Влияние интеркулера на работу двигателя

Что такое интеркулер в автомобиле, для чего нужен, как его отремонтировать своими руками

Сравнительно недавно в лексиконе водителей появилось новое слово – интеркулер. Автомобилестроители разработали это устройство для повышения мощности турбированного двигателя. С его помощью можно увеличить мощность силового агрегата до 20 % .

Двигатель с турбиной — сложный и очень капризный механизм. Выход из строя любого его узла приведёт к необратимым последствиям. Если обнаружена неисправность интеркулера в автомобиле, то её необходимо как можно быстрее устранить. В противном случае двигатель начнёт терять мощность и быстро выйдет из строя.

В этой статье рассмотрены существующие конструкции этих устройств, а также характерные неисправности и способы их ремонта.

Назначение интеркулера

Итак, интеркулером называется дополнительное охлаждающее устройство, обеспечивающие охлаждение воздушных масс, которые поступают из наддува, на турбированном движке. Устройство и принцип работы интеркулера напоминает обычный радиатор. И все-таки следует более подробно остановиться на том, зачем нужен.

Система охлаждения автомобиля

Можно выделить 2 главные функции охлаждающих устройств:

• понижение температурных значений нагнетаемого воздуха;
• уменьшение давления наддува.

Понижение температур

Интеркулер, рассчитанный на охлаждение воздушного потока до температуры внешней среды, можно было бы назвать стопроцентно эффективным. Но достигнуть таких больших значений практически нереально. Поэтому наилучшим вариантом признано устройство, функционирующее на 70%. Именно такое устройство чаще всего используется для дополнительного охлаждения при работе силового агрегата.

Понижение давления

К снижению давления ведет противодействие воздушных масс, создаваемое интеркулером. Со своей стороны, это предполагает некоторые конструкционные ограничения, поскольку превышение понижения давления даже на 1-2 атмосферы недопустимо. Иначе говоря, устройство служит для извлечения тепловой энергии из воздуха, нагревающегося в процессе сжатия в компрессоре.

Главным показателем, на котором основывались разработчики интеркулера, является наибольший отвод тепловой энергии, наименьшие потери давления при наддуве и усиление инертности воздушного потока.

Для чего нужен интеркулер

Назначение интеркулера в конструкции турбонаддува автомобильных двигателей

В конструкцию большинства турбированных силовых агрегатов включен интеркулер. К сожалению, некоторые автовладельцы даже не подозревают о существовании этой детали, а тем более, о ее назначении. В рамках данной публикации опишем устройство, принцип функционирования, а также основные особенности этого элемента системы турбонаддува.

Конструкционные особенности интеркулера

Назначение интеркулера заключается в охлаждении воздуха перед его подачей в двигатель. Говоря проще, это промежуточный элемент, через который проходит воздух для охлаждения. Чем ниже температура воздушного потока, тем выше его плотность, что в свою очередь улучшает процесс смесеобразования и положительно сказывается на работе силового агрегата. Интеркулер устанавливается как на дизельный, так и на бензиновый мотор.

Большинство владельцев транспортных средств отмечают, что ночью силовой агрегат работает намного стабильнее. Причина тому – снижение температуры воздуха. Во время работы турбонаддува поступающий в мотор воздух разогревается примерно до 200 градусов, являясь причиной нестабильной работы силового агрегата. Чтобы этого не произошло, используется специальный промежуточный охладитель.

Что представляет собой интеркулер?

В конструкционном плане этот элемент выполнен в виде теплообменника (радиатора). Для повышения эффективности его работы используются удлиненные патрубки. Помимо этого, система может быть оснащена дополнительными пластинами из сплавов, способствующих максимальному теплообмену (например, алюминий).

Интрекулер может быть смонтирован ниже основного радиатора системы охлаждения (фронтальное расположение), в верхней части силового агрегата либо находиться в крыльях. В любом случае, он включен в конструкцию системы турбонаддува. Функционирует интеркулер по принципу теплообмена. Горячий воздух охлаждается, проходя через систему патрубков и пластин, объединенных в радиатор.

Типы интеркулеров

Все теплообменники для систем турбонаддува автомобильных двигателей представлены двумя видами. Опишем их:

1. Стандартный вариант с воздушным охлаждением, в котором реализован рабочий принцип теплообменника.
2. Схема, в которой реализован принцип водяного охлаждения воздуха. Такие устройства имеют компактные габариты и отличаются высокой производительностью. В их конструкцию помимо теплообменника включен ЭБУ и насос, ввиду этого имеют большую стоимость.

Эффективность работы интеркулера с системой водяного охлаждения воздуха снижается при нагреве жидкости.

Менее распространены модели, в которых принцип охлаждения воздуха реализован при помощи льда. Такие устройства проектируются исключительно для спортивных моделей автомобилей, из-за чего их стоимость довольно высока.

Эффективность использования интеркулера в системе турбонаддува двигателя

Большинство владельцев автомобилей с турбонаддувом спорят относительно функциональности интеркулера. Показателем его эффективной работы является прирост мощности силового агрегата. Чем меньше температура воздуха на выходе из интеркулера, тем выше производительность турбонаддува. Доказано, что снижение температуры воздуха на 10-15 градусов, дополнительно увеличивает мощность двигателя примерно на 2-3%. Большинство агрегатов с системой воздушного охлаждения снижают температуру воздуха наддува примерно на 50 градусов, добавляя мотору дополнительных 10-15% мощности.

Устройства с жидкостным принципом охлаждения уменьшают температуру проходящего через них воздуха на 65-75 градусов, что составляет около 25% добавочной мощности. Главной особенностью работы интеркулера является небольшое снижение давления. При этом нормой является показатель в 1-2 psi.

Основные недостатки

Наряду со всеми достоинствами интеркулер имеет свои минусы. Перечислим их:

• Снижение давления в системе наддува. Связано это с тем, что одним из основных элементов конструкции интеркулера является змеевик. Соответственно скорость воздушного потока снижается, из-за чего уменьшается давление в системе.
• Необходимость обслуживания элементов на водяном охлаждении. А именно, контроль уровня и замена рабочей жидкости.
• Габаритные размеры и масса. Большинство моделей теплообменников весят примерно 20 кг. Это является проблемой при их монтаже. Помимо этого, в конструкцию интеркулера с водяным охлаждением включены ЭБУ и помпа.

В сложной системе турбонаддува интеркулер является элементом, который требует постоянного внимания к себе (особенно модели с водяным охлаждением). Смысла нет писать о том, что может произойти в случае банального не прохождения воздуха через патрубки.

Можно или нет исключить интеркулер из системы?

Система турбонаддува может работать и без этого элемента, но его демонтаж крайне нежелателен. Единственным плюсом удаления интеркулера является снижение массы транспортного средства на несколько десятков килограмм. Однако негативных сторон гораздо больше. Мощность турбированного силового агрегата значительно снизится. Помимо этого, горячий воздух негативно воздействует на детали мотора, ускоряя их износ. Как видно, исключение интеркуллера из системы турбонаддува двигателя чревато негативными последствиями.

Тюнинг турбированного мотора путем установки интеркулера

Замена интеркулера является действенной мерой тюнинга системы турбонаддува силового агрегата. Эффективность работы элемента напрямую зависит от количества и размеров патрубков. Большинство автовладельцев предпочитают заменить интеркулер входящий в стандартный набор турбонаддува на более технологичный и мощный. Приведем несколько советов по выбору интеркулера:

1. Предпочтение следует отдать детали с большей площадью теплообменника, поскольку в этом случае удастся повысить производительность. Также стоит обратить внимание на то, что для конкретного силового агрегата существуют определенные показатели турбонаддува, при которых достигается наибольшая мощность.
2. Внутренний диаметр патрубков теплообменника. Снижение давления в системе приводит к потерям мощности мотора, поэтому очень важно подобрать интеркулер с оптимальным для бесперебойного прохождения воздуха сечением патрубков.
3. Толщина стенок радиатора не всегда является показателем его эффективной работы. Такой интеркулер только добавляет автомобилю дополнительные килограммы.
4. Чем больше фронтальная площадь интрекулера, тем лучше он охлаждает воздух. Следует учесть габариты устройства, иначе оно просто не поместиться в подкапотном пространстве.
5. Лучшими считаются устройства с коническими рабочими сегментами и максимальной величиной радиуса изгиба.
6. Высокое качество соединительных элементов.

В принципе, это и все характеристики, особенности работы, достоинства и недостатки устройства. Отметим, что одним из вариантов тюнинга турбированного авто является замена интеркулера на более мощный.

И где его искать?

Если вы обладатель машины с турбодвигателем, найти интеркулер будет достаточно просто. Скорее всего, он установлен фронтально, перед радиаторной решёткой. Он устанавливается перед радиатором охлаждения и кондиционера, принимая на себя основной воздушный поток. Либо же интеркулер ставится под радиатором, и в этом случае система охлаждения работает более эффективно. Иногда его могут устанавливать над двигателем, а капот получает специальный воздухозаборник для охлаждения. Ну и для дополнительного забора грязи, соответственно, такое расположение будет требовать чуть больше внимания к чистоте подкапотного пространства.

Получаемый эффект

Не секрет, что охлаждение воздуха всего на десять-пятнадцать градусов Цельсия позволяет рассчитывать на серьезную прибавку мощности (до 3-5%). При этом горючая смесь сгорает гораздо быстрее, что дает неплохую экономию топлива.

Уменьшается и объем вредных выбросов в атмосферу. Суммарная эффективность, на которую можно рассчитывать от установки интеркулера, составляет около 20%.

Но охлаждение воздуха — не единственная особенность интеркулера. Данное устройство выступает в роли некоторого препятствия на пути воздушного потока, что приводит к резкому снижению давления наддува.

Поэтому однозначно говорить о целесообразности установки интеркулера нельзя. Перед монтажом необходимо произвести точный расчет, выиграет или потеряет двигатель в мощности.

Основные причины поломок

Интеркулер сам по себе ломается редко, это достаточно надежная конструкция. Основными врагами становятся внешние повреждения. Учитывая, что он располагается впереди, он часто повреждается камушками с дороги, а также при ДТП или наездах на глубокие выбоины. Алюминиевая конструкция сложно ремонтируется, а тонкие трубки лопаются даже от несильных ударов. Так что самая частая причина замены интеркулера – внешние повреждения.

Для защиты применяют те же методы, что и для радиатора: устанавливается специальная сетка за радиаторной решеткой, которая принимает на себя удары твердых предметов, а иногда и предохраняет от пыли, тополиного пуха и насекомых (сетку почистить или заменить намного легче!)

Вторая его проблема – засор сотовой структуры пылью, листьями и прочим мусором. Соты забиваются и воздух не проходит сквозь них. Здесь можно обойтись только снятием и очисткой, после чего пользоваться дальше.

Во внутреннюю часть радиатора тоже попадает пыль: даже наличие воздушного фильтра не спасает от проникновения грязи во впускной коллектор (часто фильтр повреждается из-за слишком сильного напора воздуха или влаги). Так что при очистке делается одновременно и промывка радиатора, при которой удаляются загрязнения.

При неисправной турбине в радиатор попадает моторное масло (которое используется для охлаждения турбокомпрессора). Из интеркулера масло попадает во впускной коллектор двигателя, а затем и в камеру сгорания, где закоксовывает поршни и свечи зажигания. При первых признаках масла в интеркулере систему нужно проверять и устранять неполадки.

Ну и естественный износ, хоть и медленно, но берет свое. Из-за вибрации, перепадов температур и давления могут лопнуть патрубки или сам радиатор.

При любых проблемах с интеркулером двигатель недополучает кислород для полноценной работы. Следовательно, будет падать его мощность и расти потребление топлива.

Ответы на частые вопросы

• Всегда ли нужен интеркулер? Что будет, если его убрать?

Убирать его нельзя. Попадание горячего воздуха сократит мощность двигателя.

• Как работает интеркулер на атмосферном двигателе?

Имея подобный механизм, некоторые энтузиасты задумываются об увеличении мощности MPI двигателя. В турбированных вариантах это срабатывает, но там и так большое нагнетание воздуха: они хорошо охлаждаются, практически не теряя скорости.

• А как быть с «атмосферниками»?

Во-первых, в них всасывание происходит за счет разряжения в цилиндрах. При установке интеркулера воздушные массы будут пробиваться через трубки радиатора и дополнительный тракт, что снижает скорость потока. Двигатель может ощущать «кислородное голодание». Воздушный фильтр уменьшается со всеми последствиями. Уменьшить сопротивление и получить больше воздуха помогает установка «нулевиков».

Во-вторых, уменьшение температуры будет незначительной, и всасывание воздуха будет в целом одинаковым, с небольшой разницей. В итоге затраты на установку интеркулера не оправдаются. Выйти из положения поможет установка воздухозабора с улицы, а не из-под капота. Для этого придется удлинить патрубок воздушного фильтра и разметить его под передним бампером. Или в месте заглушки противотуманок установить шланг воздушного фильтра для всасывания.

Многие механики считают, что единственным способом снизить температуру воздуха и получить холодный впуск – делать забор снаружи автомобиля.

• Как проверить интеркулер?

Точная диагностика проводится только после демонтажа прибора. Первым делом нужно снять его с автомобиля.

В моделях «воздух-воздух» обнаружить нарушение герметичности можно старым «дедовским» способом. Разрезать камеру велосипеда, натянуть на патрубки и зажать хомутами с двух сторон. Опустить радиатор в ванну с водой (можно просто обмазать мыльным раствором). Если накачать камеру для создания избыточного давления в трубках теплообменника, то о наличии дыры будут свидетельствовать пузыри на пене или в воде.

5 Как провести прочистку интеркулера?

Условно сие мероприятие можно разделить на несколько логичных этапов.

Первое, что нужно сделать, – это добраться до самого охладителя. В зависимости от модели автомобиля и места под капотом, где он установлен, может понадобиться и разбор бампера с передней панелью, а возможно будет достаточно просто снять защиту с арки. Нужно понимать, что избрав путь наружной очистки, вы избежите хлопотных работ по снятию прибора, однако и промыть теплопроводник получится на порядок хуже.

Чтобы промыть прибор снаружи, достаточно будет шланга с небольшим напором воды, мягкой щетки и средства против грязи. Еще раз напомним, что водяной напор под большим давлением крайне неблагоприятно может повлиять на пластины радиатора.

Что касается внутренней чистки, то процесс снятия сильных проблем не вызывает, прибор, как правило, прикрепляется двумя болтами. После извлечения вожделенного интеркулера из-под капота важно правильно оценить масштабы требуемых работ. При самом сильном загрязнении (особо его заметно с тыльной стороны) специалисты советуют проводить чистку в 3 этапа:

1. Механическая чистка. Удаление насекомых, камней, наростов, выпрямление деформированных пластин при помощи подручных средств.
2. Очистка от грязи и других отложений при помощи химических средств. К примеру, Profoam 2000.
3. Внутренняя чистка. Чтобы почистить прибор внутри от масла, используются средства для прочистки карбюратора, двигателя, радиатора либо же обычный керосин или бензин, Уайт-спирит или ацетон.

После того как интеркулер будет очищен от грязи и масла, сквозь радиаторные пластины должен проходить свет не менее чем на 80 %. Проведя все процедуры, перед установкой охладителя обратно под капот его следует высушить. Для этого можно задействовать компрессор.

По словам механиков, для того чтобы снять прибор, промыть его и поставить обратно, должно хватить 2–3 часов.

В итоге вернув прибор на свое место, вы, несомненно, почувствуете положительные изменения в динамике разгона автомобиля, его резвости, легкости и мощности.

Ни гвоздя ни жезла, друзья.