Принцип работы интеркулера: Интеркулер принцип работы

Содержание

Интеркулер принцип работы

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 2k.

Задачи, которые приходится решать производителям современных автомобилей, достаточно обширны. Многие из них затрагивают вопросы экологии и мощности ДВС. Зачастую они оказываются связанными, так полное сгорание топлива, дает повышение мощности и улучшение экологических показателей мотора. Если более внимательно посмотреть на то, как используется дизель в конструкции авто, то выяснится, что справиться с затронутыми проблемами ему помогает интеркулер.

Интеркулер, для чего он нужен?

Повышение мощности ДВС решается довольно-таки просто – необходимо обеспечить в цилиндрах двигателя оптимальные условия для сгорания топлива. Однако подобная задача только на первый взгляд кажется простой. Для подачи дополнительного кислорода в мотор используется специальное устройство – турбина, которая сжимает атмосферный воздух, и в таком виде он поступает в ДВС. Чаще всего подобными изделиями оснащается дизель.

Следствием того, что атмосферный воздух сжимается, происходит увеличение его плотности, что обеспечит поступление в мотор большего количество кислорода. Однако по законам физики, при сжатии газа происходит повышение температуры, а подача в дизель горячего воздуха – один из возможных вариантов быстрого его разрушения. Поэтому для снижения температуры сжатого воздуха используется такое устройство, как интеркулер.

Как работает интеркулер

Что это такое, и как он работает, поможет понять приведенный рисунок.


Принцип, по которому работает интеркулер, такой же, как у системы охлаждения двигателя – теплообмен или охлаждение нагретого вещества холодным. Прежде, чем дальше рассматривать вопрос – зачем нужен интеркулер, необходимо отметить, что он может быть двух типов:
  1. Воздух-воздух. При таком подходе используется специальный радиатор интеркулера, в котором сжатый нагретый воздух отдает свое тепло в атмосферу.
    Это наиболее распространенный вариант построения системы охлаждения подобного типа, благодаря простоте конструкции.
  2. Воздух-вода. После компрессора воздух проходит через радиатор интеркулера, омываемый водой. Отличается компактными размерами и высокой эффективностью работы. Однако для этого необходимы дополнительный радиатор охлаждения жидкости, насос для обеспечения ее циркуляции и блок управления.

Независимо от того, каким образом построена система, принцип, лежащий в основе работы интеркулера, одинаковый – температура сжатого компрессором воздуха уменьшается, для чего он поступает в радиатор интеркулера.
Так что, по сути дела, интеркулер является радиатором охлаждения, представляющим собой набор трубок, обладающих хорошей теплопроводностью, вследствие чего излишек тепла отводится наружу и снижается температура воздуха, поступающего в дизель.

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.


Наилучшим вариантом считается, когда такие изделия установлены перед радиатором охлаждения. Надо отметить, что ошибка с выбором места установки может привести к нарушению всей работы интеркулера. Не будет выполняться главный принцип работы – вместо того, чтобы отдавать температуру, воздух может нагреваться из-за ее высокого значения в подкапотном пространстве, вследствие чего дизель станет работать только хуже.

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 нравится5Не нравится
Что еще стоит почитать

что это такое? Описание и принцип работы

В турбированных двигателях всасываемый турбонаддувом воздух сжимается. Сжатие воздуха приводит к тому что увеличивается его плотность, а сжатие это приводит к его нагреву примерно до 200 градусов. Также нагреву способствует и всасывающий воздух турбокомпрессор, так как он нагревается отработанными газами.  Также проблема в том, что когда воздух нагревается его плотность снижается, а это приводит к падению давления наддува.

Поэтому для того чтобы снизить температуру воздуха применяют интеркулер. Интеркулер охлаждает воздух до 50-60 градусов, это способствует лучшему наполнению цилиндров воздухом, а значит обеспечивается больший прирост мощности.

Исследования говорят что если снизить температуру воздуха на 10 градусов, то в среднем увеличение мощности (прирост) составляет 3%. Сгорание топлива происходит более эффективно, повышается экономия топлива и снижается количество вредных выбросов. В целом применение интеркулера  может обеспечить прирост мощности до 20%.
Но применение интеркулера имеет и свои недостатки. Когда интеркулер охлаждает воздух, то он тем самым создаёт препятствие для надувочного воздуха, а это снижает давление наддува.

Интеркулеры, или как их ещё называют охладители, можно разделить на 2 типа:
1. Воздушного охлаждения

2. Жидкостного (водяного) охлаждения

Промежуточные воздушные охладители получили большее распространение благодаря тому, что у них простая конструкция. Располагается интеркулер между турбокомпрессором и впускным коллектором. Конструкция интеркулера состоит из теплообменника, представляющего собой конструкцию из трубок, между которыми находятся пластины.

Охлаждение воздуха происходит благодаря тому, что трубки изменяют своё направление по длине, это увеличивает путь проходимый воздухом и воздух благодаря этому охлаждается. Но когда трубки изменяют направление, они создают дополнительное препятствие для воздуха, а это приводит к потерям давления наддува. Находящиеся между трубками увеличивают площадь поверхности охладителя, а это обеспечивает более лучшую теплоотдачу. Трубки и пластины обычно изготавливаются из алюминия, иногда применяется медь.

Интеркулер может устанавливаться под капотом  в следующих местах:
1. По центру за передним бампером, в бампере вырезаются специальные воздухозаборники.
2. Над двигателем, воздухозаборники вырезаются в капоте.
3. В боковых частях крыльев, в крыльях вырезаются воздухозаборники.

При разработке интеркулера для каждого конкретного двигателя учитывается множество параметров, таких как: внутреннее проходное сечение, объём теплообменника, толщина и другие.

По сравнению с воздушным интеркулером, интеркулер водяного типа имеет свои преимущества. Так как он более компактный, это значит что он может быть установлен в любом свободном месте под капотом. Вода которая охлаждает воздух отводит тепло интенсивней, а значит эффективность интеркулера больше. Но когда вода нагреется, то она требует больше времени для остывания.

 

Но за все эти преимущества мы расплачиваемся сложностью конструкции. В добавок к водяному теплообменнику в состав интеркулера также входит: воздушный радиатор, система патрубков, водяной насос, блок управления. Это всё образует вместе с системой охлаждения двигателя образует систему охлаждения двухконтурного типа.

Из-за своей сложности интеркулеры водяного типа применяются редко, т.е. только в тех случаях когда не представляется возможности применять воздушный интеркулер, пример этому некоторые двигатели TSI.

Много иной полезной информации вы можете найти на сайте Рено.бай — очень полезный ресурс про автомобили Рено. Здесь Вы можете прочитать не только про интеркуллер, турбину и другие элементы автомобиля, но про эксплуатацию Renault Duster, Megane, Sandero и др.

  • < Назад
  • Вперёд >

Интеркулер что это такое в автомобиле, принцип работы, для чего нужен

 Перед современными инженерами, конструирующими двигатели автомобилей, стоят сразу несколько задач:

  • Мотор должен быть мощным;
  • Компактным;
  • Экологичным;
  • И при всём том он должен работать на том же нефтяном топливе.

Учитывая вышесказанное, конструкторы используют все уловки (или, скажем, резервы), для того, чтобы это топливо сгорало в моторах с максимальной отдачей. Увы, просто, «залив» цилиндры двигателя топливом, вы даже не запустите его – для сгорания ему нужен кислород.

С этой целью двигатели оснастили турбонаддувом, чтобы увеличить подачу воздуха в цилиндры – ведь само по себе топливо, лишённое окислителя (кислорода воздуха»), воспламениться не в состоянии. Так появились турбированные двигатели, поначалу, правда, только дизельные.
По сравнению с аналогичными «атмосферными» моторами турбированные оказались мощнее более чем на 20%, да к тому же более зкологичными.
Поэтому инженерная мысль заработала в следующем направлении: – а нельзя ли ещё увеличить подачу воздуха. Но при этом сочетание топливной смеси должно быть таким, чтобы та была в состоянии гореть.

Содержание статьи

Интеркулер – что это такое в автомобиле

 

Интеркулер, как правило, ставиться впереди автомобиля


 

Если сравнить массы двух равных объёмов воздуха, то холодная окажется тяжелее – то есть будет обладать большей массой кислорода.

Выход конструкторы нашли в том, чтобы охлаждать воздух, попадающий в цилиндры. Если сравнить массы двух равных объёмов воздуха, то холодная окажется тяжелее – то есть будет обладать большей массой кислорода.
В результате получается, что в «холодном» воздухе способно сгореть больше топлива, чем в «тёплом».
Так и родилась идея охладить воздух, поступающий от турбины, «врезав» в воздушную магистраль радиатор интеркулера.
Принцип работы интеркулера прост – это обычный теплообменник, подсоединённый к выходной трубе турбины. Радиатор интеркулера устанавливается там, где позволяет компоновка автомобиля. Иногда интеркулер ставят сверху – у воздушного фильтра, но в таких случаях требуется установка другого капота – с выступающей частью.

Но наиболее часто интеркулер устанавливается перед основным радиатором — в передней части авто.

Принцип работы интеркулера

На схеме интеркулера (см. ниже) достаточно наглядно демонстрируется его работа:
 

Схема работы интеркулера


 

Охладитель (интеркулер) позволяет топливу расходовать свою энергию с большим КПД.

Лопасти ведущей турбины, раскручиваемые выхлопными газами, установлены на едином валу с лопастями ведомой турбины, нагнетающими атмосферный воздух во впускной коллектор. Без теплообменника (на рисунке – «охладителя) вся эта схема представляла бы описание турбонагнетателя. Охладитель же позволяет более полно наполнять камеры сгорания топливной смесью, что не только положительно сказывается на мощностных характеристиках двигателя, но и позволит топливу расходовать свою энергию с большим КПД, что сделает выхлопные газы экологически более чистыми.
Впечатляющие показатели дизельных турбированных моторов, оснащённых интеркулерами, подвигли на создание аналогичных систем конструкторов бензиновых агрегатов.
Так появились двигатели TSI – с двойной системой наддува и жидкостным интеркулером.
Интеркулер на бензиновом двигателе, как правило, имеет жидкостное охлаждение. Жидкость обладает лучшими теплопроводностью и теплоёмкостью, её легче заставить циркулировать по системе, нежели воздух. Все эти свойства жидкости позволяют сделать интеркулер более компактным, что важно для небольшого автомобиля.

Ремонт интеркулера своими руками

 

Ремонт интеркулера своими руками


 

Изношенные патрубки интеркулера лучше не ремонтировать, а сразу менять на новые.

Если проблема состоит в патрубках, лопнувших и соскочивших с посадочных мест, то нужно либо проявить смекалку, попытавшись зафиксировать патрубки с помощью дополнительных хомутов, герметика и пр., либо (что гораздо эффективнее) заменить; ремонт патрубков интеркулера – дело неблагодарное – ведь давление воздуха в системе интеркулера изрядное.

Как снять интеркулер

О том, как в каждом конкретном случае можно снять интеркулер, писать не имеет смысла. На Hyundai Terracan он установлен сверху. «Сдёрнуть» его не составит более 5 минут – достаточно ослабить хомуты.
Но вот на Ford Mondeo придётся «помучиться» — интеркулер установлен одним блоком с основным радиатором, радиатором кондиционера и радиатором АКПП. Вдобавок приходится разъединять трубки кондиционера.
Поэтому, если интеркулер достаточно проблематично снять/поставить, обратите внимание на состояние стыков его патрубков.
Корме того, позаботьтесь о сливе охлаждающей жидкости – если интеркулер с жидкостным охлаждением.

Очистка и ремонт интеркулера

 

Очистка любого теплообменника сначала производится снаружи


 

Ремонт интеркулера начинается с очистки его внешних загрязнений.

В первую очередь, сняв интеркулер с авто, следует его тщательно очистить. На это может уйти 2-3 часа. Особенно трудно справиться с загрязнениями, вызванными потёками и скоплениями масла. Но результат будет однозначно положительным:

  • значительно увеличится теплоотдача;
  • вы сможете визуально определить повреждения трубок теплообменника.

Перед тем, как пытаться запаять или заварить повреждённые места, позаботьтесь об удалении остатков масла в интеркулере. Вообще-то его и не должно там быть – пока вопрос герметичности вала турбокомпрессора не решён должным образом, и масло в интеркулере , увы, – явление нормальное (особенно при очень изношенных подшипниках скольжения вала турбины).
Ремонт повреждённых трубок интеркулера очень схож с ремонтом радиатора – выбирайте способ заделки трещин, исходя из материала, из которого изготовлены трубки теплообменника. Но учитывайте, чтобы так называемые «следы ремонта» не помешали установке интеркулера на штатное место.

Как проверить интеркулер

Пока теплообменник не установлен на авто, можно опрессовать его в водяной ванне или воспользоваться дымогенератором.
Но настоящей проверкой, конечно же, будет «разведка боем». Если мотору вернулась былая мощь, если не слышно постороннего свиста при «перегазовках» — ремонт сделан «на пятёрку».
 

что это и для чего нужен на дизельном двигателе

Дизельные двигатели в большинстве своём оснащаются системой турбонаддува. Такая доработка позволяет добиться высоких показателей мотора и значительно повысить эксплуатационные характеристики. Тем не менее, такая модернизация дизельного двигателя требует пересмотра традиционной системы его охлаждения.

Содержание статьи:

Дело в том, что нагнетаемый в цилиндры воздух в значительной степени повышает температуру двигателя. А повышенный нагрев неизбежно приведёт к выходу из строя его основных узлов и деталей. Конструкция современных дизельных двигателей, оснащенных турбиной, лишена подобных недостатков во многом благодаря использованию теплообменника, более известного под названием «интеркулер» или «промежуточный охладитель».

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.

Читайте также: Как работает турбина авто, её устройство и эксплуатация

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.

Разновидности конструкций

В настоящее время интеркулер используется повсеместно, на различных видах автомобилей. Его можно встретить, как на бензиновых, так и на дизельных машинах.

Первый и наиболее распространённый вид интеркулера относится к воздушному типу теплообменников. Он представляет собой некого рода батарею, состоящую из трубок, соединённых между собой пластинами. И те, и другие выполняют функцию теплоотводящих элементов.

В среднем, такой тип промежуточного охладителя способствует тому, что, проходящая через него воздушная смесь, охлаждается до 45-50 градусов. Его наличие позволяет увеличить мощность мотора на 15-20%. Наибольший положительный эффект от работы теплообменника прослеживается при движении со скоростью не менее 40 км/ч.

Несмотря на все достоинства представленного устройства, есть у него и один достаточно существенный недостаток. В силу своих функциональных особенностей, интеркулер «воздух-воздух» очень громоздкий.

В заводских условиях, решить эту проблему удаётся без особых затруднений. Куда сложнее смонтировать данное устройство, есть возникла необходимость оснастить свой автомобиль турбокомпрессором в гаражных условиях. В данном случае, нередко возникает необходимость внесения изменений в конструкцию кузова авто, что влечет за собой массу неудобств.

Статья по теме: Термостат — принцип работы, проверка и устранение неисправностей

Следующий вид теплообменников принято называть водным. Рабочей средой в данном случае является вода или хладагент. Внешне, такой типов интеркулера разительно отличается от представленного ранее вида.

  • Во-первых, он более компактный, чем его воздушный аналог. Стоит отметить, что вода, в отличие от воздуха, обладает куда большей теплоёмкостью. Этим и объясняется хорошая теплоотдача данного устройства.
  • Второе, не менее существенное преимущество – высокая эффективность.

Сопоставительный анализ двух систем показал, что водный теплообменник в разы превосходит воздушный по основным рабочим показателям.

Всем хорош водный интеркулер, но всё же есть у него один минус. Кроется он в конструктивных особенностях устройства. Дело в том, что для обеспечения полноценной работы интеркулера, он оснащается датчиком температуры, блоком управления и водяным насосом. Каждый из представленных компонентов системы требует систематической диагностики и своевременного обслуживания.

Помимо этого, в случае поломки одного из этих узлов, владелец авто будет вынужден заплатить достаточно большие деньги. Именно поэтому, с целью удешевления, на большинстве бюджетных авто монтируется именно воздушный аналог данного устройства.

Где расположено устройство в моторе и как оно работает


В зависимости от типа устройства, интеркулер может монтироваться в различных местах. Наиболее оправданное, с практической точки зрения, расположение – передняя часть подкапотного пространства.

Чаще всего, его можно встретить до радиатора системы охлаждения двигателя. Именно здесь он будет работать с наибольшей эффективностью. Потоки встречного воздуха, проходя через «жабры» теплообменника будут способствовать наилучшему охлаждению нагнетаемого турбиной воздуха.

Это интересно: Что такое тахограф и для чего он нужен в автомобиле

В качестве альтернативного варианта, нередко прибегают к так называемой верхней схеме. Суть её сводится к тому, что интеркулер устанавливается над двигателем.

Таким способом монтажа чаще всего пользуются в том случае, когда, в силу особенностей конструкции авто, нет возможности поставить теплообменник внутри так называемого «телевизора». Такая схема требует установки дополнительного воздухозаборника на капоте авто.

Как эксплуатировать авто с интеркулером


Дизельный двигатель, конструкция которого отличается наличием турбокомпрессора с интеркулером, требует от водителя определенных навыков и умений.

Помимо всего прочего, при эксплуатации подобных моторов, следует придерживаться некоторых правил:

  • В первую очередь, необходимо принять к сведенью тот факт, что все турбодизеля, крайне чувствительны к качеству масла и топливу. Очень важно применять только те ГСМ, которые рекомендованы заводом-изготовителем;
  • Не следует эксплуатировать авто в режиме холостого хода длительное время. При низких оборотах двигателя не будет обеспечено его полноценное охлаждение, что негативно отразится на износостойкости его узлов;
  • Не следует впадать в панику при виде частиц масла на поверхности воздушного фильтра. Такое явление вовсе не говорит о том, что турбина требует замены, как утверждают многие «эксперты»;
  • По завершении каждой поездки следует оставить двигатель поработать некоторое время на холостом ходу, не более 1-2 минут;
  • Во время эксплуатации не следует использовать двигатель, что называется вполсилы. Время от времени ему нужна своего рода «встряска», конечно же, в пределах разумного.

Почему теплообменник может сломаться

Как любой другой механический узел автомобиля, интеркулер, в процессе работы может быть подвержен разного рода неисправностям.

Чаще всего они возникают вследствие несвоевременной замены расходных элементов и отсутствия должного уровня обслуживания всех сопутствующих узлов и элементов.

К сведению: Индекс скорости и нагрузки шин: что это значит, расшифровка таблицы

Одна из основных проблем с интеркулером связана с нарушением его герметичности. Проще говоря, его попросту рвёт. Такая проблема может быть вызвана рядом причин.

  1. Одна из них – механическое повреждение, вследствие попадания инородных предметов через решетку радиатора.
  2. Вторая имеет иное происхождение. Нередко, элементы теплообменника выходят из строя из-за высокого давления в системе.

Головную боль владельцам турбодизелей доставляют также и подводные патрубки. Случается, что в ходе длительной эксплуатации или попросту ввиду их низкого качества, они лопаются или теряют эластичность.

Важно помнить, что в данном случае нужно использовать только специальные соединительные и уплотнительные элементы, рассчитанные на заданные параметры. Это позволит добиться бесперебойной эксплуатации авто и избавит вас от лишних трат.

принцип работы и виды. Возможные неисправности.