Интеркулер что это такое в автомобиле

Многие автолюбители часто упоминают про то, что у них автомобиль оснащен турбированным двигателем. Ну а как же, каждому будет приятно сказать, что у него под капотом не только атмосферное давление, но и механический нагнетатель. Но большинство из них, не до конца понимают, все устройство системы турбонаддува двигателя.

Поэтому в этой статье мы постараемся рассказать об одном из компонентов турбонаддува, а именно об интеркулере – что это такое в автомобиле, принцип работы, а также вообще для чего нужен интеркулер на турбированных движках.

Что такое интеркулер

Интеркулер – это механическое устройство (похож на радиатор), используемое для охлаждения воздуха системы впуска турбины или нагнетателя (компрессора).

Для чего нужен интеркулер

Задача интеркулера состоит в том, чтобы охладить воздух после того, как он был пропущен через турбину или нагнетатель. Дело в том, что турбина создает давление воздуха, за счет сжатия происходит нагрев воздуха, соответственно, при интенсивном и постоянном наддуве, температуре на впуске в цилиндр может значительно отличаться от температуры охлаждающей среды.

Принцип работы

Турбокомпрессоры работают за счет сжатия воздуха, увеличивая его плотность, прежде чем он достигнет цилиндров двигателя. Благодаря сжатию большего количества воздуха, в каждом цилиндре двигателя способно сгореть пропорционально больше топлива, и создать больше энергии при каждом воспламенении.

Этот процесс сжатия создает много тепла. К сожалению, поскольку воздух становится горячим, он также становится менее плотным, уменьшая количество кислорода, доступного в каждом цилиндре, и влияет на производительность!

Интеркулер создан для того, чтобы противодействовать этому процессу, охлаждая сжатый воздух, чтобы обеспечить двигатель большим количеством кислорода и улучшить сгорание в каждом цилиндре. Кроме того, регулируя температуру воздуха, он также повышает надежность двигателя, обеспечивая правильное соотношение воздуха и топлива в каждом цилиндре.

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.

Размещение промежуточных охладителей

Хотя, теоретически воздушные промежуточные охладители могут располагаться где угодно, между турбонаддувом и двигателем, но они наиболее эффективны там, где есть лучший воздушный поток, и обычно размещаются перед автомобилем за решеткой основного радиатора.

В некоторых транспортных средствах расположение двигателя противоречит этому, и интеркулер помещается поверх двигателя, но воздушный поток здесь, как правило, меньше и на промежуточный охладитель может воздействовать тепло от самого двигателя. В этих случаях устанавливают дополнительные воздушные каналы или совки в капоте, которые увеличивают прохождение воздушного потока.

Эффективность применения

При установке любого дополнительного оборудования каждый автомобилист всегда обращает внимание на резонность использования детали или целой системы. Что касается эффективности интеркулера, то разница между его наличием и отсутствием прилично ощущается. Как мы поняли, интеркулер охлаждает воздух, нагнетаемый в мотор турбиной. Так как нагнетатель работает в условиях высоких температур, она подает в двигатель горячий воздух.

Так как у горячего воздуха меньше плотность, он способствует менее эффективному горению воздушно-топливной смеси. Чем холоднее воздух, тем выше его плотность, а это значит, что в цилиндры попадает больше кислорода, и мотор получает дополнительные лошадиные силы. Например, если охладить поступающий воздух всего на 10 градусов, мотор станет мощнее приблизительно на 3 процента.

Но даже если взять обычный воздушный интеркулер (воздух проходит через трубки радиатора), то пока он дойдет до мотора, его температура снизится примерно на 50 градусов. Но если в машине установить водяной интеркулер, то некоторые модификации способны понизить температуру воздуха в системе впуска двигателя на целых 70 градусов. А это 21-процентный прирост к мощности.

Но данный элемент проявит себя только в турбированном двигателе. Во-первых, атмосферному мотору будет тяжело прокачать воздух через увеличенную систему впуска. Во-вторых, в короткой впускной системе воздух не успевает раскалиться, как в случае использования турбины. По этим причинам нет смысла устанавливать интеркулер в такие моторы.

Можно ли его убрать?

Если интеркулер чем-то мешает автовладельцу, эту систему можно демонтировать. Но смысл в этом может быть, только если машина раньше не была оснащена данной системой. И даже если машина была модернизирована, то отсутствие интеркулера сразу же станет ощутимым. Когда установка интеркулера привела к повышению мощности мотора на 15-20 процентов, отсутствие данной детали сразу же станет ощутимым.

Можно ли снять деталь

Но помимо снижения мощности ДВС, в некоторых случаях демонтаж интеркулера может даже привести к поломке мотора. Такое может произойти, если данная система является частью конструкции мотора, и входит в заводское оснащение.

На турбированных ДВС не стоит снимать интеркулер (опять же: если он является заводским оснащением), потому что он обеспечивает требуемое для адекватной работы мотора дополнительное охлаждение. Из-за критичных температур его детали могут выйти из строя.

Критерии выбора при самостоятельной установке

Если появилась необходимость установить в машину интеркулер (модификации, отличающейся от заводской, или вообще в качестве новой системы для мотора), то эта система должна соответствовать следующим параметрам:

• Достаточная площадь теплообменника. Как известно, охлаждается воздух за счет процесса теплообмена, который проходит в радиаторе (тот же процесс происходит в радиаторе системы охлаждения мотора). Чем больше площадь радиатора, тем выше его эффективность. Это физика, и от нее никак не избавиться. Поэтому не имеет смысла покупать маленький радиатор – он не сможет прибавить ощутимое количество лошадиных сил. Но и очень габаритная деталь может не поместиться под капот.
• Сечение трубок системы. Не стоит использовать тонкую магистраль (в ней воздуха меньше, поэтому охлаждаться он будет сильнее), потому что в этом случае турбина будет испытывать дополнительную нагрузку. Воздух должен свободно продвигаться по системе.
• Структура теплообменника. Некоторые автомобилисты думают, что радиатор с более толстыми стенками теплообменника будет более эффективным. На самом деле система будет только тяжелее. Эффективность теплообмена обратно пропорциональна толщине стенок: чем больше их толщина, тем меньше эффективности.
• Форма магистрали. Чем плавней в системе изгибы, тем легче турбине будет продавить воздух до мотора. Поэтому предпочтение следует отдать коническим трубкам, а изгиб патрубков должен иметь максимально большой радиус.
• Герметичность. Важно полностью устранить потери циркулирующего в системе воздуха или его подсос. Для этого все патрубки системы должны максимально плотно зафиксированы. Особенно это касается водяных интеркулеров (чтобы охлаждающая жидкость из системы не сочилась).

Поставить новый интеркулер

Если автомобиль уже оснащен интеркулером, то систему можно модифицировать, установив более производительную модификацию. Как мы рассмотрели ранее, необходимо при выборе учесть форму трубок, площадь радиатора и толщину стенок теплообменника.

Чтобы заменить деталь, также потребуется приобрести другие патрубки, потому что длинные аналоги будут заламываться на изгибах, что приведет к плохому поступлению воздуха в цилиндры. Для замены интеркулера достаточно снять старый радиатор, и вместо него установить новый с подходящими патрубками.

Особенности эксплуатации и основные причины поломки

Большинство заводских интеркулеров исправно функционирует на протяжении большого промежутка времени. Несмотря на это, они все равно нуждаются в периодическом обслуживании. Например, в процессе планового осмотра в системе можно выявить одну из следующих неисправностей:

• Разгерметизация магистрали. Такое происходит при чрезмерном давлении в системе. В таком случае может либо порваться патрубок, либо охлаждающая жидкость начнет просачиваться на месте соединения (касается водяных интеркулеров). О данной неисправности может свидетельствовать падение мощности мотора из-за недостаточного охлаждения, поступающего в цилиндры воздуха. В случае порыва патрубки нужно заменить на новые, а плохое соединение лучше зажать.
• Полость воздуховода загрязнена маслом. Небольшое количество смазочного материала всегда попадает в интеркулер из-за обильной смазки турбины. Если исправный мотор стал брать более одного литра масла на 10 тысяч километров пробега, необходимо проверить, не берет ли турбина слишком много масла.
• Повреждение радиатора. Механические повреждения чаще всего встречаются в интеркулерах, установленных в нижней части моторного отсека (в основном многие устанавливают его под основным радиатором охлаждения).
• Засорение пластин радиатора. Так как через теплообменник постоянно проходит большое количество воздуха, на его пластинах появляется грязь. Особенно это часто происходит в зимний период или весной, когда на радиатор, расположенный под передним бампером, попадает большое количество песка и химических реагентов, которыми посыпаются дороги.

Ремонт интеркулера своими руками

Чтобы отремонтировать интеркулер, его необходимо демонтировать. Тонкости этого процесса зависят от типа устройства и места его положения. Но независимо от этого, снимать интеркулер необходимо на остывшем двигателе, а система зажигания должна быть выключена.

Для ремонта интеркулера может потребоваться:

• Наружная или внутренняя очистка теплообменника. Для выполнения данной процедуры были разработаны разные химические средства. В зависимости от типа очищающего средства и сложности конструкции радиатора процесс по его очистке может занять пару часов. Если теплообменник сильно загрязнился, его опускают в емкость с очищающим средством на несколько часов.
• Устранение трещин. Если интеркулер водяной, а его радиатор выполнен из алюминия, то целесообразно заменить его на новый. В случае использования других материалов можно воспользоваться пайкой. Важно, чтобы материал латки совпадал с металлом, из которого изготовлен сам теплообменник.

Чтобы устранить большинство неисправностей интеркулера, нет необходимости обращаться в дорогостоящие сервисные центры. Если есть опыт в пайке радиаторов, то даже механическое повреждение теплообменника можно устранить самостоятельно. Проверить, насколько качественно был отремонтирован интеркулер, можно во время поездки. Если машина обрела прежнюю динамичность, значит, охлаждение воздуха для мотора происходит эффективно.

Преимущества и недостатки использования интеркулера

Основным преимуществом использования интеркулера является повышение мощности турбированного мотора без неприятных последствий из-за ошибок при тюнинге. При этом увеличение лошадиных сил не будет связано с потреблением большего количества топлива.

В некоторых случаях повышение мощности наблюдается до 20 процентов. Если машина проверяется на соответствие экологическим стандартам, то этот показатель после установки интеркулера будет максимально высоким.

Но при своих достоинствах интеркулер имеет несколько существенных минусов:

1. Увеличение впускного тракта (если эта система не является частью штатного оборудования) всегда приводит к созданию сопротивления поступающему в мотор воздуху. В таком случае стандартной турбине нужно будет преодолевать это препятствие, чтобы достигался необходимы уровень наддува.
2. Если интеркулер не является частью конструкции силовой установки, то для его установки потребуется найти дополнительное место. В большинстве случаев это место под передним бампером, а это не всегда красиво.
3. При установке радиатора под передним бампером этот дополнительный элемент подвержен повреждениям, так как становится самой нижней точкой в машине. Камни, грязь, пыль, трава и т.д. окажутся настоящей головной болью для автовладельца.
4. Если интеркулер устанавливается в области крыла, на капоте потребуется сделать прорези для установки дополнительных воздухозаборников.

Видео на тему

Вот небольшой видеообзор работы воздушных интеркулеров:

Фронтальный Интеркулер! Какой, зачем и почему?

Вопросы и ответы:

Для чего нужен интеркулер на дизеле? Как и в бензиновом моторе, функция интеркулера в дизельном агрегате заключается в охлаждении поступающего в цилиндры воздуха. Благодаря этому поступает большее количество воздуха.

Как работает радиатор интеркулера? Принцип работы такого радиатора тот же, что и радиатора охлаждения ДВС. Только внутри интеркулера проходит воздух, всасываемый мотором.

Сколько добавляет мощности интеркулер? Это зависит от особенностей мотора. В некоторых случаях ДВС демонстрирует прирост мощности до 20 процентов. В дизелях радиатор устанавливается между компрессором и впускным коллектором.

Что будет, если забит интеркулер? Если он охлаждает турбокомпрессор, то это скажется на работе нагнетателя, что приведет к его поломке. Когда интеркулер используется для охлаждения воздуха, то через забитый радиатор будет плохо проходить поток.