Что такое интеркулер и как он работает

Атмосферные двигатели самостоятельно забирают воздух из окружающей среды. На турбированных моторах инженеры используют нагнетатели и компрессоры. После сжатия воздух сильно нагревается, становится разреженным, его плотность снижается. В таком «газе» минимум кислорода. Поэтому топливовоздушная смесь (ТВС) не может нормально воспламеняться. Теплообменник остужает поток, увеличивая его плотность. Вот для чего нужен интеркулер. Это дополнительный радиатор.

Устройство

Чтобы двигатели автомобилей с турбонаддувом не перегревались, используется интеркуллер. Этот узел — теплообменник, который охлаждает воздух, сжатый турбокомпрессором, с помощью обдува ветром или теплопроводных свойств жидкости.

Устройство теплообменника

Турбонагнетатели устанавливают чаще на дизельных моторах, чем на бензиновых. После работы компрессора в камере сгорания появляется достаточно топливовоздушной смеси для любого режима движения. Это происходит так:

1. Сила выхлопного потока крутит крыльчатку турбокомпрессора (8).
2. Лопасти (2) начинает вращаться вокруг горизонтальной оси.
3. Турбонагнетатель всасывает воздух через фильтр (1), а затем повышает давление.
4. Интеркулер (3) остужает «концентрированный» воздух перед его прохождением во впускной коллектор (4), а затем в цилиндры.

Когда наддувочный воздух охлаждается, его плотность увеличивается, что позволяет направить его большее количество в зону детонации. Это улучшает процесс сжигания ТВС. В результате увеличивается тяга и крутящий момент. Топливо не вылетает в трубу, а количество токсичных выбросов приходит в норму.

Принцип работы интеркулера

Охлаждение воздуха до температуры 55-60 °C — причина увеличения мощности. Из турбокомпрессора поступает воздух более высокого качества, что приводит к ускоренному наполнению цилиндров и оптимизации работы силового агрегата.

Как работает «кулек»

Машина с турбиной стоит больше. Но технология полностью окупает инвестиции, поскольку охлаждение потока на 10°C может увеличить производительность мотора на 3-5 процентов. В случае отказа или отсутствия интеркулера, впускной воздух турбины нагревается до температуры 200°C, что снижает ее мощность и может вызвать поломку.

«Кулек» сильно влияете на расход топлива. Обеспечивая лучшее сгорание горючей смеси, он уменьшает количество необходимого бензина. Вот зачем нужен теплообменник. Работоспособность детали можно проверить, измерив снижение температуры двигателя. Еще теплообменник создает сопротивление, что приводит к снижению давления наддува — приемлемое падение давления должно составлять 1-2 psi при хорошей работе.

Виды интеркулеров

Установка интеркулера — это надежный способ максимально увеличить производительность двигателя. В зависимости от бюджета и потребностей, можно выбрать такие «кульки»:

1. «Воздух-воздух».
2. «Вода-воздух».

Первые работают, пропуская холодные массы через «ферму» алюминиевых ребер для охлаждения нагретого впускного воздуха от турбокомпрессора, прежде чем он попадет в двигатель. Системы на основе воды используют специальную жидкость для поглощения тепловой энергии потока, когда он проходит через радиатор или теплообменник.

Воздушные

Теплообменник «воздух-воздух» устанавливают спереди машины. Это может быть место перед радиатором охлаждения или под пластиковой накладкой на крыле. Существует также возможность монтажа горизонтально над двигателем. «Кульки» могут быть изготовлены либо полностью из алюминия, либо иметь пластиковые баки.

Воздушный теплообменник

Боковые резервуары выполнены из полимеров или алюминия, а в середине — каркас из металлических трубок, охлаждающих элементов. Для увеличения мощности, внутри трубок есть ребра или перегородки.

Принцип охлаждения прост. Горячий поток проходит через трубки, нагревая их. Ветер на скорости «уносит» лишнюю тепловую энергию. Поэтому важно обеспечить прямой доступ к «кульку». Его не должно ничего загораживать. Даже налипшая пыль сильно снижает КПД. Очистка с помощью мойки высокого давления помогает справиться с проблемой. Главное — не подавать слишком концентрированную струю на радиатор, а то соты рассыпятся.

Чем больше трубок и металлических ребер, тем эффективнее процесс охлаждения. Обширная контактная площадь позволяет лучше отводить тепло.

Жидкостные

В теплообменниках жидкостного типа кроме воздушного контура есть «водяной». Он собирает лишнюю тепловую энергию и прогоняет через основной радиатор системы охлаждения. Тосол эффективнее простого обдува. Поэтому у интеркулеров высокий КПД. Они не так восприимчивы к скорости воздухообмена. Это хорошее преимущество в городских условиях. При движении в пробке нельзя нажать на газ, но наддувочный воздух не перегревается. Радиатор справляется со своей работой.

Теплообменник с жидкостным охлаждением

Жидкостный вариант «кулька» — более совершенный с технической точки зрения. Это хорошо ощущается в жару, когда нет возможности разогнаться и нажать на педаль акселератора.

Типичные неисправности

Существуют типичные поломки, которые приводят к потере работоспособности интеркулера. Это механические факторы и последствия ошибок при вождении:

• результаты дорожно-транспортного происшествия (ДТП);
• повреждения от щебня, вылетающего из-под колес авто;
• появление ржавчины и окислов от дорожных реагентов;
• большая температура при интенсивной работе компрессора.

В «кульке» происходит поломка, что приводит к снижению возможностей двигателя. Самый характерный признак утечки из «кулька» — свистящий шум, вызванный выходом воздуха под высоким давлением.

При механической неисправности турбины необходимо проверить интеркулер, подсоединенные трубки и шланги на наличие металлических деталей, масляных загрязнений. Опилки могут засорять внутренние каналы. Это снижает эффективность работы. В худшем случае мусор может попасть через теплообменник в цилиндры, вызывая серьезные повреждения двигателя.

Течь «кулька»

Если обнаружены металлические частицы, необходимо срочно заменить или почистить интеркулер, а все трубки и шланги промыть специальными чистящими средствами или поставить взамен новые. Чтобы избежать повреждения двигателя, перед установкой нового «кулька», стоит проверить наличие грязи во впускном коллекторе. Типичные неисправности таковы:

1. Соединение трубы или теплообменника может разорваться из-за чрезмерного давления. О неисправности сигнализирует резкое снижение мощности автомобиля и увеличение расхода топлива. Нет смысла чинить сломанные детали, так как они не смогут снова справиться с давлением. Единственным способом улучшить производительность будет замена патрубка.
2. Интеркулер может загрязняться маслом. Это нормальное явление при работе турбины, но его количество не должно превышать 0,7-1 л на 10 000 км. Если при диагностике оказалось, что цифры больше этого значения, пора провести техническое обслуживание.
3. На крыльях или под передним бампером интеркулер подвергается более высоким уровням механической нагрузки, что может привести к переломам трубок и пластин.
4. В зимний период особенно важно регулярно очищать трубки от химических веществ и песка, которые могли накопиться в них. В противном случае может возникнуть проблема засорения.

Регулярная профилактика поможет избежать проблем с «кульком». Достаточно проверять работоспособность теплообменника и его соединений раз в месяц. Разрывы патрубков, следы окислов хорошо заметны.

Ремонт теплообменника

Демонтаж узла — начальный этап ремонта. Точный алгоритм зависит от того, где и как «кулек» был установлен в автомобиле. Если он расположен над двигателем, достаточно ослабить крепления и вынуть его. Если он интегрирован с радиаторами (основным, автоматической коробки передач, кондиционера), придется приложить немного больше усилий, чтобы снять его.

Вынимать интеркулер необходимо только после полного остывания двигателя и выключения системы зажигания. После демонтажа стоит провести такие мероприятия:

1. Работа по очистке теплообменника. Может занять до трех часов. Надо снять все патрубки и другие соединения, вымыть с помощью чистящего средства. Лучше выбирать химию, которая растворяет масло, но не резину. Иначе шланги треснут, потекут со временем. После очистки стоит дать деталям просохнуть.
2. Починка треснувшего радиатора. Надо вынуть деталь с трещиной, обработать шероховатое место наждачкой. Останется обезжирить проблемный участок, потом запаять с помощью олова или пластика. Все зависит от материала, на котором появилась течь.
3. Оценка качества работ. Стоит собрать интеркулер и проехать по дороге с ровным асфальтом на высокой скорости пару километров. Если нет громкого свиста, значит все в порядке. На жидкостных «кульках» тревожным знаком станут следы протечки. Придется заново снимать теплообменник, ремонтировать его.

С мелким ремонтом легко справиться своими руками. При серьезных поломках лучше обратиться в автосервис. Типичным примером может стать запайка трещины в алюминиевом радиаторе. Заделать дыру простым оловом вряд ли получится. Нужен специальный припой, газовая горелка и опыт борьбы с подобными проблемами.

Можно ли убрать «кулек» из системы

Удаление интеркулера может стать рискованным шагом, поскольку это приведет к целому ряду потенциальных проблем. Без теплообменника воздух, поступающий в мотор, не охлаждается. Это повышает температуру во впускном коллекторе, цилиндрах. В результате увеличивается уровень детонации и появляется калильное зажигание.

Направление воздуха из турбины напрямую

Это прямая дорога к перегреву и серьезным повреждениям двигателя. Без «кулька» водитель столкнется с потерей мощности из-за снижения плотности воздуха. Поэтому лучше всего оставить узел на месте, чтобы силовой агрегат работал безопасно и эффективно.

Критерии для выбора

Выбор подходящего интеркулера для автомобиля — важное решение. Необходимо учитывать несколько критериев:

• габариты;
• материал;
• мощность охлаждения;
• место установки;
• вид.

«Кулек» обязан влезать в свободное пространство моторного отсека, подкрылка. Материал должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать экстремальные температуры, давление. Лучше выбирать теплообменник с большой контактной площадью. В месте установки должно быть свободное пространство, интенсивный обдув. Жидкостный «кулек» работает эффективнее воздушного, но чаще ломается и дороже стоит. Все эти соображения должны совпасть, чтобы получилось выбрать лучший интеркулер для машины.

Интеркулер остужает воздух, увеличивая его плотность. Вот для чего он предназначен. Это дополнительный радиатор. Машина с турбиной стоит больше. Но технология полностью окупает вложения, поскольку охлаждение потока на 20°C может увеличить производительность мотора на 6-10 процентов. Лучше не демонтировать «кулек» из системы. Это приведет к перегреву и потере мощности силового агрегата.