Зачем нужен интеркулер на дизеле

Виды интеркулеров

В зависимости от конструкции и принципов работы интеркулеры делятся на два вида:


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.

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.

Так почему он так полезен авто?

Разумеется, для спокойной и небыстрой езды его присутствие под капотом вообще не обязательно. Интеркулер что это такое в автомобиле? Это хорошая страховка двигателя от перегрузов и перегрева, а также обеспечение более высокий продуктивности работы мотора. Тяга машины становится выше на 15-10 лошадей. Это хорошая цена за немного трудов с монтажом, и редкими проверками на поврежденности дополнительного охлаждения.

Покупка обойдется где-то в 5000 рублей, если купить вполне обычный интеркулер, без дополнительных примочек. Есть такие агрегаты, которые стоят порядка 100 тысяч рублей!

Водяные опрыскиватели и высокая скорость – это лишь небольшой ряд преимуществ этих интеркулеров. Но они нужны для профессиональной езды, где скорость играет фундаментальную роль. Для обычной же дорого, вполне сойдет простенький интеркулер, который в руках надежного водителя будет служить верой и правдой долгие годы. Особенно круто когда в автомобиле Ока стоит интеркулер.

Далее видео про необходимость интеркулера:

https://youtube.com/watch?v=ciFIShSTq3w

Конструкция

По сути, интеркулер — это радиатор охлаждения, который работает с воздухом, однако в его конструкции есть противоречия не решённые до сих пор. Воздух выходит из турбины нагретым от сжатия и тепла выпуска, после этого он заполняет радиатор интеркулера и по факту заполнения, под нужным давлением, он проходит дальше. Это самое время прохождения негативно сказывается на турболаге, времени реакции турбины на педаль газа, и чем больше сам «кулёк», тем дольше турболаг. Однако и уменьшать объём — не рационально.

Кроме того, трубки, по которым проходит воздух, должны иметь оптимальную форму и площадь сечения, чтобы соблюсти баланс между эффективным охлаждением (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.


Но и подобная конструкция сама по себе требует небольшого тюнинга. Некоторые производители устанавливали систему орошения интеркулера (к примеру, Impreza WRX STI от Subaru на всех мировых рынках имели кнопку для подачи водички на соты «кулька» и дополнительный бак на 12 литров воды).

Работает этот самый кулер как обычный радиатор. От турбины сжатый (и горячий) воздух поступает в радиатор интеркулера, где охлаждается встречным воздушным потоком. Инженеры подсчитали, что охлаждение поступающего в мотор воздуха на 10 градусов дает прирост мощности в 3%. Хороший интеркулер понижает температуру на 50-60 градусов, а это уже добавляет мотору до 20% мощности. Особенности конструкции определяют эффективность охлаждения: толщина и форма воздушных каналов, количество изгибов (чем больше поворотов делает воздух, тем лучше он охлаждается и тем выше потеря 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). Сами трубки, вернее их форма, играет значительную роль в прохождении воздушных потоков, ведь закруглённые трубки уменьшают сопротивление потоку и улучшают обдув.

Кроме этого, на работу влияет ещё и распределение воздушных потоков внутри самого радиатора. В идеале, воздух равномерно расходится по всем патрубкам, а на выходе собирается в выходной патрубок.

Типы интеркулеров

Существует два основных типа промежуточного охладителя, которые работают по-разному:

Воздух-воздух

Первым вариантом является промежуточный охладитель воздух-воздух, в котором сжатый воздух проходит мимо множества мелких трубок. Тепло передается из горячего сжатого воздуха в эти охлаждающие ребра, которые, в свою очередь, охлаждаются быстрым потоком воздуха из-за движущегося автомобиля.

Как только охлажденный сжатый воздух прошел через промежуточный охладитель, он затем подается во впускной коллектор двигателя и в цилиндры. Простота, малый вес и низкая стоимость интеркулеров воздух-воздух, делают их наиболее популярным выбором для большинства автомобилей с турбонаддувом.

Воздух-вода

Как следует из названия, интеркулеры воздух-вода используют воду для снижения температуры сжатого воздуха. Прохладная вода прокачивается по мелким трубкам, забирая тепло из сжатого воздуха, когда он проходит через устройство. Когда эта вода нагревается, она затем прокачивается через радиатор или контур охлаждения, прежде чем снова войти в интеркулер.

Интеркулеры воздух-вода имеют тенденцию быть меньше, чем промежуточные охладители воздуха к воздуху, что делает их пригодными для двигателей, где пространство стоит на высоте, а потому, что вода лучше нагревает воздух, чем воздух, подходит для более широкого диапазона температур.

Однако повышенная сложность конструкции, стоимость и вес, связанные с интеркулерами воздух-вода, означают, что они, как правило, реже встречаются и устанавливаются на автомобильных двигателях.

Что такое интеркулер в автомобиле

Надо отметить, что конструктивно интеркулер может быть выполнен горизонтальным и вертикальным. Какой лучше использовать, а также какой радиатор интеркулера устанавливать на автомобиль, зависит от места в подкапотном пространстве. Устройство, работающее по принципу «воздух-воздух», отличается большими габаритами, а к его месту установки предъявляются высокие требования.

Кроме того, необходимо учитывать, что подобные изделия критичны к состоянию охлаждающей поверхности. Если она загрязнена, есть ее локальные повреждения, то эффективность работы всего устройства снижается.

Поэтому гораздо удобней интеркулер, работающий с использованием воды. Кроме того, что ему требуется для установки меньше места, применение воды повышает его эффективность в несколько раз. Однако подобное устройство для своей работы требует задействовать дополнительные элементы.

Простое техническое решение, в основе которого лежит принцип принудительного охлаждения сжатого воздуха, подаваемого в дизель, позволяет повысить мощность мотора за счет обеспечения условий для оптимального сгорания топлива. Дополнительным преимуществом будет улучшение экологических показателей работы двигателя.

Мне нравитсяНе нравится

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. Что говорят относительно этого вопроса специалисты?

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). Но ничего страшного не случится, говорят специалисты, если проигнорировать эту рекомендацию.

Как охладить воздух?

Интеркулер что это за зверь такой, мы в общих чертах выяснили. Теперь рассмотрим практические способы понижения температуры горячей воздушной массы. На самом деле, инженеры не стали придумывать что-то особо заумное, решая, каким должен быть охладитель, и выполнили его в виде большого радиатора. Существует несколько разновидностей этого устройства:

  • воздушного охлаждения;
  • водяного охлаждения.

Первый тип, как можно понять из его названия, использует набегающий поток воздуха, чтобы остудить воздух, идущий от компрессора. Он наиболее распространённый в силу простоты конструкции, но, правда, к ней предъявляются специфические требования.


Например, радиатор интеркулера в этом случае должен иметь только прямые трубки-воздуховоды, которые, в свою очередь, приходится делать очень длинными, чтобы процесс охлаждения проходил эффективно. Из-за этого габариты устройства получаются довольно внушительными.

Менее требовательные к свободному пространству водяные интеркулеры. Остужает воздух в данном случае вода, циркулирующая по радиатору. Хотя такие конструкции довольно компактные и крайне эффективные, они более сложные в изготовлении и обслуживании, ведь нужно ещё обеспечить круговорот воды, а это дополнительные насосы, патрубки и прочие детали. В результате получаем высокую цену.

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.

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.

Внутренний объем теплообменника интеркулера

Выбирая интеркулер на основе рассчитанных габаритных размеров, необходимо помнить и о его внутреннем объеме. Слишком малый теплообменник создаст сильное сопротивление воздуху, которое вызовет значительное падение давления наддува. Чрезмерный объем увеличивает время отклика на педаль акселератора. По длительности турбоямы можно приблизительно оценить потолок емкости теплообменника: tL=2kV/Gv, где

  • tL — время длительности турбо-ямы (сек);
  • Vi — объем интеркулера (in3);
  • Gv — объемный расход воздуха (cf/мин) в режиме 2000-2200 о6/мин;
  • k — коэффициент приведения, учитывающий соотношение сек/мин и in2/ft2.

Насколько превалирует важность длительности задержки реакции машины на дроссель над уровнем максимальной отдачи двигателя, или наоборот, зависит от поставленных задач при постройке машины. Необходимо лишь помнить, что турбо-яма длинной более трети секунды станет серьезным препятствием на старте в гонках и при движении в плотном трафике городского потока

Площадь теплообмена интеркулера

Площадь теплообмена — сумма площадей пластин, ребер и трубок в конструкции корпуса теплообменника, которые ответственны за отвод температуры из системы. Определение оптимальной площади может опираться на ее зависимость от расхода воздуха в турбо-системе, полученную экспериментально-статистическим путем. Это наиболее простой способ, хотя и он и предоставляет довольно большой разброс искомых величин, более определенные цифры дает вычисление площади теплообмена. исходя из количества передаваемой тепловой энергии от наддувного воздуха к внешнему:

  • Q=ψStΔTIm или St=Q/ψTIm, где
  • Q — количество переданной тепловой энергии;
  • ψ — коэффициент теплопроводности;

Численная характеристика теплопроводности материала равна количеству теплоты, проходящей через материал толщиной 1 фут (ft) и площадью 1 квадратный фут (ft2) за час, при разности температур на двух противоположных поверхностях в 1 °F. В выбранной системе единиц ψ для воздуха равен 0,015 ВТU/(ft  hr°F). Погрешность результатов вычислений из-за отсутствия в уравнении теплопроводности материала, из которого изготовлен теплообменник, критична при проектировании нового узла. При подборе же готовой продукции ею можно пренебречь;

  • St — площадь теплообмена (ft2);
  • ΔTIm — средняя разница температур воздуха, проходящего через теплообменник снаружи и внутри. В приведенной формуле, правда, тоже присутствует величина, определяемая по графикам, составленным на основе опытно-статистических данных. но разброс результатов здесь меньше.
  • ΔTIm= (ΔT1-ΔT2)F/In(ΔT1/ΔT2) , где ΔT1- разница температур наддувного воз- духа на входе е интеркулер и выходящего из интеркулера внешнего потока:
  • ΔТ2 — разница температур наддувного воз-духа на выходе из интеркулера и набегающе-го потока;
  • In(х) — натуральный логарифм, значения которого можно определить по таблицам брадиса;
  • F — фактор коррекции, учитывающий не-равномерность прогрева воздуха, прошедшего через интеркулер.

F определяется по графику (рис) на основе расчетов двух величин:

  • N=(Т1-Т2)/(Т1-Та1) и R=(Та2-Та1)/(Т1-Т2), где
  • Т1 — температура наддувного воздуха на входе в интеркулер;
  • Т2 — температура наддувного воздуха на вы-ходе из интеркулера; Та1- температура окружающего воздуха перед интеркулером;
  • Та2 — температура прошедшего через интеркулер окружающего воздуха. Округленно можно представить площадь теплообмена как сумму площади стенок каналов интеркулера;
  • St=LIxLwxLn, где LI- длина каналов;
  • Lw — периметр сечения каналов;
  • Ln — количество каналов.

Основываясь на опыте производителей теплообменников для турбосистем. можно утверждать, что оптимальный размер фронтального габарита интеркулера должен быть на 45% больше его площади теплопередачи для внутреннего потока.

Суть проблемы

Из школьного курса физики вы помните, что при нагревании плотность воздуха падает. Соль в том, что компрессор должен подавать в двигатель сжатый воздух, то есть воздух высокой плотности. А так как сам компрессор нагревается, да и воздух при повышении давления тоже не становится холоднее, то в итоге в камеру сгорания подаётся горячий воздух. Из-за этого падает давление турбонаддува, а значит, и его эффективность. Решать эту проблему призвана система охлаждения, которая, пропуская через себя всасываемый компрессором воздух, снижает его температуру до расчётных 50 градусов. Это, для чего и нужен интеркулер, можно сделать несколькими путями: воздушное охлаждение, водяное, различная компоновка деталей и расположение их под капотом. Суть от этого не меняется, интеркулер работает, как охладитель. Собственно, иногда его именно так и называют.

Конечно, не бывает абсолютно верных решений. У конкретно этого тоже есть оборотная сторона: при охлаждении создаётся препятствие для непрерывной подачи воздуха, что влияет на эффективность работы, понижая давление. Но в то же время охлаждённый воздух в итоге даёт больший прирост мощности. Баланс потерь и выгод остаётся на откуп инженерам-проектировщикам системы турбонаддува. Собственно, теоретически такую систему можно сделать своими руками, однако мы не рекомендуем делать это неопытным водителям, так как малейшая неточность в расчётах приведёт к дополнительным нагрузкам на двигатель, что сильно ускорит его износ и уменьшит ресурс работы.

Если подробнее рассматривать вопрос воздушного охлаждения, то такой интеркулер универсален. Его можно использовать практически на любом турбированном двигателе, так как он не требует особых разъёмов или входов для подключения. Его располагают, как правило, под капотом автомобиля, хотя возможны и варианты. Главное, чтобы он был расположен между компрессором и впускным коллектором, чтобы воздух проходил через него и охлаждался перед попаданием в камеру сгорания. Если вам доводилось видеть машины, особенно старые мускул-кары, с прорезями в крышке капота, то это явный признак, что такой интеркулер в автомобиле и установлен.

Воздушный интеркулер представляет из себя радиатор. Обычно он алюминиевый или медный, в связи с теплопроводными свойствами этих металлов. Комплект продольно расположенных металлических трубок с пластинками между ними, по которым из компрессора через герметичный патрубок поступает нагнетаемый воздух, задерживает движение воздуха. Но во время прохождения через эту систему воздух при контакте с трубками отдаёт часть тепловой энергии, приобретённой в процессе работы компрессора, и через патрубок поступает во впускной коллектор. Таков, в общем, принцип работы интеркулера. Интеркулер на дизель конструктивно не отличается от интеркулера для бензинового двигателя. Отличны только создаваемые и обрабатываемые им температуры, ведь температура воспламенения дизельного топлива выше, чем бензинового. Если же говорить о фронтальном интеркулере, который устанавливается обычно в передний бампер, то для него специально вырезаются воздухозаборники с непрямой геометрией профиля, чтобы объём поступающего воздуха был выше. Патрубок от него отходит к компрессору вглубь подкапотного пространства, а выходной — обычно с другой стороны — подводится к двигателю. Конструктивно они идентичны, но в такой схеме воздух проходит большее расстояние. Таким образом, он охлаждается сильнее, но и падение мощности больше из-за лага в подаче воздуха в камеру сгорания.

На что обратить внимание при выборе интеркулера

Есть несколько нюансов, которые нужно учитывать при выборе устройства:

  • Слишком большой агрегат буде весить немало, однако не стоит отдавать предпочтение и чересчур миниатюрным изделиям. От интеркулера размером с книгу не будет никакой пользы и точно не повысится мощность мотора. Поэтому нужно прикинуть, какой агрегат подойдет для конкретного авто и подбирать устройство исходя из габаритов посадочного места.
  • Трубки, по которым будет проходить воздух, должны быть достаточно большими, чтобы воздушные массы не задерживались с них и не теряли энергию.
  • Не обязательно выбирать толстые платины теплообменника. Важна их площадь, а не толщина. Более «толстые» конструкции прибавляют только вес всей установке, на мощностные показатели они не влияют.
  • Лучше, если трубки будут конической формы.

Также нужно удостовериться, что патрубки надежно соединены. Особенно это касается водяных моделей. В них нельзя допускать утечки охлаждающей жидкости, так как ее объем должен быть постоянным для корректной работы всей системы.

Плюсы и минусы использования дополнительного радиатора

Наверняка, сейчас вы разобрались что такое интеркулер и в чем его главное предназначение. Но остаются вопросы о целесообразности его установки. Поэтому нужно упомянуть о плюсах и минусах использования дополнительного охлаждающего устройства.

Эффективность использования

Сколь эффективна установка интеркулера в автомобиле? Без колебаний можно сказать, что эффективность работы охлаждающего устройства очевидна!

К примеру, охлаждение воздушных масс лишь на 10ºС увеличивает производительность силового агрегата приблизительно на 3-4%. При этом даже воздушный интеркулер охлаждает воздушные потоки ориентировочно на 50ºС, а, следовательно, прибавка мощности составляет 15%. Но рекордсменом признается водная система, обеспечивающая понижение температурного режима до 70ºС, а это – 21% к мощностям мотора.

Минусы дополнительного радиатора


Даже самый идеальный радиатор – не идеален! Вот и интеркулер имеет некоторые недостатки. Расскажем о них:

  1. Снижение давления. Ясно, что воздушные массы, проходящие через большое количество труб, затрачивают часть собственной энергии на преодоление препятствий.
  2. Масса. Что не говори, а это интеркулер имеет приличный вес — есть экземпляры, весящие до 20кг.
  3. Водное устройство, требует дополнительного охлаждения. Кроме того, само устройство требует значительного внимания, поскольку при вытекании жидкости эффективность его работы падает в несколько раз.

Разновидности интеркулеров

Как выбрать

Некоторые задумываются над заменой стандартного ИК, который шёл с завода на автомобиле. Но есть и те, кто думает относительно возможности снять интеркулер, и вовсе его не использовать.

Эти охладители относятся к дополнительным элементам, потому без интеркулера двигатель также сможет нормально работать. Если снять этот компонент, удастся избавиться сразу от 10-30 килограмм лишнего веса в среднем. Плюс освободится пространство под капотом.

Но есть одно важное замечание. Если интеркулер был предусмотрен автопроизводителем, то есть не вы его устанавливали дополнительно, а в таком виде машина сошла с конвейера, то снимать ИК не рекомендуется

Демонтировав заводскую деталь, пусть и дополнительную, можно запустить процесс ускоренного износа силовой установки. Это обусловлено воздействием на мотор высоких температур, от которых спасает охладитель. Также упадёт мощность, что многим водителям точно не понравится.

Если же вас не устраивает заводской элемент охлаждения воздуха, и вы хотите заменить его на новый, есть несколько основных критериев выбора.

Теплообменник. Интересует его площадь. От размера пластин и трубок непосредственно зависит эффективность охлаждения. В продаже можно встретить множество очень компактных устройств, размер которых сравним с блокнотом или книгой. Но есть большая доля вероятности, что их монтаж не принесёт никакой пользы. Прибавить существенно мощность такой интеркулер не способен. Выбирайте более крупные конструкции, но с расчётом на то, что места под капотом хватит для их размещения. Внутреннее сечение трубок. Слишком маленький размер не позволяет свободно пропускать воздух через всю конструкцию. Для эффективных интеркулеров это недопустимо. Пластины

Обратите внимание на то, какую толщину имеют пластины на теплообменнике. Работа охладителя зависит от площади, а не от толщины

Если вы видите толстостенный металл, то на высокую эффективность рассчитывать не стоит. Лишняя толщина только прибавляет вес машине. Но никак не влияет на работоспособность. Форма используемых трубок. Специалисты и бывалые автомобилисты советуют выбирать конструкции, где трубки имеют коническую форму, а также отличаются большим радиусом изгибов. Соединение трубок. Важный критерий для любого интеркулера, но особенно водяного. Если соединение окажется некачественным, через короткое время после начала эксплуатации жидкость охлаждения просто начнёт вытекать.

Никогда не лишним будет предварительно проконсультироваться со специалистами. Если на машине был установлен достаточно хороший интеркулер, но он вышел из строя и требует замены, можно подобрать аналогичную модель со схожими характеристиками.

Виды интеркулеров

Мы разобрались, что такое дополнительный радиатор, а теперь остановимся на том, какие виды интеркулеров ставят на машины. Отметим, что именно от конструкционных особенностей устройства имеют прямую зависимость его рабочие параметры и продуктивность в работе.

Воздушные радиаторы

Воздушные радиаторы пользуются большой популярностью у автомобилистов, их ставят на дизель при тюнинге машины для увеличения его производительности.

Схема дополнительного радиатора

Это радиатор, который состоит из трубок и пластинок. Из названия понятно, что процесс охлаждения осуществляется посредством воздуха, а, следовательно, его продуктивность зависит от габаритов интеркулера. В целях наибольшей рабочей эффективности (охлаждения), конструкторами использовалась модель, основанная на изменении длины трубок. Из-за этой конструктивной особенности возрастает площадь элемента, но, со своей стороны, значительное число изгибов является препятствием для воздушных масс, что сильно понижает давление.

Действие воздушного радиатора предполагает прохождение воздуха через трубки и пластины радиатора. В тонких трубках часто расположены маленькие перегородки. Ими создается турбулентность и повышается теплообмен. Такой радиатор делают, главным образом, из алюминия, но иногда применяется медь. Радиатор «воздух/воздух» может быть установлен в разных местах, но обычно это:

  • пространство за бампером — монтаж в центре с изначальным врезом в бампер;
  • над силовым агрегатом — на капоте создается отдельный заборник воздуха;
  • пространство у одного из крыльев автомобиля.

Принцип работы радиатора

Водный интеркулер

Как действует воздушное охлаждающее устройство, мы рассказали, далее остановимся на интеркулере «воздух-вода». Данный тип устройства применяют гораздо реже, но из-за наличия некоторых особенностей в конструкции водный интеркулер обычно используют в условиях с ограниченным пространством, т. е. в таких случаях, когда для обычного устройства нет места под капотом автомобиля. Ключевыми составными частями водного устройства являются:

  • электронный блок, управляющий процессом;
  • радиатор;
  • элемент, обеспечивающий теплообмен;
  • помпа;
  • трубки.

Конструкция водного интеркулера предусматривает наличие теплообменника, располагающегося вблизи от компрессора. Жидкости охлаждения, насыщаясь теплом, выводят его посредством радиатора, который располагается спереди, в окружающую среду. Заметим, что отвод тепловой энергии жидкостью осуществляется гораздо продуктивнее, в сравнении с воздухом. Но для обеспечения продуктивного поглощения температурного роста внутри теплообменника всегда должен присутствовать ее оптимальный объем.

Перед началом работы помпы, подающей охлажденную жидкость, теплообменник понижает температуру воздушной массы, которая подается в коллектор. Однако при нагреве воды ей необходимо время для остывания. Впрочем, кроме явных достоинств водного радиатора, он имеет существенные недостатки, например, усложненная конструкция теплообменника. Поскольку для корректной работы элемента необходимо подсоединение «лишних» патрубков, помпы, радиатора и центрального БУ. Это называется двухконтурной моделью охлаждения, и она создает некоторые трудности в процессе работы и ремонта. Эти причины способствуют невысокой популярности интеркулеров такого вида. Хотя при невозможности по тем или иным причинам установки воздушного устройства, водный интеркулер буквально спасает, и его положительные характеристики становятся очевидными, к примеру, в силовом агрегате TSI.

Особенности установки

ПЛОЩАДЬ

Разница в площади теплообмена интеркулеров может быть следствием конструктивных нюансов. Например, к ее сокращению ведет уменьшение числа каналов и увеличение их сечений при сохранении объема тепло-обменника. Подобная конструкция приведет к снижению сопротивления, что отразится на меньшем падении давления, но эффективность охлаждения снизится. Такие конструкции предпочтительнее включать в системы малого давления.

И наоборот, чем выше предполагаемое давление наддува, тем более плотную структуру с высоким значением площади тепло-обмена следует выбирать. Если же уменьшение площади теплообмена происходит вследствие уменьшения объема интеркулера (меньше длина или количество каналов), то в первую очередь это отражается на падении давления вследствие как увеличения скорости потока, так и из-за ухудшения охлаждения. Но турбо-яма становится менее заметной.

Как работает и влияет на мощность

Теперь нас интересует, как именно работает автомобильный интеркулер. Повышение показателей мощности двигателя достигается за счёт того, что дополнительный охладитель снижает температуру воздуха. Опускается она примерно до 55-60 градусов Цельсия.

Изменение температуры способствует улучшению качества воздуха, который поступает в турбину, то есть турбокомпрессор. От этого лучше наполняются цилиндры, и повышается производительность силовой установки. В этом и заключается предназначение интеркулера в бензиновом и дизельном двигателе.

Охлаждение воздуха и есть назначение технологии, которая целиком и полностью себя оправдывает. Эксперименты наглядно доказывают, что при снижении температуры воздуха хотя бы на 10 градусов, прирост мощности уже будет составлять минимум 3-5%.

Если интеркулера на машине не будет, либо он выйдет из строя, температура начнёт значительно повышаться. В некоторых случаях она может составлять практически 200 градусов Цельсия. При всасывании перегретого воздуха турбиной количество кислорода в нём существенно снижается. От этого обедняется топливовоздушная смесь, двигатель не может полноценно выдавать свою мощность. Длительная эксплуатация турбомотора в таком режиме спровоцирует выход из строя многих элементов. Не исключено даже заклинивание двигателя.

Интеркулеры и их работа также непосредственно связаны с количеством топлива, которое расходует двигатель. Чем качественнее и богаче будет топливовоздушная смесь, тем эффективнее она сможет сгорать. Большое количество кислорода позволяет задействовать меньший объём горючего. Потому интеркулер способствует экономии топлива.

Эффективность такого элемента определяется его способностью снижать температуру мотора в сравнении с температурными показателями окружающего двигатель воздуха.

Ещё одной важной особенностью ИК считают способность уменьшения давления наддува, поскольку элемент создаёт дополнительное сопротивление. Для качественных и эффективных охладителей нормальный показатель снижения давления находится на уровне 1-2 psi


С этим читают