Интеркулер що це таке в автомобілі

Багато автолюбителів часто згадують про те, що у них автомобіль оснащений турбованим двигуном. Ну а як же, кожному буде приємно сказати, що у нього під капотом не тільки атмосферний тиск, а й механічний нагнітач. Але більшість з них, не до кінця розуміють, все пристрій системи турбонаддува двигуна.

Тому в цій статті ми постараємося розповісти про один з компонентів турбонаддува, а саме про інтеркулер – що це таке в автомобілі, принцип роботи, а також взагалі для чого потрібен інтеркулер на турбованих двигунах.

Що таке інтеркулер

Інтеркулер – це механічний пристрій (схожий на радіатор), який використовується для охолодження повітря системи впуску турбіни або нагнітач (компресора).

Для чого потрібен інтеркулер

Завдання інтеркулера полягає в тому, щоб охолодити повітря після того, як він був пропущений через турбіну або нагнітач. Справа в тому, що турбіна створює тиск повітря, за рахунок стиснення відбувається нагрівання повітря, відповідно, при інтенсивному і постійному наддуванні, температурі на впуску в циліндр може мати відчутні відмінності від температури охолоджуючої середовища.

Принцип роботи

Турбокомпресори працюють за рахунок стиснення повітря, збільшуючи його щільність, перш ніж він досягне циліндрів двигуна. Завдяки стиску більшої кількості повітря, в кожному циліндрі двигуна здатне згоріти пропорційно більше палива, і створити більше енергії при кожному запаленні.

Цей процес стиснення створює багато тепла. На жаль, оскільки повітря стає гарячим, він також стає менш щільним, зменшуючи кількість кисню, доступного в кожному циліндрі, і впливає на продуктивність!

Интеркулер створений для того, щоб протидіяти цьому процесу, охолоджуючи стиснене повітря, щоб забезпечити двигун великою кількістю кисню і поліпшити згоряння в кожному циліндрі. Крім того, регулюючи температуру повітря, він також підвищує надійність двигуна, забезпечуючи правильне співвідношення повітря і палива в кожному циліндрі.

типи интеркулеров

Існує два основних типи проміжного охолоджувача, які працюють по-різному:

Повітря-повітря

Першим варіантом є проміжний охолоджувач повітря-повітря, в якому стиснене повітря проходить повз безліч дрібних трубок. Тепло передається з гарячого стисненого повітря в ці охолоджуючі ребра, які, в свою чергу, охолоджуються швидким потоком повітря через автомобілем під час руху.

Як тільки охолоджений стиснене повітря пройшов через проміжний охолоджувач, він потім подається у впускний колектор двигуна і в циліндри. Простота, мала вага і низька вартість интеркулеров повітря-повітря, роблять їх найбільш популярним вибором для більшості автомобілів з турбонаддувом.

Повітря-вода

Як випливає з назви, інтеркулери повітря-вода використовують воду для зниження температури стисненого повітря. Прохолодна вода прокачується по дрібним трубках, забираючи тепло з стисненого повітря, коли він проходить через пристрій. Коли ця вода нагрівається, вона потім прокачується через радіатор або контур охолодження, перш ніж знову увійти в інтеркулер.

Інтеркулери повітря-вода мають тенденцію бути менше, ніж проміжні охолоджувачі повітря до повітря, що робить їх придатними для двигунів, де простір стоїть на висоті, а тому, що вода краще нагріває повітря, ніж повітря, підходить для більш широкого діапазону температур.

Однак підвищена складність конструкції, вартість і вагу, пов'язані з интеркулерами повітря-вода, означають, що вони, як правило, рідше зустрічаються і встановлюються на автомобільних двигунах.

Розміщення проміжних охолоджувачів

Хоча, теоретично повітряні проміжні охолоджувачі можуть розташовуватися де завгодно, між турбонаддувом і двигуном, але вони найбільш ефективні там, де є кращий повітряний потік, і зазвичай розміщуються перед автомобілем за гратами основного радіатора.

У деяких транспортних засобах розташування двигуна суперечить цьому, і інтеркулер поміщається поверх двигуна, але повітряний потік тут, як правило, менше і на проміжний охолоджувач може впливати тепло від самого двигуна. У цих випадках встановлюють додаткові повітряні канали або совки в капоті, які збільшують проходження повітряного потоку.

ефективність застосування

При установці будь-якого додаткового обладнання кожен автомобіліст завжди звертає увагу на резонність використання деталі або системи. Що стосується ефективності інтеркулера, то різниця між його наявністю та відсутністю пристойно відчувається. Як ми зрозуміли, інтеркулер охолоджує повітря, що нагнітається в мотор турбіною. Оскільки нагнітач працює за умов високих температур, вона подає у двигун гаряче повітря.

Так як у гарячого повітря менша щільність, він сприяє менш ефективному горінню повітряно-паливної суміші. Чим холодніше повітря, тим вище його щільність, а це означає, що в циліндри потрапляє більше кисню, і двигун отримує додаткові кінські сили. Наприклад, якщо охолодити повітря, що надходить, всього на 10 градусів, мотор стане потужнішим приблизно на 3 відсотки.

Але навіть якщо взяти звичайний повітряний інтеркулер (повітря проходить через трубки радіатора), то поки воно дійде до двигуна, його температура знизиться приблизно на 50 градусів. Але якщо в машині встановити водяний інтеркулер, деякі модифікації здатні знизити температуру повітря в системі впуску двигуна на цілих 70 градусів. А це 21-відсотковий приріст до потужності.

Але цей елемент проявить себе лише у турбованому двигуні. По-перше, атмосферному двигуну важко прокачати повітря через збільшену систему впуску. По-друге, в короткій впускній системі повітря не встигає розпалюватися, як у разі використання турбіни. З цих причин немає сенсу встановлювати інтеркулер у такі мотори.

Чи можна його забрати?

Якщо інтеркулер чимось заважає власнику, цю систему можна демонтувати. Але сенс у цьому може бути тільки якщо машина раніше не була оснащена цією системою. І навіть якщо машина була модернізована, то відсутність інтеркулера відразу стане відчутною. Коли установка интеркулера призвела до підвищення потужності двигуна на 15-20 відсотків, відсутність цієї деталі відразу стане відчутним.

Чи можна зняти деталь

Але крім зниження потужності ДВЗ, в деяких випадках демонтаж інтеркулера може навіть призвести до поломки двигуна. Таке може статися, якщо ця система є частиною конструкції двигуна, і входить у заводське обладнання.

На турбованих ДВС не варто знімати інтеркулер (знову ж таки: якщо він є заводським оснащенням), тому що він забезпечує необхідне для адекватної роботи двигуна додаткове охолодження. Через критичні температури його деталі можуть вийти з ладу.

Критерії вибору при самостійному встановленні

Якщо виникла потреба встановити в машину інтеркулер (модифікації, що відрізняється від заводської, або взагалі як нова система для двигуна), то ця система повинна відповідати наступним параметрам:

• Достатня площа теплообмінника. Як відомо, охолоджується повітря за рахунок процесу теплообміну, який проходить у радіаторі (той самий процес відбувається в радіаторі системи охолодження мотора). Чим більша площа радіатора, тим вища його ефективність. Це фізика, і її ніяк не позбутися. Тому немає сенсу купувати маленький радіатор - він не зможе додати відчутну кількість кінських сил. Але й дуже габаритна деталь може не поміститися під капот.
• Перетин трубок системи. Не варто використовувати тонку магістраль (у ній повітря менше, тому охолоджуватиметься воно буде сильніше), тому що в цьому випадку турбіна відчуватиме додаткове навантаження. Повітря має вільно просуватися по системі.
• Структура теплообмінника. Деякі автомобілісти думають, що радіатор із товстішими стінками теплообмінника буде ефективнішим. Насправді система буде лише важчою. Ефективність теплообміну обернено пропорційна товщині стінок: чим більша їх товщина, тим менша ефективність.
• Форма магістралі. Чим плавніше в системі вигини, тим легше турбіні буде продавити повітря до двигуна. Тому перевагу слід віддати конічним трубкам, а згинання патрубків повинен мати максимально великий радіус.
• Герметичність. Важливо повністю усунути втрати циркулюючого в системі повітря або його підсмоктування. Для цього всі патрубки системи повинні бути максимально щільно зафіксовані. Особливо це стосується водяних інтеркулерів (щоб охолодна рідина із системи не сочилася).

Поставити новий інтеркулер

Якщо автомобіль вже оснащений інтеркулером, систему можна модифікувати, встановивши більш продуктивну модифікацію. Як ми розглянули раніше, потрібно при виборі врахувати форму трубок, площу радіатора і товщину стін теплообмінника.

Щоб замінити деталь, також потрібно придбати інші патрубки, тому що довгі аналоги заламуватимуться на вигинах, що призведе до поганого надходження повітря в циліндри. Для заміни інтеркулера достатньо зняти старий радіатор, і замість нього встановити новий з відповідними патрубками.

Особливості експлуатації та основні причини поломки

Більшість заводських інтеркулерів справно функціонують протягом великого проміжку часу. Незважаючи на це, вони все одно потребують періодичного обслуговування. Наприклад, у процесі планового огляду в системі можна виявити одну з таких несправностей:

• Розгерметизація магістралі. Таке відбувається за надмірного тиску в системі. У такому випадку може або порватись патрубок, або охолодна рідина почне просочуватися на місці з'єднання (стосується водяних інтеркулерів). Про цю несправність може свідчити падіння потужності двигуна через недостатнє охолодження, що надходить в циліндри повітря. У разі пориву патрубки потрібно замінити на нові, а погане з'єднання краще затиснути.
• Порожнина повітропроводу забруднена олією. Невелика кількість мастильного матеріалу завжди потрапляє в інтеркулер через рясне мастило турбіни. Якщо справний мотор став брати більше одного літра олії на 10 тисяч кілометрів пробігу, необхідно перевірити, чи турбіна не бере занадто багато олії.
• Пошкодження радіатора. Механічні пошкодження найчастіше зустрічаються в інтеркулерах, встановлених у нижній частині моторного відсіку (переважно багато хто встановлює його під основним радіатором охолодження).
• Засмічення пластин радіатора. Через теплообмінник постійно проходить велика кількість повітря, на його пластинах з'являється бруд. Особливо це часто відбувається у зимовий період або навесні, коли на радіатор, розташований під переднім бампером, потрапляє велика кількість піску та хімічних реагентів, якими посипаються дороги.

Ремонт інтеркулера своїми руками

Щоб відремонтувати інтеркулер, його потрібно демонтувати. Тонкості цього процесу залежать від типу пристрою та місця його положення. Але незалежно від цього, знімати інтеркулер необхідно на двигуні, що остигнув, а система запалення повинна бути вимкнена.

Для ремонту інтеркулера може знадобитися:

• Зовнішнє чи внутрішнє очищення теплообмінника. На виконання даної процедури розробили різні хімічні засоби. Залежно від типу очищувального засобу та складності конструкції радіатора процес його очищення може зайняти пару годин. Якщо теплообмінник сильно забруднився, його опускають у ємність із засобом для чищення на кілька годин.
• Усунення тріщин. Якщо інтеркулер водяний, яке радіатор виконаний з алюмінію, то доцільно замінити його на новий. У разі використання інших матеріалів можна скористатися пайкою. Важливо, щоб матеріал заплати збігався з металом, з якого виготовлений сам теплообмінник.

Щоб усунути більшість несправностей інтеркулера, не потрібно звертатися в дорогі сервісні центри. Якщо є досвід у пайці радіаторів, то навіть механічне пошкодження теплообмінника можна усунути самостійно. Перевірити, наскільки якісно відремонтовано інтеркулер, можна під час поїздки. Якщо машина набула колишньої динамічності, значить, охолодження повітря для двигуна відбувається ефективно.

Переваги та недоліки використання інтеркулера

Основною перевагою використання інтеркулера є підвищення потужності турбованого двигуна без неприємних наслідків через помилки при тюнінгу. При цьому збільшення кінських сил не буде пов'язане із споживанням більшої кількості палива.

У деяких випадках підвищення потужності спостерігається до 20%. Якщо машина перевіряється на відповідність екологічним стандартам, цей показник після установки інтеркулера буде максимально високим.

Але за своїх переваг інтеркулер має кілька істотних мінусів:

1. Збільшення впускного тракту (якщо ця система не є частиною штатного обладнання) завжди призводить до створення опору повітря, що надходить в мотор. У такому разі стандартній турбіні потрібно буде долати цю перешкоду, щоб досягався необхідний рівень наддуву.
2. Якщо інтеркулер не є частиною конструкції силової установки, то для установки потрібно знайти додаткове місце. Найчастіше це місце під переднім бампером, а це не завжди красиво.
3. При установці радіатора під переднім бампером цей додатковий елемент схильний до пошкоджень, оскільки стає найнижчою точкою в машині. Каміння, бруд, пил, трава і т.д. виявляться справжнім головним болем для автовласника.
4. Якщо інтеркулер встановлюється в області крила, на капоті потрібно зробити прорізи для встановлення додаткових повітрозабірників.

Відео на тему

Ось невеликий відеоогляд роботи повітряних інтеркулерів:

Фронтальний інтеркулер! Який, навіщо та чому?

Питання та відповіді:

Для чого потрібен інтеркулер на дизелі? Як і в бензиновому моторі, функція интеркулера в дизельному агрегаті полягає в охолодженні повітря, що надходить в циліндри. Завдяки цьому надходить більша кількість повітря.

Як працює радіатор інтеркулера? Принцип роботи такого радіатора той самий, що й радіатора охолодження ДВЗ. Тільки всередині інтеркулера проходить повітря, що всмоктується двигуном.

Скільки додає потужності інтеркулер? Це залежить від особливостей двигуна. У деяких випадках ДВЗ демонструє приріст потужності до 20 відсотків. У дизелях радіатор встановлюється між компресором та впускним колектором.

Что буде, якщо забитий інтеркулер? Якщо він охолоджує турбокомпресор, це позначиться на роботі нагнітача, що призведе до його поломки. Коли інтеркулер використовується для охолодження повітря, через забитий радіатор погано проходитиме потік.