Турбо кулер на авто
Что такое Интеркулер на дизеле: принцип работы и причины поломки устройства
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.
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.
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.
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.
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.
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:
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.
Одна из основных проблем с интеркулером связана с нарушением его герметичности. Проще говоря, его попросту рвёт. Такая проблема может быть вызвана рядом причин.
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.
Электро турбина на авто. Возможно ли это? Можно ли сделать своими руками. Только реальная правда
Если немного забежать вперед по теме – то получается, что сейчас все турбированные двигатели используют механические компрессоры воздуха, у такого подхода есть много плюсов и много минусов. Но недавно многие компании стали задумываться над электро турбинами, которые не будут использовать отработанные газы авто, а также не будут иметь механических подключений и приводов, а нагнетать воздух будет электродвигатель, который будет «питаться» от бортовой системы …
Задумка неплохая! Ведь можно избежать многих минусов механических систем, особенно турбин которые работают от отработанных газов, такие как:
2) Охлаждение турбины
3) Смазка моторным маслом
5) НУ и конечно же ресурс
Если подвести черту, можно понять что механические системы, далеки от идеала. Конечнокомпрессоры которые работают от приводов, будут надежнее. Однако и у них есть минусы, это тот же привод который использует для работы обычный ремень, который со временем изнашивается.
В общем, подумали разработчики и поняли, что механику можно заменить на электрику! Или нельзя?
Принцип строения
Нужно отметить, что сейчас некоторые немецкие производители имеют в строении своих моторов такие нагнетатели.
Принцип здесь прост – ставится мощный «вентилятор», который создает давление примерно от 0,5 атмосферы (а возможно и более). Запитан от электро системы автомобиля, он нагнетает в двигатель дополнительный кислород необходимый для увеличения мощности. С настройками подачи топлива, можно добиться существенного прироста – около 20 – 30 %.
Электро турбину стоит настраивать и на определенные обороты, например на холостых она должна работать медленнее, а на высоких оборотах соответственно быстрее. Получается чуть ли не идеальная система! Но в чем же подвох, где минусы? И знаете, они есть.
Минусы электрического варианта
Многие мои читатели думают – что сделать такую систему очень просто, нужно взять какой-нибудь кулер и вставить его в патрубок забора воздуха и вот оно счастье! Такие «чудо-кулеры» продаются, как правило в китайских интернет магазинах, про такие типы поговорим ниже.
Однако ребята тут не все так просто. В нормальном (на холостых) режиме, атмосферный двигатель 1,6 литра потребляет примерно 300 – 400 литров воздуха за час работы. А на больших оборотах скажем в 4000 – 5000 умножаем эту цифру на 4 – 5, то есть 1200 – 1600 литров. Просто представите этот объем! Если вычислить минутное потребление 300/60 = 5 литров в минуту, или 20 при больших оборотах.
Так вот – электро турбина должна увеличивать эту цифру, а не тормозить ее! Если вы поставите слабый двигатель, он не будет нагнетать нужное давление, а создаст эффект «воздушной пробки», то есть он своими лопастями будет тормозить приток воздуха в двигатель – мешать нормальному проходу.
А теперь представьте, какой нужен электрический вариант двигателя для нагнетания такого объема! Повторюсь для повышения производительности нужно хотя бы 6 – 7 литров воздуха на холостых, и 25 на высоких и это для 1,6 литрового варианта, для больших объемов нужно больше.
Если провести аналогию с немецкими производителями, то там применяется как минимум бесколлекторный 0,5 КВт электромотор, который вращается с бешенными оборотами, может достигать до 20 000 и его способности к давлению составляют от 1 до 5 атмосфер.
Для более мощных автомобилей, применяются более мощные двигатели до 0,7 КВт.
Как становится понятно штатный генератор может и не потянуть такое потребление электричества, поэтому его заменяют на более мощный, либо ставят дополнительный.
А как известно высокое потребление энергии просто тормозит генераторы, а значит и увеличивает торможение двигателя, что скажется на его отдаче, понижается КПД.
Однако, проведенные эксперименты выявили рост производительности, примерно на 20 – 30% это существенно. Но из-за сложности и дороговизны устройств, применение на автомобилях пока не имеет массового производства.
Например, механические компрессоры намного дешевле и производительнее. Иногда разница в цене может достигать 5 – 7 раз.
Пару слов о китайских электро турбинах
Буквально 2 года назад, «автоинтернет» просто взорвался от электрических турбин из Китая. Предлагалась небольшая «штуковина», которая устанавливалась в разрыв шланга воздухозабора, которая якобы нагнетала воздух с давлением в двигатель, обещанное увеличение мощности аж до – 15%! Сам двигатель представлял из себя непонятный кулер, ни потребление электричества, ни обороты, ни прокачиваемый воздух – показателей не было. Если разобрать его даже визуально, то становится понятно – что это кулер на подобии продвинутых компьютерных, ну что он может увеличить? НИЧЕГО! Так что просто не покупаем – это РАЗВОД.
Сейчас конечно на тех же китайских сайтах начинают появляться другие электро турбины, многие сделаны даже в форме улитки – аля механический компрессор. Но опять же нет ни показателей давления, ни потребления, ни перекачки воздуха. Думайте, прежде чем покупать. Смотрим познавательный ролик.
Можно ли сделать электро вариант своими руками
Гипотетически можно, причем многие такое устанавливают на свой автомобиль. Лично я также задумывался над установкой на свой авто, но цена меня остановила.
Вам нужно решить рад пунктов:
1) Однозначно установка мощного генератора, что на иномарку уже дорого.
2) Мощный и компактный электромотор, желательно бесколлекторный именно он отдает большие обороты при оптимальном потреблении энергии. Лично я видел такие для компактных моделей, однако мощностью от 0,5 Квт стоит также не дешево.
3) Крыльчатка и корпус. Также нужно сделать самому либо купить, для максимального нагнетания воздуха. Также непростая задача.
4) Ну и конечно стабилизатор или инверторы, для питания электромотора.
Задачи не простые, на некоторые иномарки нет мощных генераторов, так что сделать очень сложно!
Но многие умельцы, в гараж устанавливают на свои автомобили, прирост мощности действительно можно достичь до 20 – 30 %.
Причем многие ставят дополнительный датчик потребления воздуха в патрубок перед турбиной, он «видит» прокачиваемый объем и автоматически регулирует большую подачу топлива (подает значения в ЭБУ), для обогащения топливной смеси. Так что прошивка может и не понадобиться.
Если подвести итог, получается – электро турбина на авто, это возможно, даже скажу больше ее можно сделать своими руками, однако не все так просто и часто «игра не стоит свеч». Ведь вам нужно переделать не только электро систему автомобиля, но и систему подачи топлива, возможно нужна прошивка ЭБУ.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Об интеркулерах
Всем добра, многие оценили мою запись о турбинах, поэтому продолжим изучать техническую часть узлов авто, и так сегодня мы поговорим об неотъемлемой части любого турбо автомобиля, и часть эта интеркулер, меня часто спрашивают, что лучше поставить, в чем отличия bar plate от tube fin, какие размеры взять и так далее, сегодня я попробую ответить на все вопросы и объяснить в чем же принцип работы данного узла и какой выбрать, для удобства я вынесу основные пункты:
1. Общие назначение и устройство интеркулера
2. Типы интеркулеров
3. Размер интеркулера
4. Bar plate VS Tube fin
5. Итог
Ну примерно такие пункты будут в этой статье, ну что-ж начнем пожалуй:
1. Общие назначение и устройство интеркулера
Все просто – в систему под большим давлением нагнетается воздух, что приводит к повышению его температуры практически до 200 градусов Цельсия. От выхлопных газов нагревается и турбокомпрессор.
Как следствие, плотность воздушных потоков уменьшается, чего не желательно допускать по причине снижения давления наддува и эффективности самого устройства.
В бензиновых моторах такая ситуация чревата вероятной детонацией по причине повышенного содержания окиси азота в выхлопе машины.
Для эффективной борьбы с перегревом как раз и предназначено простое, но гениальное изобретение – интеркулер.
Его основное назначение – охлаждение воздуха, который поступает в турбокомпрессор.
После прохождения воздухом интеркулера на выходе его температура в среднем достигает 50-60 градусов.
Устройство воздушного интеркулера
Разработчики с умом подошли к созданию устройства. Для повышения эффективности охлаждения конструкторами были увеличены специальные камеры устройства, толщина и направление которых может меняться.
Многочисленные «хода» интеркулера выполнены из медных или алюминиевых пластин, что увеличивает площадь и, как следствие, эффективность охлаждения.
Но не стоит и забывать об одном «но». Чем больше препятствий создается для воздуха, тем меньшим будет давление в самом турбонаддуве. Соответственно, эффективность турбонаддува также упадет.
Эффективность интеркулера, охлаждающего воздух до температуры среды окружения, составляет 100%, но это очень трудно или, чаще всего, невозможно достичь. Эффективность работы большинства интеркулеров – 70%.
Большая часть интеркулеров бывает двух видов: «воздухо-воздушные» и «водно-воздушные». Также существуют специальные конструкции, охлаждение воздушного потока в которых производится до температуры, которая несколько ниже, чем температура окружающей среды. Происходит это за счет использования системы кондиционирования, льда либо азота. Но такие системы с использованием азота как правило используют на сильно форсированных машинах поэтому их подробно мы рассматривать не будем.
Самым распространенным типом интеркулеров является «воздухо-воздушные», устанавливаются они как правило либо фронтально впереди радиаторов, либо горизонтально такой тип установки предполагает установку над двигателем, самый яркий пример Subaru WRX STI, у каждой системы установки есть свои плюсы и минусы, основным минусом горизонтального расположения считают нагрев кулера от мотора, а минусом фронтального расположения считают высокий шанс повредить кулер.
Тип «водно-воздушные» применяется крайне редко на серийных машинах, его основным плюсами считаются более эффективное охлаждение, и довольно компактные размеры что позволяет устанавливает высокопроизводительные системы в ограниченных пространствах моторного отсека, минусом же является сложность конструкции и цена.
3. Размер интеркулера
Часто при тюнинге люди гонятся за размером кулера мол большой значит лучше охлаждает, так ли это?, давай те разберемся.
Чтобы избежать большой задержки турбины на стартах, очень важно, чтобы размер интеркулера соответствовал вашей турбине. Слишком большой интеркулер может ощутимо уменьшить мощность двигателя на малых оборотах из-за увеличенного объёма нагнетаемого воздуха. Такой интеркулер, приведет к задержке турбины(турбо-лаг, турбо яма). Если нужно получить более живой отклик на газ во всем диапазоне то важно выбрать оптимальный размер кулера, а именно при выборе интеркулера необходимо учесть огромное количество факторов, которые в комплексе позволят, или не позволят достичь нужного результата. В общем случае, интеркулер будет работать хорошо, если он не чрезмерно высокий и не длинный, причем длина кулера наиболее важный факт так как для турбин с малым бустом лучше брать высокий но не слишком длинный, с редкой структурой пластин (что уменьшает степень падения давления). Чересчур плотная структура вызывает избыточное трение воздуха, и поэтому, вследствие потери давления, эффективность охлаждения снижается на 30%. Хотите моё мнение? Не покупайте интеркулер из-за его внушительного вида или популярного бренда- внутренности некоторых из них настолько плохо спроектированы и изготовлены, что ваш родной интеркулер может оказаться даже лучше! Помните, что вы покупаете то, за что платите. Не более.
4. Bar plate VS Tube fin
Наверное самый важный раздел, сколько копий сломано и нервов потрачено в попытке выяснить что-же лучше, в чем отличия, и так начнем.
У bar-and-plate большая потеря давления, но и воздух на выходе более холодный и плотный в отличие от tube-and-fin. Выбор типа интеркулера должен основываться на ваших требованиях к бусту и спецификациях турбины. Если у вас небольшая турбинка с малым бустом, лучше поставить tube-and-fin, а если большая с высоким бустом, то bar-and-plate.
Отмечу так-же что bar-plate тяжелее tube fin, но и при этом намного устойчивее к повреждениям, пробить tube fin кулер камнем с дороги проще простого, поэтому при установке кулера tube fin важно подумать о его защите установив сетку.
Из бюджетных вариантов самым ярким представителем Bar-plate является cx racing (китаец но сделанный под брендом США), из tube fin конечно же китайско-тайваньский APEXI, кстати кулеры весьма не плохи.
В сущности вот и весь ответ, для наших моторов серийного производства с серийными турбинами(0.6-1.3 бара) лучше брать tube fin, конечно если у Вас давление на пике 1.5-2 бара то лучше взять bar-plate, для внедорожников и машин катающих по сельским дорогам тоже лучше взять bar-plate так как tube fin очень нежный кулер.
Жидкостной интеркулер от BMW X6M на Octavia Scout A5 ч.1 Подбор компонентов.
После покупки машины ощутил необходимость в чистке бутерброда радиаторов, так как судя по еще оригинальному и довольно забитому радиатору кондиционера туда еще никто с завода не лазил. Да и температура радиатора судя по показаниям Polar-Fis особо не падала даже на трассе.
Изучив конструктив бутерброда радиаторов установленных на турборвых шкодах и фольцах, как известно состоящий из 3-х радиаторов один позади другого (радиатор кондиционера, интеркулер, основной радиатор двигателя) пришел к выводу, что с этим надо что-то делать. Продуваемость такой конструкции крайне мала, радиатор двигателя греет интеркулер, до основного радиатора воздух доходит уже прогретый интеркулером и радиатором кондиционера. Так же как известно между радиаторами со временем скапливается грязь. В общем, возникло желание убрать из этой конструкции интеркулер и переместить его в нижнюю часть по типу как это сделано на ауди. Тем более что места там хватало с запасом.
Начала изучать вопрос и понял, что можно поставить фронтальный интеркулер, но сразу виделись и некоторые минусы. Это удлинение трассы а следовательно бОльший турболаг, почти наверняка придется отказаться от защиты двигателя, так как проходящая трасса будет идти как раз на месте одно из креплений защиты.
Так я постепенно пришел к мысле о водяном интеркулере. Плюсы очевидны, это самая короткая из возможных трасса, а следовательно минимальный турболаг и максимально быстрый выход на спул и минимальная потеря буста. Это и хорошая продуваемость основного радиатора двигателя а следовательно дополнительная защита от перегрева двигателя. Нет необходимости убирать защиту двигателя. Возможность использовать для охлаждения кондиционер. Из минусов можно отметить относительную сложность конструкции и цену.
Выбор водяного интеркулера
Немного поразмышляв и пошерстив интернет понял, что судя по всему «водянку» на октавии еще никто не ставил и готового решения нету. Значит будем «сочинять» сами. Облазил алишку с их предложениям водяных кулеров, но все они чем то не устраивали да и в качестве охлаждения такими кульками были некоторые сомнения. Постепенно пришел к мысли что надо искать что-то, что ставится на серийные машины именитыми производителями.
Начал поиски на авито, рассматривал несколько вариантов и от Jaguar, и от Mercedes, ну и конечно от BMW. В итоге остановился на интеркулере от BMW X6M, Х5М, Е70-71. Двигатель устанавливался на эти машины мощностью 555 л.с. 680 Нм, 8-ми цилиндровый V-образный 4.4 литра объема. На двигателях BMW устанавливалось 2 интеркулера на каждые 4 цилиндра. Получается, что один кулек условно работает на 4 цилиндра объемом 2.2 литра и стоковой мощностью около 275 л.с. Думаю для наших 1.8 — 2.0 его должно быть вполне достаточно. При этом интеркулеры на бмв отличаются друг от друга по строению. Нам нужен правый по ходу машины. Артикул интеркулера: 17517589469. Новый такой интеркулер стоит порядка 50 тысяч рублей, но можно найти на авито б.у. значительно дешевле, что я и сделал. Б.У. интеркулер в хорошем состоянии с датчиком давления обошелся мне в 5500 рублей.