Какие бывают

Существует два типа устройств:

1. Воздух-воздух. Классический, охлаждается воздушным потоком при движении автомобиля. Он устанавливается исключительно в передней части машины и первым встречает поток. В некоторых автомобилях, например, в Субару, на капоте устанавливается воздухозаборник, строго над теплообменником.
2. Воздух-вода. Воздушные трубки омываются тосолом, антифризом или водой.

Вторая система имеет несколько преимуществ и недостатков. Среди плюсов: часть холодного воздуха попадает на большой радиатор системы охлаждения. Поместить детали можно под капотом в любое подходящее свободное место.

Минусами являются ухудшение теплообмена при утечке охлаждающей жидкости и возможность попадания тосола в двигатель с воздушным потоком.

Критерии выбора при самостоятельной установке

Тюнинг собственного автомобиля предполагает замену или самостоятельную установку интеркулера. Если владелец автомобиля загорелся идеей сменить деталь на более совершенную модель, стоит учесть следующие критерии выбора:

Площадь теплообменника. Размер трубок и пластин напрямую влияет на эффективность его работы детали. В продаже есть очень компактные модели, размером с книжку. Однако целесообразность их установки достаточно сомнительна, и вряд ли может обеспечить оптимальную прибавку мощности мотора. Перед покупкой нужно рассчитать место установки детали, чтобы она точно поместилась на посадочное место.
Размер внутреннего сечения трубок. Конструкция должна обеспечить свободное прохождение сквозь неё воздуха.
Толщина пластин теплообменника. На работу влияет площадь детали, но не толщина стенок. Погоня за толстым металлом только добавит веса детали, но никак не повлияет на эффективность её работы.
Форма трубок. Оптимальный выбор – сегменты конической формы с максимально возможным радиусом изгибов.
Качественное соединение патрубков

Особенно важно это при выборе водяного интеркулера, поскольку некачественное соединение деталей приведёт к утечке ОЖ.

Функции интеркулера в автомобиле

Владельцу автомобиля с промежуточным охладителем воздуха необходимо знать, для чего он нужен и как эксплуатировать узел. При работе рабочего колеса турбины происходит сжатие воздушного потока, сопровождаемое ростом температуры и снижением плотности. Подача перегретого газа в рабочие камеры цилиндров приводит к некорректному смесеобразованию, падению мощности и крутящего момента. Возникают детонационные процессы, разрушающие стенки головки и блока цилиндров, а также детали газораспределительного механизма.

Описанные негативные эффекты не зависят от способа воспламенения рабочей смеси. Но дизельные двигатели отличаются повышенной степенью сжатия, это позволяет поднять температуру газа в цилиндре в конце такта сжатия до 550°С. Это значит, что дизель с наддувом требует использования теплообменника в случае установки 2-ступенчатого компрессора, обеспечивающего повышенное давление.

Установленный промежуточный охладитель позволяет снизить температуру потока газов перед подачей в камеры сгорания. Из описания функции теплообменника сжатого воздуха становится понятно, почему узел не используется на моторах атмосферного типа.

Подобные силовые агрегаты забирают воздушный поток в цилиндры без промежуточного сжатия, температура газа увеличивается за счет прогрева стенками впускного коллектора.

https://youtube.com/watch?v=wUVfKJsPc8s

Зачем нужен интеркулер?

Что это, спросят многие – очередной наворот в машину или действительно необходимая вещь? И стоит ли его устанавливать? Большинство специалистов сходятся во мнении, что для двигателей с турбонаддувом он необходим. К тому же сегодня можно выбрать самые разные конфигурации этого устройства, которые, правда, никоим образом не влияют на эффективность его работы. То есть любые эстетические изыски, скажем, какая-то оригинальная форма или дизайн ресиверов интеркулеров, роль играют больше декоративную, нежели функциональную.

Специалисты также советуют выбирать агрегаты, изготовленные из тонкого листового металла, поскольку он будет способствовать максимальному сохранению тепла. Выбирать тип интеркулера следует в зависимости от того, каковы специфические особенности имеющейся турбины.

Виды

Устройство и конструкция интеркулера для дизельного и бензинового двигателя могут несколько отличаться. Причём дело не в типе используемого топлива, а конструктивных особенностях и используемых рабочих сред самого элемента для дополнительного охлаждения.

Учитывая эти характеристики, все автомобильные интеркулеры делятся на 2 категории:

• водяные;
• воздушные.

Исходя из названия, уже становится понятно, в чём основное отличие между двумя конструкциями. Но их следует рассмотреть более детально.

Воздушные устройства

Именно воздушные интеркулеры конструктивно считаются самыми простыми. Это ряд из трубок, которые соединяются между собой специальными пластинами, установленными в ряд.

Задачей такого элемента является пропуск по трубам воздуха, который поступает из внешней среды. Функция пластин также предельно понятная. Они увеличивают параметры площади теплоотдачи. Это позволяет воздуху успевать достаточно охладиться перед выходом на турбокомпрессор.

Воздушный интеркулер для автомобиля

Автомобильные интеркулеры воздушного типа способны снижать температурные показатели примерно на 40-50 градусов Цельсия, подавая затем охлаждённый воздух на турбину. Конструктивные особенности и принцип работы позволяют повысить эффективность мотора примерно на 10-15%. Такой прирост мощности можно хорошо ощутить, разогнавшись хотя бы до 60-90 километров в час. При движении в трафике на скорости около 30-40 километров в час изменения незаметные водителю.

Такие устройства часто называют воздух-воздух. Для их установки обычно используется 3 зоны:

• боковое пространство около крыльев автомобиля;
• непосредственно за передним бампером;
• в подкапотном пространстве над мотором.

Монтаж за бампер и около крыльев считается более оптимальным для такого типа интеркулеров. Это объясняется тем, что такое расположение гарантирует интенсивный обдув.

Воздушные конструкции предпочитают устанавливать на грузовые автомобили и внедорожники. Среди основных недостатков выделяют крупные размеры и солидный вес оборудования.

Водные

По показателям эффективности водные или водяные интеркулеры объективно опережают воздух воздушных конкурентов. Это объясняется простым внедрением в систему воды, которая сама по себе выступает как качественный охладитель. Интенсивность поглощения тепла у воды выше, чем у воздуха. Во много гениальное решение своего времени.

Но применение воды в охлаждении не является единственным отличием между интеркулерами. Разработчики сумели значительно уменьшить размеры конструкции, что позволило занимать минимум пространства под капотом автомобиля без потери эффективности. Но справедливости ради следует добавить, что дополнительно придётся искать, куда поставить температурный датчик и насос.

Эффективность действительно возросла, причём в несколько раз. Средний показатель снижения температуры составляет 60-70 градусов Цельсия. Именно на столько интеркулер способен изменить температуру воздуха перед его попаданием на турбонагнетатель.

Но есть ещё более совершенные модели, чем просто водные ИК. Это устройства, где охладителем выступает специальный хладагент. Для этого задействуют антифризы, тосолы и даже жидкий азот. Свойства самих охлаждающих жидкостей позволяют им примерно в 2 раза увеличить теплоотдачу, если сравнивать с классическими водными устройствами.

Создать полноценный образ идеального интеркулера из водного элемента охлаждения не получится. Это обусловлено наличием определённых недостатков. Такие детали конструктивно сложнее, за функционирование ИК отвечают температурные датчики, насосы и блоки управления. Именно они регулируют и контролируют все процессы. Из-за этого цена на ремонт оказывается более внушительной. Да и сами поломки порой сложно устранить. Если систематически не следить и не контролировать температуру охлаждающей жидкости, можно столкнуться с серьёзными и внезапными неприятностями.

Водный интеркулер на Субару

Такая ситуация привела к тому, что на машины среднего ценового сегмента устанавливают более дешёвые интеркулеры воздушного типа.

Это не предел, поскольку существуют особые охладители, устанавливаемые на спортивные машины. В основном это спецпроекты, предназначенные для гонок. Их специальные интеркулеры называют кастомными. Разница между стандартными моделями в том, что процесс охлаждения осуществляется за счёт применения специальных жидкостей и льда.

Ремонт интеркулера своими руками

Ремонт детали начинается с её демонтажа. Конкретные действия по снятию описывать нецелесообразно, поскольку всё зависит от места и способа установки детали в автомобиле. К примеру, если деталь установлена над мотором, её просто «сдёргивают» ослабив хомуты. Когда интеркулер установлен одним блоком с радиаторами (основным, АКПП, кондиционера), придётся приложить некоторые усилия.

Это важно! Снимать интеркулер можно только с полностью остывшего двигателя с выключенной системой зажигания

Для полноценного ремонта необходимо провести демонтаж детали

После снятия детали предпринимают следующие шаги:

1. Очистка. По времени эта процедура может длиться около 2-3 часов. Особенно трудно избавиться от масляных подтёков. Но удалить все загрязнения необходимо: от качества выполненной работы будет зависеть работа интеркулера в дальнейшем. Для чистки снимают все детали и отсоединяют патрубки. Внешнюю поверхность и каналы тщательно промывают специальной автохимией, а для лучшего удаления масла замачивают на несколько часов. Применять бензин и другие растворители масла нельзя: они могут повредить материал, из которого изготовлена деталь.
2. Заделывание трещин. Треснувший элемент снимают с корпуса детали, зачищают место повреждения напильником и напаивают на него платину-заплатку. Материал вставки должен совпадать с материалом снятой трубки.
3. Опрессовка в водяной ванне или проверка дымогенератором. Перед установкой отремонтированной детали на место не лишней будет проверка качества ремонта. Это избавит автомобилиста от необходимости повторного снятия в случае некачественно выполненной работы. Настоящая проверка детали – это поездка на достаточной скорости. Если мотор работает с былой мощью, и во время «перегазовок» не раздаётся посторонний свист, значит, работоспособность детали восстановлена.

Это важно! Самая серьёзная поломка – нарушение вентиляционного картера, которое происходит из-за превышения уровня масла в детали. Локальный ремонт в этом случае проблему не решит

Понадобится капитальный ремонт мотора и замена интеркулера.

Справиться с мелким ремонтом и техническим обслуживанием интеркулера вполне под силу любому владельцу автомобиля. В случае серьёзной поломки или при необходимости замены модели на более совершенную, стоит обратиться к специалистам авторемонтной мастерской.

Интеркулер: конструкция, принцип работы и виды

Интеркулер конструктивно монтируют между впускным коллектором и компрессором. Устройство представляет собой теплообменник, который состоит из сложной системы трубок и пластин, изготовленных из алюминия или меди, которые имеют большую теплопроводность и теплоотдачу. Трубки имеют витиеватую структуру, это увеличивает общую длину, по которой проходит воздух. Пластины увеличивают площадь поверхности и обеспечивают лучшую теплоотдачу. Чтобы воздух лучше распределялся в трубках, применяют конечные резервуары. Они приварены по краям.

На фотографии интеркулер установленный над двигателем Subaru

Интеркулер с воздушным охлаждением, как правило, устанавливают под капотом автомобиля в таких местах:

1. за передним бампером. В бампере вырезают воздухозаборник (самый популярный и эффективный способ);
2. над двигателем (воздухозаборники тогда в капоте);
3. по бокам крыльев (воздухозаборники делают там же).

Кроме этого, существуют интеркулеры с жидкостным (как правило, водяным) охлаждением. Хотя есть и уникальные конструкции с охлаждением жидким азотом или льдом. В сравнении с воздушным он имеет более сложную конструкцию. Кроме водяного теплообменника, тут имеются такие элементы: водяной насос, управляющий модуль, воздушный радиатор и система патрубков.

При этом интеркулер водяного типа имеет ряд существенных преимуществ: во-первых, он более компактный (можно устанавливать где угодно под капотом, не требуются воздухозаборники), во-вторых, процессы охлаждения эффективнее и быстрее, чем при воздушном охлаждении. Правда, когда охлаждающая жидкость нагревается, эффективность падает. Вместе с системой охлаждения двигателя водяной интеркулер образует двухконтурную систему охлаждения.

Для каждого конкретного двигателя, по сути, необходим уникальный интеркулер с особой конструкцией. При его проектировании нужно определить множество конструктивных параметров:

площадь теплообменника. Чем больше общая площадь всех трубок и пластин, тем больше эффективность интеркулера. При этом для каждого двигателя есть определенное оптимальное значение площади, после которого любое её увеличение приводит к незначительному росту КПД;

внутреннее сечение. Потери давления воздуха в интеркулере должны быть минимальными

Для этого важно определиться с оптимальным сечением;

толщина теплообменника. Очень толстые стенки — не самый лучший вариант, всему своя мера;

фронтальная площадь

Чем больше эта площадь, тем больше воздуха пройдет через интеркулер, а значит, выше будет охлаждающая способность;

форма труб. В изгибах и переходах труб происходят потери потока. Для переходов лучше всего использовать сегменты конической формы, для изгибов — максимальные радиусы;

соединительные патрубки. Негерметичные соединения патрубков однозначно вызывают потери давления при наддуве, поэтому важно иметь надежные соединения. Кроме того, материал патрубков должен быть устойчив к агрессивному воздействию бензина и масла, высокой температуры;

направление потока в теплообменнике.

Конструкция

По сути, интеркулер — это радиатор охлаждения, который работает с воздухом, однако в его конструкции есть противоречия не решённые до сих пор. Воздух выходит из турбины нагретым от сжатия и тепла выпуска, после этого он заполняет радиатор интеркулера и по факту заполнения, под нужным давлением, он проходит дальше. Это самое время прохождения негативно сказывается на турболаге, времени реакции турбины на педаль газа, и чем больше сам «кулёк», тем дольше турболаг. Однако и уменьшать объём — не рационально.

Кроме того, трубки, по которым проходит воздух, должны иметь оптимальную форму и площадь сечения, чтобы соблюсти баланс между эффективным охлаждением (радиатор работает лучше, когда трубки плоские и воздушный поток турбулентный) и минимальными потерями давления (а они меньше, когда трубки круглые в сечении и поток ламинарный). Здесь также высчитывается оптимальное значение между потерями давления и качеством охлаждения.

Но и подобная конструкция сама по себе требует небольшого тюнинга. Некоторые производители устанавливали систему орошения интеркулера (к примеру, Impreza WRX STI от Subaru на всех мировых рынках имели кнопку для подачи водички на соты «кулька» и дополнительный бак на 12 литров воды).

Работает этот самый кулер как обычный радиатор. От турбины сжатый (и горячий) воздух поступает в радиатор интеркулера, где охлаждается встречным воздушным потоком. Инженеры подсчитали, что охлаждение поступающего в мотор воздуха на 10 градусов дает прирост мощности в 3%. Хороший интеркулер понижает температуру на 50-60 градусов, а это уже добавляет мотору до 20% мощности. Особенности конструкции определяют эффективность охлаждения: толщина и форма воздушных каналов, количество изгибов (чем больше поворотов делает воздух, тем лучше он охлаждается и тем выше потеря давления), материал и расположение сот для дополнительного охлаждения, расположение входных и выходных патрубков и распределение воздушных потоков в бачках.

Рабочая часть интеркулера (ядро) рассчитана таким образом, чтобы пропускать вдоль трубок максимальный поток встречного воздуха. Сами трубки имеют внутри пластины-турбулизаторы, практически дублирующие по своей структуре сотовые ячейки между трубками. Такая система способствует завихрениям воздушных потоков внутри трубок и максимальной их теплоотдаче. Расположение сот может быть туннельного типа (улучшает прохождение воздуха, но уменьшает качество охлаждения) или со смещением рядов (лучше охлаждение, но больше сопротивление воздушному потоку). Сами трубки, вернее их форма, играет значительную роль в прохождении воздушных потоков, ведь закруглённые трубки уменьшают сопротивление потоку и улучшают обдув.

Кроме этого, на работу влияет ещё и распределение воздушных потоков внутри самого радиатора. В идеале, воздух равномерно расходится по всем патрубкам, а на выходе собирается в выходной патрубок.

Как увеличить эффективность интеркулера?

Орошение интеркулера водой

Обладатели спортивных автомобилей прибегают к орошению теплообменника водой. Такая мера позволяет увеличить эффективность работы воздушного интеркулера. Примером, модели автомобиля, где штатно используется специальный опрыскиватель, является – Subaru Impreza WRX STI и все ее модификации. Для того чтобы обеспечить дополнительное устройство необходимым количеством воды в багажник устанавливается 12-и литровый бачок. Дополнительный электромотор позволяет быстро передать воду в опрыскиватель после нажатия кнопки на приборной панели.

Модели жидкостного типа не нуждаются в модификациях. Единственное, что можно сделать для улучшения работы интеркулера – это выбрать охлаждающую жидкость, которая будет эффективнее справляться с задачей и быстрее остывать.

Почему интеркулер в масле?

Интеркулер в масле

Масло в интеркулере – первый признак опасной проблемы. Определить насколько она серьезна можно лишь при визуальном осмотре деталей. Способствует этому и знание основных причин попадания масла в интеркулер:

• Неисправность маслопровода , расположенного между картером двигателя и турбиной. Сливной патрубок не должен быть пережатым или поврежденным. Результатом повреждений маслопровода может быть высокой давление в системе, которое приведет к появлению микротрещин в промежуточном радиаторе охлаждения. Устранить их можно только посредством сварки.
• Деформация материала маслопровода . Устранить деформацию позволит выравнивание положения трубы или замена уплотнителей. При чрезмерном количестве масла поможет лишь замена детали в сборе.
• Выход из строя воздухоотвода в результате механических повреждений (образования отверстий). Для устранения проблемы необходима замена детали.
• Неисправность масляного фильтра . Решит проблему замена фильтра и прочистка воздухоотвода.
• Нарушение вентиляции картера . Проблема возникает после превышения уровня масла в картере мотора. Решить ее вряд ли получиться локальным ремонтом или частичной заменой деталей. Скорее всего, придется делать капитальный ремонт мотора с заменой многих деталей (колец, поршней, уплотнителей, сливной трубы и т.д.).

Небольшое количества масла в интеркулере турбированного мотора вполне нормальное явление, но если его там много, то уже стоит беспокоится на счет работоспособности турбины.

При резком спаде мощности, кроме турбины, обязательно проверяют и интеркуллер, поскольку даже малейшая утечка воздуха под давлением способствует значительному ее снижению.

ОЧИСТКА

Выявить первичный источник проблемы появления масла в интеркулере и устранить неисправность – это только часть решения задачи. Вам обязательно нужно будет осуществить глубокую чистку самого интеркулера.

Необходимо, чтобы масло не смешивалось с воздухом, который движется по радиатору и не вредило качеству топлива. В противном случае устройство не сможет достойно справляться с возложенными на него функциями, и плюсы от его монтажа буду утеряны.

Для очистки детали можно обратиться в сервисный центр, но это довольно затратная процедура.

Алгоритм самостоятельной очистки интеркулера следующий:

1. Снять деталь.
2. Очистить от загрязнений внутри.
3. Очистить от масла.
4. Высушить.
5. Вернуть в исходное положение.

Весь цикл может занять у вас от двух до трех часов.

Устройство воздушного типа демонтируется просто: нужно извлечь болты, с помощью которых оно закреплено, и разжать хомуты. После этого можно снимать интеркулер. Снятие жидкостных деталей требует больше трудозатрат и нуждается в дополнительных инструментах.

Средство для очистки устройства лучше выбирать согласно инструкции по эксплуатации автомобиля

Такие препараты, как бензин, керосин и уайт-спирит для чистки интеркулера следует применять с осторожностью и только, проконсультировавшись с профессионалами

Дело в том, эти средства могут испортить деталь, поэтому используя их для промывки, вы действуете на свой страх и риск. Однако на профильных форумах есть много информации, подтверждающей применение этих препаратов с положительным результатом и без вреда для охладителя.

Интеркулер с сильными загрязнениями следует очищать в четыре этапа:

1. Сначала удаляем наросты и камни механическим путем, распрямляем деформированные участки.
2. С помощью автомобильной химии чистим от загрязнений. Используем, например, универсальное средство Profoam 2000. Оно хорошо справляется с жиром и прилипшей грязью. Его достаточно распылить на участке, требующем обработки, и смыть через 30 секунд. Работать с Profoam 2000 следует в перчатках.
3. Промываем охладитель от масла средствами для очистки карбюратора, двигателя или радиатора в соответствии с инструкцией для выбранного препарата.
4. Смываем остатки химических очистителей водой.

Для полной очистки детали может потребоваться от пяти до шести промывок.

Если обнаруживается, что на сотах охладителя присутствует большое количество масла, которое не отмывается с помощью универсальной автомобильной химии, то может понадобиться добавить еще один промежуточный этап очистки.

Необходимо залить соты детали керосином, бензином или уайт-спиритом и оставить так на время, пока масло не размокнет. Для этого закрывают нижние отверстия устройства и через верхнее наполняют его очищающей жидкостью, пока ее уровень полностью не покроет соты.

Сигналом к завершению цикла промывки служит чистая вода, выходящая из охладителя. Также в чистом интеркулере сквозь пластины должен хорошо проходить свет (не меньше, чем на 80%).

На последнем этапе можно применить продувание детали теплым воздухом под малым давлением. Следите за тем, чтобы высокая температура и повышенный напор не испортили устройство.

Интеркулер дизельного двигателя нуждается в регулярной профилактической чистке, даже если масла в нем нет. В процессе использования в нем скапливается пыль и различные отложения, которые нарушают теплообмен и снижают эффективность охлаждения воздуха, что влечет за собой потерю мощности двигателя.

О ВАЖНОСТИ СВОЕВРЕМЕННОЙ ДИАГНОСТИКИ

Обратите внимание на то, что приступать к устранению проблемы появления масла в интеркулере дизельного двигателя, следует сразу же после того, как вы ее обнаружили. Затягивание ситуации ведет к тому, что накопившееся масло будет трудно удалить универсальными средствами, и придется пользоваться дорогостоящими химическими препаратами

Также нарушения в работе дизельного двигателя, которые становятся следствием появления масла в охладителе, будут со временем усугубляться, и вам придется приложить немалые усилия, чтобы вернуть двигательную систему к нормальному функционированию.

Если вам не удалось собственными силами найти и устранить неисправность, обратитесь к специалистам автосервиса. Для диагностики некоторых поломок без профессионального оборудования и знаний мастера не обойтись.

Какой интеркулер выбрать – оптимальные технические характеристики

Интеркулер «воздух-воздух» стоит выбирать в зависимости от типа двигателя и его характеристик. Основными конструктивными параметрами при проектировании устройства являются:

• Общая площадь всех трубок и пластин. Чем выше ее показатель, тем эффективнее будет справляться со своей задачей интеркулер. Для каждого двигателя существует оптимальное значение площади. Оно гарантирует отличный КПД. Более крупные теплообменники могут дать прибавку к КПД, но она окажется незначительной.
• Внутреннее сечение. Оптимальное значение позволяет избежать потерь давления воздуха в интеркулере.
• Толщина стенок теплообменника. Не стоит думать, что толстые стенки лучше. Для эффективной работы устройства подойдут средние значения толщины.
• Значение фронтальной площади. От этого параметра зависит количество воздуха, которое пройдет через устройство. Чем больше воздушной смеси пройдет по патрубкам, тем выше охлаждающая способность интеркулера.
• Форма труб интеркулера. Для того чтоб избежать потери потока, следует следить, чтобы в переходных частях были сегменты конической формы, а на изгибах трубок всегда оставались максимальные радиусы.
• Герметичность соединительных патрубков. Отсутствие герметичности приведет к потере давления при наддуве. Материал, из которого изготовлены патрубки, должен обладать высокой устойчивостью к воздействию бензина, машинного масла или высоких значений температуры. Качественный материал убережет патрубки от повреждений и нарушения герметичности.
• Направление потока в теплообменнике. Должно создавать все условия для того, чтобы значение проходного сечения было максимальным.

Изучив конструктивные параметры, каждый автовладелец сможет понять, что же влияет на работу и сам выбрать нужный ему интеркулер из всего представленного ассортимента.

Соблюдение технических требований позволяет создать идеальный вариант устройства для определенного типа машины.