Устройство интеркулера и его предназначение

16 Августа 2016

ИнтеркулерКонструкция любого автомобиля предусматривает наличие определенных устройств для охлаждения рабочих механизмов транспортного средства, причем это касается не только отдельных составляющих деталей, но и горячих воздушных потоков, появляющихся в результате их работы. Одним из таких охладителей является интеркулер, выступающий в роли промежуточного охладителя надувочного воздуха. В данной статье мы рассмотрим различные типы данного устройства, а также разберемся в особенностях их установки и эксплуатации.

Интеркулер: для чего он нужен?

По сути, интеркулер – это обыкновенный теплообменник (в большинстве случаев радиатор), призванный охлаждать наддувочный воздух. Чаще всего такие конструкции применяются в силовых установках с системой турбонаддува.

Выделяют две основные функции интеркулеров: снижение температурных показателей подающегося воздуха и снижение давления наддува. Уменьшению давления способствует сопротивление потока, которое создает устройство. В свою очередь, это вызывает определенные ограничения в конструкции, ведь снижение давления больше, чем на 1-2 psi, неприемлемо. Другими словами, интеркулер призван извлекать тепло из воздушных потоков, нагревающихся при сжатии в компрессоре.

Одними из основных критериев, которыми руководствовались разработчики при создании устройства, являются максимальный отвод тепла, минимальные потери давления наддува и увеличение инерции воздуха.

Принцип работы

Интеркулер, который способен охлаждать воздух до температуры окружающей среды, мог бы считаться на 100% эффективным, однако достичь столь высоких показателей практически невозможно, из-за чего оптимальным вариантом считается устройство, работающее на 70%.

Типы устройства интеркулеров, как они работают

Разобравшись, для чего нужен интеркулер, также следует знать и о типах данной конструкции, от которых во многом зависит их рабочая эффективность. Их выделяют всего два.

Воздух-воздух

Наиболее распространенный тип, который отличается высоким уровнем надежности и простотой конструкции. Данный агрегат представлен в виде радиатора, состоящего из труб и пластин. Как следует из названия, процесс охлаждения происходит благодаря воздуху, а значит, эффективность конструкции будет напрямую зависеть от размеров устройства. В целях большей продуктивности (то есть охлаждения), конструкторы использовали схему, основывающуюся на изменении труб по длине. За счет этой особенности увеличивается общая площадь агрегата, но, в то же время, большое количество изгибов становится еще одним препятствием на пути воздушных потоков, что заметно снижает давление.

Воздушный интеркулер Принцип работы интеркулера «воздух-воздух» заключается в прохождении воздушного потока сквозь трубчатые пластины радиатора. Внутри тонких труб зачастую располагаются небольшие перегородки, которые создают турбулентность и повышают обмен тепла. Материалом изготовления данного типа устройств чаще всего выступает алюминий, но в некоторых случаях используется медь.

Воздушный интеркулер может иметь самое разное расположение, но чаще всего его устанавливают за бампером (размещение в центральной части с предварительным вырезом в бампере); над двигателем (на капоте приходится создавать специальный воздухозаборник) и сбоку (для расположения воздухозаборника используется одно из крыльев). Для каждого отдельного типа силовой установки создается свой интеркулер, так как приходится учитывать множество индивидуальных факторов: направление воздушного потока, площадь самого радиатора, внутреннее сечение труб и т.д.

Знаете ли вы? Появление интеркулеров связывают с началом применения турбонагнетателей на авиационных, судовых и локомотивных силовых установках, которое датируется 30-ми гг. ХХ века.

Воздух-вода

Водяной интеркулер Как работает воздушный интеркулер, мы уже разобрались, теперь поговорим о типе устройства «воздух-вода». Конечно, этот вариант используется немного реже, чем описанный выше, но благодаря присутствию некоторых конструктивных особенностей водные устройства часто применяются в условиях ограниченного пространства, то есть в тех случаях, когда для габаритного интеркулера просто нет места под капотом машины. Основными составляющими частями водного интеркулера выступают: блок управления, радиатор, теплообменник, насос и трубы.

Конструкции типа «воздух-вода» предусматривают использование специального теплообменника, который располагается рядом с компрессором. Вода или другая используемая охлаждающая жидкость получает тепло и с помощью расположенного впереди небольшого радиатора выводит его наружу. Нужно отметить, что жидкость отводит тепло намного эффективнее воздуха, но для того чтобы рост температуры поглощался, в теплообменнике должно находиться достаточное ее количество.

Еще до начала работы насоса, подающего холодную воду, теплообменник снижает температуру воздушных потоков, поступающих в коллектор, но если вода нагревается – ей требуется время, чтобы остыть.

Тем не менее, несмотря на преимущества водного интеркулера, он имеет и ряд недостатков. Прежде всего, стоит отметить более сложную конструкцию теплообменника, так как его нормальное функционирование требует установки дополнительных элементов: патрубков, водяного насоса, воздушного радиатора и ЭБУ. Все вместе это носит название двухконтурной охладительной системы, которая создает определенные сложности при ремонте и эксплуатации такого интеркулера.

Интеркулер Именно эти факторы способствовали снижению популярности устройства данного типа, однако в тех случаях, когда применение воздушного радиатора по каким бы то ни было причинам невозможно, водяной тип приходит на выручку, и плюсы водяного интеркулера становятся более заметными (например, мотор TSI).

Нюансы установки и ухода

Если вы пришли к выводу о необходимости установки интеркулера, тогда стоит правильно выбрать место его будущего размещения, иначе устройство не только не сможет нормально охлаждать воздух, но и, наоборот, только поспособствует дополнительному подогреву.

Специалисты рекомендуют устанавливать интеркулер в передней части радиатора, что сделает процесс охлаждения более эффективным. Края лучше сделать в виде металлического короба. Трубы, соединяющие турбину и интеркулер, необходимо заменить элементами с большим диаметром (так вы сведете к минимуму потери давления). В то же время, для снижения тепловой нагрузки от силового агрегата, следует дополнительно покрыть трубы алюминиевой лентой.

Интеркулер Надо отметить, что сама конструкция интеркулера отличается достаточной простотой, и ей не нужен какой-то особый уход. Среди самых распространенных неисправностей можно выделить разрыв патрубка, а иногда даже самого теплообменника, чему способствует высокое давление в системе. Если такое случается, то мощность силового агрегата резко падает, а расход бензина только растет.

Промежуточный радиатор следует периодически промывать, точно так же, как и радиатор системы охлаждения двигателя. Мелкий мусор, который попадает внутрь и забивает соты, существенно ухудшает работу устройства, но в целях очистки ни в коем случае нельзя использовать аппараты высокого давления, ведь струи воды могут запросто погнуть стенки сот охлаждения.

Преимущества использования интеркулера

Для охлаждения воздушных потоков, которые образуются в результате работы турбокомпрессора, интеркулер часто устанавливают на двигатель. Не секрет, что даже не очень существенное снижение температуры наддувочного воздуха (пусть всего на 10 градусов) способно прибавить мотору до 3% мощности. Если учесть, что устройство может охладить воздух до температуры в 50-60 градусов, то выгодность его использования становится более чем заметной (в результате, мощность двигателя может вырасти на 20%).

Под капотом Более того, повышение мощностных показателей совсем не означает рост потребления топливной жидкости, а за счет эффективного сгорания топлива (является следствием лучшей наполняемости цилиндров) возрастают и экологические показатели.

Однако, как известно, ни одно устройство не может ограничиться только положительными характеристиками, поэтому совсем не удивительно, что и интеркулер имеет свои минусы. Основной недостаток – это создание препятствия на пути потоков воздуха, что является необратимым явлением, так как интеркулер его охлаждает. Из-за этой особенности давление наддува несколько падает, а значит, для достижения должного наддувного эффекта придется тратить часть энергии, предназначенной для самого наддува.

К отрицательным моментам использования интеркулера нужно отнести и малопривлекательный выступ, «украшающий» капот некоторых спортивных автомобилей. Такое дополнение в виде воздухозаборника используется для подачи воздушных потоков к интеркулеру, размещенному в верхней части мотора.

Не стоит забывать, что сам теплообменник и все его патрубки занимают достаточно много места под капотом автомобиля, а в случае монтажа устройства в носовой части, вы делаете его хорошей мишенью для мелких камешков и прочего дорожного мусора, из-за чего интеркулер придется часто чинить. Даже небольшое ДТП может вызвать разрушение устройства и дополнительные материальные траты.

Интеркулер Учитывая все вышесказанное, перед принятием окончательного решения относительно установки интеркулера, хорошо взвесьте все «за» и «против», ведь даже зная, что это такое и какую роль устройство играет в автомобиле, конкретно в вашем случае оно может оказаться ненужной тратой денег.

Была ли эта статья полезна?


Комментарии
up