Что такое кулер дизельного двигателя

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.

  • 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.

Читайте также:  Двигатель 4d33 не заводится

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:

  • 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.

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.

Источник

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ИНТЕРКУЛЕР: ФУНКЦИИ, ВИДЫ, ПОЛОМКИ И ДЛЯ ЧЕГО НУЖЕН?

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется интеркулером автомобиля, для чего нужен данный элемент системы двигателя, какие задачи и функции выполняет узел, а также, где устанавливается устройство в моторном отсеке того или иного транспортного средства. Кроме того, расскажем про то, какой эффект оказывает интеркулер на силовую установку, каково строение и устройство элемента системы охлаждения, а также, какие существуют разновидности узла. В заключении поговорим о том, почему интеркулеры зачастую устанавливают на форсированные моторы, какими преимуществами и недостатками обладает устройство, а также, может ли система силовой установки автомобиля функционировать без данного узла.

Такой элемент автомобиля, как интеркулер является одним из ключевых компонентов в строении системы охлаждения форсированного двигателя транспортного средства. Интеркулер обеспечивает охлаждение мотора при помощи потока холодного воздуха, который всасывается в систему специальными патрубками из окружающей среды. Как мы знаем, во время своей работы форсированный двигатель автомобиля очень сильно подвержен нагреву и стандартная система охлаждения, функционирующая на основе охлаждающей жидкости не способна в полной мере обеспечить оптимальную температуру силовой установки. Вот поэтому для того, чтобы снизить рабочую температуру мотора до приемлемого уровня, инженерами была создана целая система, которая получила название интеркулер. Кроме того, благодаря мощному нагнетанию воздуха, такой механизм, как интеркулер позволяет двигателю эффективней и быстрей развивать необходимую мощность.

Читайте также:  Что такое двигатель valvetronik

Таким образом, интеркулером называется промежуточный механизм в системе подачи воздуха в цилиндры силовой установки. Подача воздуха в цилиндры обеспечивает эффективное охлаждение камер сгорания блока. Справочно заметим, что интеркулер может устанавливаться, как на дизельные, так и бензиновые моторы. Главной задачей, с которой справляется механизм, как мы сказали ранее — это понижение температуры поступающего воздуха. Интеркулер обеспечивает уплотнение воздуха, который находится в системе двигателя, что благотворно влияет на создание горючей смеси и выравнивает давление в камерах цилиндров силовой установки.

1. ФУНКЦИИ, УСТРОЙСТВО И ТИПЫ ИНТЕРКУЛЕРОВ

Если понятие интеркулера сильно запутано, то простыми словами говоря, чем холоднее воздух в системе двигателя, тем выше у него будет плотность, следовательно его больше поступит в силовую установку, что значительно увеличит давление в цилиндрах и оптимально обогатит топливно-воздушную смесь. Вот именно благодаря интеркулеру, топливная смесь оптимально обогащается и при этом мотор с турбиной еще получает необходимое охлаждение. Справочно заметим, что зачастую интеркулеры устанавливают на турбированные двигатели. Как уже многие заметили, транспортное средство намного лучше функционирует в ночное время, в особенности летом, когда воздух находится в охлажденном состоянии.

Что касается турбированных моторов, то сжатый воздух, который в них находится нагревается до немыслимых температур, порой эти цифры доходят до +250 градусов по Цельсию. Из-за чего происходит такой нагрев ? Дело в том, что, когда происходит процесс сжатия нагнетаемого воздуха в моторах оснащенных турбинами, то он очень сильно разогревает силовую установку и ее узлы. Кроме того, когда происходит передача температуры от выхлопных газов, которые находятся также в сильно нагретом состоянии, то они в дополнение к нагнетаемому воздуху еще больше нагревают элементы двигателя. Все эти моменты крайне негативно сказываются на ресурсе турбонаддува. Таким образом, чтобы интенсивность работы и срок службы турбины не снижался, был создан интеркулер, который значительно понижает температуру воздуха. Справочно заметим, что интеркулер устанавливается перед турбонаддувом, чтобы эффективней ее охлаждать.

Устройство интеркулера достаточно простое. Внешне механизм похож на обычный радиатор с большим количеством жил, патрубков и пластин. Данный элемент в принципе является тем же теплообменником, который рассеивает тепло. Как правило, в системе применяются специальные охлаждающие патрубки, которые имеют максимально удлиненную и прямую конструкцию, чтобы наиболее оптимально происходило охлаждение элементов двигателя. Справочно заметим, что если бы патрубки были изогнуты, то это приводило бы к потере давления при нагнетании воздуха в систему.

Чтобы достичь максимального эффекта при охлаждении, к патрубкам интеркулера приваривают дополнительные пластины внешнего типа. Внешние пластины позволяют лучше отводить тепло. Как правило, для наилучшего охлаждения в системе интеркулера применяют такой материал, как алюминий или медь. Эти металлы по такому параметру, как теплоотдача находятся в лидерах среди других материалов. Место установки интеркулера находится между компрессором турбонагнетателя и впускным коллектором. Чтобы система интеркулера не портила внешний вид автомобиля, его зачастую скрывают под бампером возле основного радиатора системы охлаждения двигателя или под крылом машины. Справочно заметим, что система интеркулера по типу действия подразделяется на воздушные и водяные установки.

Интеркулеры по типу действия :

Воздушные системы : охлаждают узлы двигателя посредством набегающего потока воздуха во время движения транспортного средства и чем быстрее передвигается автомобиль, тем интенсивней происходит процедура по снижению температуры;

Водяные системы : охлаждение в таких механизмах происходит благодаря охлаждающей жидкости, которая циркулирует по механизмам устройства.

Если сопоставить две выше описанные системы интеркулеров, то считается, что устройства функционирующие на основе воздушных масс, менее эффективные для охлаждения и как правило, по своим габаритам они очень крупные, что не позволит им быть установленными в некоторые модели автомобилей. На сегодняшний день большинство автопроизводителей устанавливают интеркулеры работающие на охлаждающей жидкости, то есть водяные системы. Такие механизмы более компактные и само охлаждение узлов мотора происходит намного эффективнее, особенно благоприятно такая система сказывается на турбонагнетателях. Однако водяные системы гораздо сложнее по своему строению и установке, а также довольно дороги в обслуживании.

Читайте также:  Давление бензонасоса инжекторного двигателя

2. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ ИНТЕРКУЛЕРА. МОЖНО ЛИ УДАЛЯТЬ УСТРОЙСТВО?

Что касается эффективности применения системы интеркулера, то однозначно можно сказать, что он есть и причем значительный. Как утверждают специалисты по ремонту и обслуживанию транспортных средств, если охлаждение воздуха в двигателе снизить хотя бы на 3 процента, то его рост производительности увеличится примерно на 2,5-3 процента . Что качается такого помощника, как интеркулер на примере воздушного типа действия, то благодаря его работе, охлаждение воздуха в силовой установке снижается примерно на 40-45 процентов , что равняется примерно 13-15 процентам к мощности или производительности. Если рассматривать интеркулеры функционирующие на водной основе, то с их помощью мотор и его узлы охлаждаются почти на 65-70 процентов , то есть примерно 20 процентов к мощности или производительности силовой установки.

Таким образом, наличие интеркулера в подкапотном пространстве автомобиля автомобиля, будь то он с турбиной или без нее, имеет превосходный эффект с высочайшим коэффициентом полезного действия. Справочно заметим, что в подавляющем большинстве интеркулерами оснащаются именно турбированные моторы, так как у атмосферных агрегатов отсутствуют такие объемы нагнетания воздушных масс в камеры цилиндров, поэтому и нет высоких температур в процессе функционирования.

А теперь давайте рассмотрим недостатки, которые имеются в системе интеркулера. Как мы знаем, даже самая лучшая система, которая существует на планете имеет свои минусы, так и с интеркулером. Самым главным недостатком интеркулера является понижение давления в системе двигателя. Происходит это из-за того, что поток воздуха, который проходит через большое количество патрубков, по пути теряет часть своей энергии на их преодоление. Также к минусам можно отнести вес и все таки не маленькие габариты механизмов системы интеркулера. Что касается веса, то он может достигать 25-30 килограмм ( интеркулер , патрубки , пластины , радиатор и прочие элементы ). Кроме того, системы интеркулеров, работающие на водной основе, требуют дополнительной охлаждающей жидкости и особого внимания в процессе обслуживания. Также бывают случае, когда техническая жидкость подтекает в местах стыков патрубков ив районе теплообменника, из-за чего эффективность системы значительно снижается.

Довольно часто от некоторых автовладельцев можно слышать вопрос, который касается того, а можно ли безвозвратно убирать систему интеркулера из автомобиля? Как утверждают специалисты в области обслуживания транспортных средств, избавиться от интеркулера можно, только ничего хорошего эта операция для узлов двигателя не даст. Чтобы понять, что мы потеряем без интеркулера, стоит в первую очередь рассматривать такой параметр, как мощность двигателя, которая снизится примерно на 12-15 процентов . Кроме того, система подачи воздуха, которая установлена в силовой установке, будет не способна выдерживать высокие рабочие температуры. Речь конечно же идет о моторе с турбонаддувом. Таким образом, без интеркулера может пострадать не только двигатель, то и турбина или компрессор.

Кроме стандартного оснащения системами интеркулеров моторов с турбонагнетателями, которое осуществляется на заводах изготовителях, некоторые автовладельцы самостоятельно устанавливают данные механизмы на свои автомобили. Такой вид тюнинга подразумевает установку интеркулера крупного размера и объема. Делается это для того, чтобы в двигатель поступали большие объемы воздуха и мотор быстрее охлаждался. В дополнение к интеркулерам любители такого рода тюнинга устанавливают специальные воздуховоды, которые крепятся на капоте автомобиля. Воздуховоды обеспечивают дополнительный приток воздуха, который направляется прямо на корпус интеркулера, что еще больше повышает его коэффициент полезного действия, то есть отдачу.

Подводя итог вышесказанному отметим, что сама по себе конструкция интеркулера, какого бы типа он не был является довольно простой, однако, какие важные функции выполняет и какой значительный эффект оказывает на силовую установку автомобиля эта система. Как видим интеркулер, который в основном устанавливается на турбированные моторы транспортных средств выполняет ряд важнейших функций и без него эффективность двигателя была бы на порядок ниже. Кроме того, данный компонент выполняет ключевую задачу по снижению температуры двигателя и турбонагнетателя, тем самым продлевая срок службы узлов, которые в процессе функционирования меньше нагреваются.

Источник