Что такое интеркулер? И для чего он нужен вообще на автомобиле
НУ что ребята написал я несколько статей про форсированные двигатели, и пошли вопросы. НА некоторые я уже ответил, например про турботаймер и турбояму. Сегодня же постараюсь раскрыть вопрос об интеркулере. Задал мне такой вопрос водитель маршрутного FORD (дизель) – спрашивает, что это такое и зачем он нужен вообще, а также можно ли его убрать. Что же вопросов много, постараюсь их все раскрыть. Думаю, будет интересно и вам, так что читайте дальше …
ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ
- Устройство
- Типы интеркуллеров
- Эффективность применения
- Минусы интеркулера
- Можно ли его убрать?
Для начала определение.
Интеркулер – это промежуточный элемент в системе подачи воздуха в цилиндры двигателя, рассчитанный только на одну функцию охлаждения. Может присутствовать как на дизельных двигателях, так и на бензиновых. Основная задача понизить температуру поступающего воздуха – сделав его плотнее, что благотворно сказывается на создании горючей смеси и давлении в цилиндры.
Простыми словами можно сказать так – чем холоднее воздух, тем больше у него плотность, тем больше его поступает в двигатель, а значит – давление в цилиндры будет намного сильнее, также смесь будет более обогащенной. Наверное, многие замечали, что автомобиль работает лучше в ночной период времени — летом, когда воздух охлажден. В турбированных двигателях сжатый воздух нагревается до приличных температур, как говорят специалисты не редко до + 150 + 200 градусов Цельсия. Это происходит по нескольким причинам:
Во-первых, сжатие, от этого он очень быстро разогревается.
Во-вторых, передача температуры от выхлопных газов, а они очень сильно разогреты.
Все это не благотворно сказывается на работе турбонаддува, интенсивность снижается, поэтому для понижения температуры решено было установить в промежутке интеркулер.
Устройство
По сути это очень простое устройство. Внешне оно похоже на большой радиатор с множеством ходов, патрубков и пластин – это своего рода теплообменник, который должен рассеивать тепло. Важно отметить — что охлаждающие патрубки должны быть максимально длинными (для лучшего охлаждения) и прямыми, иначе если они будут загибаться это может привести к потере давления.
Для максимального эффекта охлаждения к этим патрубкам приваривают внешние дополнительные пластинки, для еще больше отвода тепла. Материал обычно – медь или алюминий, потому как теплоотдача у них максимальная. Сам интеркулер устанавливается между компрессором турбины и впускным коллектором. Обычно его прячут под бампер автомобиля, либо рядом с радиатором охлаждения двигателя (но есть также варианты установки в крыло автомобиля). Но не все устройства одинаковы, есть как воздушные, так и водяные системы.
Типы интеркуллеров
Сейчас различают всего два типа таких устройств.
1) Воздушный тип. Где охлаждение происходит при помощи воздушного набегающего потока при движении автомобиля, чем быстрее машина двигается – тем интенсивнее происходит процесс.
2) Водяное охлаждение. Как вы уже догадались, происходит благодаря циркуляции охлаждающей жидкости.
Если сравнить два этих типа, то самая простая это воздушная система, но она не такая эффективная и зачастую очень громоздкая. Поэтому сейчас многие производители переходят на водяные системы – они намного компактнее, да и вода намного эффективнее убирает лишнюю температуру. Однако такие системы сложнее в устройстве, установке и последующей эксплуатации.
Эффективность применения
Наверное, сейчас многие поняли что такое и для чего нужен интеркулер, однако остается вопрос про его эффективность. Насколько эффективно его применение в машине?
Ребята эффект есть и еще какой. Так например — охлаждение воздуха всего на 10 градусов, дает рост производительности двигателя примерно на 3%. А как правило даже «воздушный тип» интеркулеров охлаждает воздух примерно на 50 градусов, вот вам и 15% к мощности. Но рекордсменами являются водные системы, у них понижение температуры может доходить до 70 градусов, то есть – 21% к мощности двигателя.
Как видите — установка этого устройства очень обоснована. Однако хочется сразу отметить, что их ставят только на турбированные двигатели, ведь у обычных нет таких объемов нагнетания в цилиндры воздуха, да и нет такого сильного нагрева.
Минусы интеркулера
Даже самая идеальная система – неидеальна! Вот и наше устройство имеет ряд недостатков. Перечислю по пунктам:
1) Это понижение давления. Понятно, что поток, проходящий через множество трубок, отдает часть своей энергии на их преодоление.
2) Вес. Как ни крути, а это приспособление не из легких, есть варианты которые доходят до 20 кг веса.
3) Водные системы, требуют дополнительной охлаждающей жидкости. ДА и сама система требует внимания, потому как если жидкость вытечет, то эффективность упадет в разы.
Можно ли его убрать?
И последнее – можно ли избавиться от этого приспособления? Конечно можно, почему нет! Однако зачастую такие переделки ни к чему хорошему не приводят. Только сами подумайте, на сколько упадет производительность мотора, примерно на 15 – 20%, а «оно» вам нужно? Да и система подачи воздуха, которая находится на двигателе, не рассчитана на такие высокие температуры, поэтому без интеркулера — может пострадать. Кстати по нему можно определить рабочая ли у вас турбина, смотрим небольшое видео.
Скажу больше, один из самых распространенных видов тюнинга является установка интеркулера большого размера и объема, для прохождения больших объемов воздуха, а соответственно для его лучшего охлаждения. Также многие тюнеры устанавливают специальные воздухозаборники на капоте автомобиля которые, направляют набегающий холодный поток напрямую на корпус интеркулера, что еще больше увеличивает отдачу.
НА этом буду заканчивать, надеюсь моя статья была вам полезна, всем пока – искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.
(72 голосов, средний: 4,69 из 5)
Без чего не может обойтись ни один турбированный мотор
Любители быстрой езды в большинстве случаев отдают предпочтение автомобилям с турбированным наддувом. Данный агрегат позволяет увеличить мощность мотора, обеспечивая дополнительные лошадиные силы.
Одним из элементов турбодвигателя любого авто является интеркулер, без которого турбонаддув не был бы полноценным.
Основная функция этого узла заключается в охлаждении воздуха, поступающего в цилиндры ДВС. Интеркулер снижает температуру воздушных масс, тем самым делая его плотнее. Вследствии этого, создаваемая горючая смесь отличается лучшей эффективностью.
Если объяснить это по-простому, то, чем ниже температура воздуха, тем выше его плотность. Соответственно, его больше поступит в мотор — создаваемое давление будет больше. Дополнительно ТВС станет обогащенной, что хорошо сказывается на итоговой мощности авто и возможности развивать высокую скорость.
В качестве примера можно привести следующее: каждый автовладелец замечал, что ночью в теплые месяцы авто работает лучше. Замечается улучшенная динамика разгона, максимальная скорость и т.д. Это все объясняется тем, что воздух в ночное время намного прохладней, что позволяет получать его в большем количестве для создания топливно-воздушной смеси благодаря его плотности.
Интеркулер является промежуточным элементом, позволяющим быстро выполнить охлаждение воздуха. Дополнительно автовладельцем могут устанавливаться воздухозаборники на капоте, которые направляют воздух напрямую к интеркулеру.
Что собой представляет интеркулер
По конструкции данное устройство похоже на радиатор, который имеет множество пластин для охлаждения, патрубков и ходов. Такой теплообменник отлично справляется с отводом и рассеиванием тепла. Отличительной особенностью данного узла является наличие длинных патрубков, благодаря которым процесс охлаждения происходит с повышенной эффективностью.
Для улучшения отвода тепла дополнительно могут привариваться пластины из меди или алюминия (эти металлы отличаются хорошей теплопроводностью). Данный процесс — индивидуальное решение автовладельца. Для его выполнения требуется обратиться в проверенный автосервис, где предоставят гарантию на проделанную работу.
Устанавливается интеркулер между компрессором турбины и коллектором (впускным). В большинстве случаев, его могут запрятать под бампер транспортного средства или вблизи с радиатором охлаждения.
Какие бывают интеркулеры
Такие устройства могут быть двух типов — воздушные и водяные. Наиболее эффективным являются именно интеркулеры, обеспечивающие охлаждение водным способом.
Но не стоит недооценивать интеркулеры воздушного типа, поскольку они способны увеличить производительность двигателя на 15%. Объясняется это тем, что понижение температуры на каждые 10 градусов обеспечивает прирост мощности на 3%. Вследствии этого и получается результат в 15 процентов.
Интеркулеры водного типа способны охладить воздух на 70 градусов, что гарантированно обеспечит прирост производительности на 21%, что является отличным показателем.
Благодаря этому, турбированный двигатель может удивить владельца авто высокой скоростью. Без этого устройства нормально функционировать не может ни один мотор с турбированным наддувом. В некоторых случаях, владельцы авто с такими ДВС просто отказываются от интеркулера, лишая себя возможности по полной испытать возможности двигателя.
Что такое турбонаддув
Такая вот небольшая с виду «улитка» — один из самых действенных способов увеличить мощность двигателя.
Несомненно, каждый из нас хоть раз в жизни замечал на обычном с виду автомобиле шильдик «turbo». Производители, как нарочно, делают эти шильдики небольшого размера и размещают в неприметных местах так, что непосвящённый прохожий не заметит и пройдёт мимо. А понимающий человек непременно остановится и заинтересуется автомобилем. Ниже приводится рассказ о причинах такого поведения.
Автомобильные конструкторы (с момента появления на свете этой профессии) постоянно озабочены проблемой повышения мощности моторов. Законы физики гласят, что мощность двигателя напрямую зависит от количества сжигаемого топлива за один рабочий цикл. Чем больше топлива мы сжигаем, тем больше мощность. И, скажем, захотелось нам увеличить «поголовье лошадей» под капотом — как это сделать? нас и поджидают проблемы.
Турбокомпрессор состоит из двух «улиток» — через одну проходят отработавшие газы, а вторая «качает» воздух в цилиндры.
Дело в том, что для горения топлива необходим кислород. Так что в цилиндрах сгорает не топливо, а топливно-воздушная смесь. Мешать топливо с воздухом нужно не на глазок, а в определённом соотношении. К примеру, для бензиновых двигателей на одну часть топлива полагается частей воздуха — в зависимости от режима работы, состава горючего и прочих факторов.
Как мы видим, воздуха требуется весьма много. Если мы увеличим подачу топлива (это не проблема), нам также придётся значительно увеличить и подачу воздуха. Обычные двигатели засасывают его самостоятельно разницы давлений в цилиндре и в атмосфере. Зависимость получается прямая — чем больше объём цилиндра, тем больше кислорода в него попадёт на каждом цикле. Так и поступали американцы, выпуская огромные двигатели с умопомрачительным расходом горючего. А есть ли способ загнать в тот же объём больше воздуха?
Выхлопные газы из двигателя вращают ротор турбины, тот, в свою очередь, приводит в движение компрессор, который нагнетает сжатый воздух в цилиндры. Перед тем как это произойдёт, воздух проходит через интеркулер и охлаждается — так можно повысить его плотность.
Есть, и впервые придумал его господин Готтлиб Вильгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Знакомая фамилия? Ещё бы, именно она используется в названии DaimlerChrysler. Так вот, этот немец весьма неплохо соображал в моторах и ещё в 1885 году придумал, как загнать в них больше воздуха. Он догадался закачивать воздух в цилиндры с помощью нагнетателя, представлявшего собой вентилятор (компрессор), который получал вращение непосредственно от вала двигателя и загонял в цилиндры сжатый воздух.
Швейцарский инженер-изобретатель Альфред Бюхи (Alfred J. Büchi) пошёл ещё дальше. Он заведовал разработкой дизельных двигателей в компании Sulzer Brothers, и ему категорически не нравилось, что моторы были большими и тяжёлыми, а мощности развивали мало. Отнимать энергию у «движка», чтобы вращать приводной компрессор, ему также не хотелось. Поэтому в 1905 году господин Бюхи запатентовал первое в мире устройство нагнетания, которое использовало в качестве движителя энергию выхлопных газов. Проще говоря, он придумал турбонаддув.
Идея умного швейцарца проста, как всё гениальное. Как ветра вращают крылья мельницы, также и отработавшие газы крутят колесо с лопатками. Разница только в том, что колесо это очень маленькое, а лопаток очень много. Колесо с лопатками называется ротором турбины и посажено на один вал с колесом компрессора. Так что условно турбонагнетатель можно разделить на две части — ротор и компрессор. Ротор получает вращение от выхлопных газов, а соединённый с ним компрессор, работая в качестве «вентилятора», нагнетает дополнительный воздух в цилиндры. Вся эта мудрёная конструкция и называется турбокомпрессор (от латинских слов turbo — вихрь и compressio — сжатие) или турбонагнетатель.
Аналог турбонаддува — приводной нагнетатель — жёстко связан с двигателем и тратит на свою работу часть его мощности.
В турбомоторе воздух, который попадает в цилиндры, часто приходится дополнительно охлаждать — тогда его давление можно будет сделать выше, загнав в цилиндр больше кислорода. Ведь сжать холодный воздух (уже в цилиндре ДВС) легче, чем горячий.
Воздух, проходящий через турбину, нагревается от сжатия, а также от деталей турбонаддува, разогретого выхлопными газами. Подаваемый в двигатель воздух охлаждают при помощи так называемого интеркулера (промежуточный охладитель). Это радиатор, установленный на пути воздуха от компрессора к цилиндрам мотора. Проходя через него, он отдаёт своё тепло атмосфере. А холодный воздух более плотный — значит, его можно загнать в цилиндр ещё больше.
А вот так выглядит интеркулер.
Чем больше выхлопных газов попадает в турбину, тем быстрее она вращается и тем больше дополнительного воздуха поступает в цилиндры, тем выше мощность. Эффективность этого решения по сравнению, например, с приводным нагнетателем в том, что на «самообслуживание» наддува тратится совсем немного энергии двигателя — всего 1,5%. Дело в том, что ротор турбины получает энергию от выхлопных газов не за счёт их замедления, а за счёт их охлаждения — после турбины выхлопные газы идут быстро, но более холодные. Кроме того, затрачиваемая на сжатие воздуха даровая энергия повышает КПД двигателя. Да и возможность снять с меньшего рабочего объёма большую мощность означает меньшие потери на трение, меньший вес двигателя (и машины в целом). Всё это делает автомобили с турбонаддувом более экономичными в сравнении с их атмосферными собратьями равной мощности. Казалось бы, вот оно, счастье. Ан нет, не всё так просто. Проблемы только начались.
У Mitsubishi Lancer Evolution интеркулер располагается в переднем бампере перед радиатором. А у Subaru Impreza WRX STI — над двигателем.
, скорость вращения турбины может достигать 200 тысяч оборотов в минуту, , температура раскалённых газов достигает, только попробуйте представить, 1000°C! Что всё это означает? То, что сделать турбонаддув, который сможет выдержать такие неслабые нагрузки длительное время, весьма дорого и непросто.
Выхлопные газы разогревают и выпускную систему, и турбонаддув до очень высоких температур.
По этим причинам турбонаддув получил широкое распространение только во время Второй мировой войны, да и то только в авиации. В годах американская компания Caterpillar сумела приспособить его к своим тракторам, а умельцы из Cummins сконструировали первые турбодизели для своих грузовиков. На серийных легковых машинах турбомоторы появились и того позже. Случилось это в 1962 году, когда почти одновременно увидели свет Oldsmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza.
Но сложность и дороговизна конструкции — не единственные недостатки. Дело в том, что эффективность работы турбины сильно зависит от оборотов двигателя. На малых оборотах выхлопных газов немного, ротор раскрутился слабо, и компрессор почти не задувает в цилиндры дополнительный воздух. Поэтому бывает, что до трёх тысяч оборотов в минуту мотор совсем не тянет, и только потом, тысяч после четырёх-пяти, «выстреливает». Эта ложка дёгтя называется турбоямой. Причём чем больше турбина, тем она дольше будет раскручиваться. Поэтому моторы с очень высокой удельной мощностью и турбинами высокого давления, как правило, страдают турбоямой в первую очередь. А вот у турбин, создающих низкое давление, никаких провалов тяги почти нет, но и мощность они поднимают не очень сильно.
Почти избавиться от турбоямы помогает схема с последовательным наддувом, когда на малых оборотах двигателя работает небольшой малоинерционный турбокомпрессор, увеличивая тягу на «низах», а второй, побольше, включается на высоких оборотах с ростом давления на выпуске. В прошлом веке последовательный наддув использовался на суперкаре Porsche 959, а сегодня по такой схеме устроены, например, турбодизели фирм BMW и Land Rover. В бензиновых двигателях Volkswagen роль маленького «заводилы» играет приводной нагнетатель.
На рядных двигателях зачастую используется одиночный турбокомпрессор (пара «улиток») с двойным рабочим аппаратом. Каждая из «улиток» наполняется выхлопными газами от разных групп цилиндров. Но при этом обе подают газы на одну турбину, эффективно раскручивая её и на малых, и на больших оборотах
Но чаще по-прежнему встречается пара одинаковых турбокомпрессоров, параллельно обслуживающих отдельные группы цилиндров. Типичная схема для турбомоторов, где у каждого блока свой нагнетатель. Хотя двигатель V8 фирмы M GmbH, дебютировавший на автомобилях BMW X5 M и X6 M, оснащён перекрёстным выпускным коллектором, который позволяет компрессору получать выхлопные газы из цилиндров разных блоков, работающих в противофазе.
Турбина twin-scroll имеет двойную «улитку» турбины — одна эффективно работает на высоких оборотах двигателя, вторая — на низких
Заставить турбокомпрессор работать эффективнее во всём диапазоне оборотов, можно ещё изменяя геометрию рабочей части. В зависимости от оборотов внутри «улитки» поворачиваются специальные лопатки и варьируется форма сопла. В результате получается «супертурбина», хорошо работающая во всём диапазоне оборотов. Идеи эти витали в воздухе не один десяток лет, но реализовать их удалось относительно недавно. Причём сначала турбины с изменяемой геометрией появились на дизельных двигателях, благо, температура газов там значительно меньше. А из бензиновых автомобилей первый примерил такую турбину Porsche 911 Turbo.
Турбина с изменяемой геометрией.
Конструкцию турбомоторов довели до ума уже давно, а в последнее время их популярность резко возросла. Причём турбокомпрессоры оказалось перспективным не только в смысле форсирования моторов, но и с точки зрения повышения экономичности и чистоты выхлопа. Особенно актуально это для дизельных двигателей. Редкий дизель сегодня не несёт приставки «турбо». Ну а установка турбины на бензиновые моторы позволяет превратить обычный с виду автомобиль в настоящую «зажигалку». Ту самую, с маленьким, едва заметным шильдиком «turbo».
ФОРУМ МОТОРИСТОВ
Коллеги, понимающие. Вопрос. Отличаются ли турбины у двигателей с интеркуллером и без? Например у ГАЗ-3309 и Бычка? А спрашиваю потому, что приобрели ГАЗ-3309, но почему то снят интеркулер, да и весь трубопровод переделан. Это продолжение на тему, выдавило прокладку из-под ГБЦ. Может причина в том , что нет интеркуллера? Подскажите пожалуйста!
Данилов Алексей Моторист Сообщения: 58 Зарегистрирован: 04 июл 2010, 22:38
Re: Д245.7Е, Турбины? ГАЗ-3309 и Бычок.
Сообщение Данилов Алексей » 16 сен 2010, 10:26
Турбины отличаются от объёма двигателя. А кулер это дополнительная опция. Если рассматривать машину повыше классом, например Скания, то у неё кулер работает не постоянно. На входе в кулер стоит заслонка которая его закрывает и открывает малый круг, а открывает кулер только тогда, когда ан полных оборотах воздух от турбины перегревается и срабатывает датчик перед заслонкой. Но некоторые умельцы эту заслонку блокируют чтобы кулер работал постоянно и зимой страдают от белого дыма и повышенного расхода, потому что воздух на входе в цилиндры слишком холодный.
Гена Мохов Пилот Сообщения: 18 Зарегистрирован: 11 сен 2010, 14:47 Откуда: г.Саранск Контактная информация:
