества

Из-за увеличенного воздушного потока турбонагнетатель увеличивает мощность и крутящий момент двигателя. В то же время, поскольку турбокомпрессоры могут производить большую мощность, производители могут уменьшить рабочий объем двигателя и, таким образом, получить более высокую эффективность и более низкие выбросы.

Недостатки

Однако есть и недостатки, такие как повышенная сложность, которая делает ремонт двигателя с турбонаддувом дорогим. Также существует проблема турбо-лага.

Что такое турбо-задержка?

Одна из самых больших проблем с производительностью турбокомпрессора — турбо задержка. Поскольку турбонагнетателям требуются выхлопные газы для вращения турбины и, следовательно, компрессора, требуется время для создания наддува и нагнетания большего количества воздуха в двигатель. Создается впечатление, что между моментом нажатия на дроссель и ощущением скачка напряжения есть кратковременная пауза.Вот почему производители начали экспериментировать с электронными турбонагнетателями.

Джонатон Кляйн

Shelby Mustang GT500 с наддувом.

Часто задаваемые вопросы о турбонагнетателях

У вас есть вопросы о турбонагнетателях, Информационная группа Drive дает ответы.

Чем отличается нагнетатель?

В то время как турбонагнетатель использует выхлопные газы для приведения в движение турбины, которая нагнетает больше воздуха в двигатель, нагнетатель использует ременную систему двигателя, чтобы вращать турбину, которая нагнетает больше воздуха в двигатель.Поскольку он работает от собственной мощности двигателя, нагнетатели, как правило, менее эффективны как с точки зрения наддува, так и с точки зрения экономии топлива по сравнению с турбонагнетателем.

Есть ли в моей машине турбокомпрессор?

Может быть. Есть несколько способов проверить. Первый и самый простой — пролистать запыленное руководство по эксплуатации вашего автомобиля. Второй — поискать его в Интернете на сайте производителя или в Google. Последний способ — визуально осмотреть двигатель. Если возле выхлопной трубы вашего автомобиля или вдоль V-образной буквы двигателя есть цилиндрическая металлическая деталь в виде улитки, перед вами автомобиль с турбонаддувом.Турбо свисток?

Какой был первый серийный автомобиль с турбонаддувом?

Эта честь принадлежит Oldsmobile Jetfire, производство которого началось в 1962 году.

Турбокомпрессоры — дорогие?

Могут быть. Если вы модифицируете существующий автомобиль, который изначально не был оснащен турбонагнетателем, вам потребуется внести множество изменений, чтобы турбокомпрессор мог работать. Это может обойтись дорого: комплекты турбонагнетателей стоят от 1500 до 20 000 долларов в зависимости от машины, на которой вы бьете этих улиток.

Аналогичным образом, замена сломанных турбокомпрессоров также может быть дорогостоящей, например, турбокомпрессоры Mercedes-Benz AMG, замена которых стоит более 15 000 долларов.

Почему так много автомобилей имеют турбокомпрессоры?

По мере ужесточения требований к топливу и выбросам производителям приходится уменьшать рабочий объем двигателей в своих моделях. Чтобы поддерживать уровень мощности для этих все более тяжелых транспортных средств, автопроизводители перешли на двигатели с турбонаддувом для дополнительной мощности.

Что такое Ford EcoBoost?

Ford EcoBoost — это просто название продукции бренда с турбонаддувом. Компания Ford нанесла название EcoBoost на такие автомобили, как Ford Mustang, пикапы F-Series, новый Bronco и вплоть до суперкара Ford GT.

Получите свой собственный комплект турбокомпрессора от Vivid Racing

Ваша машина не дает вам достаточно сил для подъема и движения? Вас чуть не убил сливающийся полуавтомат, когда ваша поездка изо всех сил пытается разогнаться до 60 миль в час? Вы тоскуете по сладкому, сладкому свисту турбокомпрессора на пике наддува? Что ж, тогда вам может подойти турбонагнетатель.Вот почему мы сотрудничаем с нашими друзьями из Vivid Racing, чтобы сделать вас турбонаддувом! Нажмите здесь, чтобы ознакомиться с линейкой комплектов турбокомпрессоров Vivid Racing.

Рекомендуемые изделия с турбокомпрессором

Mishimoto MMSK Ручка переключения передач с весами

Комплект керамических тормозных колодок Akebono ProACT Ultra-Premium

Torco F500010TE Неэтилированный топливный ускоритель

Есть вопрос? Получили совет от профессионала? Отправьте нам сообщение: [email protected]

(PDF) Исследование теплообмена промежуточного охладителя на основе CFD

1 ВВЕДЕНИЕ

Дизельному двигателю с турбонаддувом обычно требуется более холодный воздух

, когда турбонаддув работает для увеличения расхода воздуха

[1].Преимущество увеличения давления

заключается в увеличении плотности входящего воздуха, но температура воздуха

повышается в процессе повышения давления. Как только температура

повысится, плотность воздуха упадет. Холодный воздух

охлаждает поступающий воздух и отводит тепло. Ulti-

Таким образом, двигатель достигает цели увеличения объема всасываемого воздуха

. Низкая температура на входе оптимизирует

процесс сгорания и уменьшит загрязнение двигателя.Еще одним преимуществом является увеличение выходной мощности двигателя на

, но рабочий объем остается постоянным. Результаты экспериментов

показывают, что если воздух на выходе охладителя интер-

упадет до температуры 10 градусов Цельсия, его плотность

увеличится примерно на 3% при условии

того же отношения воздух-топливо [1]. Кроме того, у дизельного двигателя

КПД также увеличивается с увеличением температуры турбо

воздуха. Между тем, применение интеркулера

может снизить выбросы загрязняющих веществ и улучшить характеристики двигателя

на низких оборотах [2].

С развитием компьютерных расчетов, таких как

, как программное обеспечение для анализа вычислительной гидродинамики (CFD)

, в области промежуточного охладителя инженеры

проявляют интерес к численному анализу жидкости

, и они надеются, что это поможет получите действующий вывод

, который можно использовать для справки по инженерному проектированию

. Таким образом, идея разработки параметров интеркулера

eter компанией CDF постепенно становится в центре внимания.

Предыдущие исследования также показывают, что результаты расчетов численного анализа

sis являются разумными, если

устанавливает подходящую модель элемента, и, кроме того, можно получить данные об эффективных характеристиках радиатора

. В

этой статье CFD-анализу предшествует промежуточный охладитель до

, обеспечивая основу для улучшения конструкции.

2 ИНТЕРКУЛЕР

На рисунке 1 показана конструкция интеркулера. На рисунке 2

показан принцип работы конвективной передачи тепла

в ребре промежуточного охладителя.Горячий воздух высокого давления

течет из алюминиевой плоской трубы и передает тепло

от ребристой поверхности к стенке плоской ребристой трубы. Внешний

воздух проходит через ребро, и процесс забирает

тепла. Наконец, интеркулер снизит температуру воздуха.

Распространенная структура ребер интеркулера: двояковыпуклый

закрытого типа, прямоугольный гофрированный, волнистый,

зигзагообразный, заслонный [3].Хотя существует

различных типов ребер рассеивания тепла и турбулентных ребер

, но в реальном производстве конструкция каждого ребра

в основном ограничена из-за оборудования пресс-формы. В статье

per, автор проанализировал интеркулер с заслонкой, как

, показанное на рисунке 1. Размер модели показан на рисунке 3.

3 ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ [3,4,5]

CFD описывает поток численного моделирования pro-

анализ процесса по основным уравнениям потока.

Путем численного моделирования мы можем получить

Исследования теплообмена промежуточного охладителя на основе CFD

Huajie Wu

Политехнический институт Янчжоу, Yangzhou Tong An Automobile Performance Test co., LTD, Янчжоу, Цзянсу,

Китай

Xiaofeng Dai

Yangzhou Polytechnic Institute, Yangzhou Tong An Automobile Performance Test Co., LTD, Янчжоу, Цзянсу,

Китай

Yongfa QinYangzhou University, Янчжоу, Цзянсу, Китай

Yi Zhang

Цзянсу Технический колледж, Янчжоу, Цзянсу, Китай

РЕЗЮМЕ: Объект исследования этой статьи — интеркулер, используемый в автомобиле.В документе рабочая зона промежуточного охладителя

разделена на поле внутреннего потока и поле внешнего потока. Автор проанализировал структурные характеристики ребра промежуточного охладителя

и установил модель конечных элементов в программном обеспечении вычислительной гидродинамики Fluent.

Для создания сетки используется неструктурированная сетка. Модель конечных элементов импортируется в Fluent перед симуляцией. Температура и давление промежуточного охладителя

показаны на нефограмме результатов, и результаты показывают, что температура на выходе

выше требуемой.В статье представлены научные основы для оптимизации конструкции и производительности интеркулера

.

Ключевые слова: интеркулер, CFD, поток, температура

DOI: 10.