Интеркулер охладитель воздуха для дизельного двигателя

Для чего нужен интеркулер на дизеле?

Многие автолюбители рано или поздно обнаруживают в своем интеркулере следы масла и ищут варианты решения этой проблемы. Самым распространенным следствием появления масла становится потеря мощности дизельного двигателя автомобиля. Причин того, что турбина гонит масло в охладитель может быть много, но все они сводятся к наличию поломок в компонентах, входящих в структуру системы турбированного двигателя.

Чтобы устранить неисправность, прежде всего, нужно хорошо понимать, что представляет собой интеркулер, и как работает дизельный двигатель с турбонаддувом. Подробнее остановимся на этих моментах, а затем рассмотрим варианты причин нежелательного появления масла и способы борьбы с такими неполадками.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖЕН ИНТЕРКУЛЕР НА ДИЗЕЛЕ

Специальный охладитель воздуха (радиатор), который необходим для эффективной работы дизельного двигателя называется интеркулером. Оборудование двигателя системой турбонаддува приводит к повышению температуры воздуха в топливной смеси до 200 градусов.

В результате смесь расширяется и не сгорает целиком. Чтобы в этих условиях не происходило потери мощности дизельного двигателя, после турбины устанавливают интеркулер, который существенно понижает градус выходящего из нее воздуха.

Таким образом, интеркулер по своей сути является набором трубок с высоким уровнем теплопроводности, благодаря которым излишки тепла выводятся, а в дизельный двигатель поступает охлажденный кислород.

Дополнительными плюсами от использования охладителя являются:

  • уменьшение экологически опасных выбросов в окружающую среду;
  • увеличение скорости реакции двигателя на перемены в подаче топлива;
  • ограничение расхода топлива.

Лучше понять как работает устройство, поможет следующая схема:

Интеркулеры бывают двух видов:

  • воздушные;
  • жидкостные.

В структуру воздушного интеркулера входят своеобразные соты, через которые под давлением движется воздух. Такие охладители наиболее популярны. Их главными достоинствами являются практичность и доступная цена. Однако они имеют крупный размер, а для размещения их под капотом требуется много свободного места. Также важно, чтобы охлаждающая поверхность была чистой и без дефектов, иначе деталь будет функционировать с нарушениями.

Жидкостные интеркулеры более удобны. Воздух в них охлаждается, проходя через емкость с водой. Такие конструкции компактны, но требуют дополнительного монтажа водяного насоса, а также электронного блока управления.

Ни один из этих видов интеркулеров не застрахован от проблемы появления масла, что со временем может перерасти в нарушение функционирования всей турбированной системы.

ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ МАСЛА

Причинами появления масла в интеркулере дизельного двигателя могут стать как легко устранимые неисправности, так и более сложные поломки. Рассмотрим некоторые из них.

ПРОСТО РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ

  1. Изгиб маслопровода . Эта деталь находится между турбиной и картером дизельного двигателя, является сливной трубой и должна быть ровной. Маслопровод довольно жесткий и прочный по своим свойствам, но длительное использование может привести к его деформации. В этом случае давление в турбине повышается, и масло через уплотнительные кольца появляется в интеркулере. Решить эту проблему можно, выровняв маслопровод либо заменив уплотнители. Может потребоваться также замена всей детали.
  2. Трещины или отверстия в воздуховоде , ведущем к турбине. Чтобы масло больше не появлялось в интеркулере, следует убрать повреждения в воздуховоде.
  3. Засорение масляного фильтра препятствует нормальному движению воздуха. Следствием этого является разрушение колец уплотнителя и появление масла в интеркулере. Чтобы устранить проблему, нужно почистить фильтр, а еще лучше поставить вместо него новый.

СЛОЖНЫЕ ЗАДАЧИ

  1. Засорение сливного маслопровода. Например, чтобы закрепить маслопровод в процессе ремонта дизельного двигателя, вы применяли обычные герметики. Это может привести к тому, что в результате нагревания они попадут в трубку, и она забьется. Исправить ситуацию поможет аккуратная чистка маслопровода.
  2. Проблема вентилирования картера. Она может возникнуть в результате деформации уплотнительных колец поршней и цилиндров. При этом выхлопы оказываются внутри картера и через сливную трубку кидают масло в интеркулер. Решается эта ситуация серьезным ремонтом дизельного двигателя с установкой новых колец, поршней и уплотнителей.

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.

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.

Читайте также  Двигатель холодильника для наждака

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.

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.

Интеркулер на дизель – для тех, кто любит скорость

В современных автомобилях все чаще используются двигатели, в которых происходит наиболее полное сгорание топлива, поэтому использование интеркулера на дизеле вполне оправданно. Он является промежуточным, но очень важным звеном системы теплообмена и турбонаддува. Его применение приводит к заметному снижению выхлопных газов.

1 Основные функции дизельного интеркулера

Любой автовладелец хочет, чтобы мощность двигателя увеличилась, но для этого надо создать условия, при которых топливо практически полностью сгорает. В дизель должно поступать больше кислорода. Однако во время работы газ сжимается, температура повышается и поэтому начинается быстрое разрушение кислорода. Теплый воздух приводит к понижению мощности.

Похожие статьи

Одной из главных функций прибора является снижение температуры сжатого воздуха. Также интеркулер позволяет уменьшить детонацию, которая возникает, когда процесс сгорания становится нестабильным. Как известно, повышение температуры характерно для дизельного двигателя, так как оно связано с повышением давления. Дизель должен получать охлаждение, чтобы не повредились поршни, кольца или головки блока. Эффективность компрессора во многом будет зависеть от установленного интеркулера. На многих спортивных, и не только, машинах стали устанавливать систему турбонаддува, которая дает возможность за двадцать секунд набрать свыше 160 километров в час. Продолжительный наддув двигателя станет невозможен, если не будет установлен интеркулер.

2 Типы устройства интеркулера

Основные виды охладителя классифицируются по принципу, который лежит в основе работы:

  • Система «воздух-воздух». Такой интеркулер представляет собой конструкцию, состоящую из трубы и пластинчатого радиатора. Находящиеся внутри трубок перегородки позволяют создавать турбулентный поток. Теплообмен повышается, воздух внутри охлаждается, а избыток тепла поступает в атмосферу. Для изготовления используют алюминий. Это один из распространенных типов системы охлаждения, который часто устанавливается на дизель;
  • Система «воздух-вода». Этот интеркулер имеет значительно больший коэффициент теплопередачи. Во время прохождения воздуха радиатор охлаждается водой. Поэтому необходимо дополнительное устройство охлаждения жидкости, а также насос и блок управления. Можно отметить компактные размеры и высокий КПД, позволяющий выполнить усовершенствование двигателя;
  • Некоторые любители любят использовать для охлаждения закись азота, но это встречается не так часто. Стоит обратить внимание на распределение воздуха и конечные резервуары. Хороший интеркулер должен иметь две спецификации и производители должны это указывать (падение давления потока и охлаждение температуры воздуха, который поступает в дизель).

Подобный радиатор охлаждения, несмотря на всю простоту конструкции, очень важен для нормальной работы. Эффективность двигателя будет только вырастать, но помимо этого надо определиться с местом установки прибора.

3 Выбор места установки для дизельного двигателя

Рассмотрим варианты места для установки. Основным критерием является расход воздуха. Поэтому чаще для интеркулера находят местечко под бампером. Конструктивные особенности позволяют найти как вертикальный, так и горизонтальный вариант. Следует учесть, что устройства системы «воздух-воздух» могут иметь достаточно большие габариты, а в подкапотном пространстве должно оставаться место. Большой дизель потребует другой тип. Очень нежелательно, чтобы устройство подвергалось загрязнению или повреждению, так как это скажется на работе.

Но лучше всего интеркулер установить непосредственно перед радиатором охлаждения. Здесь неплохо подходит система «воздух-вода». Это связано не только с компактностью, но и долгим сроком эксплуатации. Не стоит забывать о дополнительных элементах, которые понадобятся для этого устройства, ведь работа двигателя будет идти на полную мощность, не говоря об экологических показателях. Надо только помнить о том, что слишком маленькая модель просто не будет успевать охлаждать воздух.

4 Что такое интеркулер, зачем н ужен как работает видео

5 Принцип установки устройства

Неправильное месторасположение приведет к тому, что вместо охлаждения начнется нагрев воздуха. У интеркулера есть свойство не только поглощать тепло и поэтому важно, чтобы его избыток поступал в атмосферу, а не нагревал воздушную систему. Для этого необходимо осмотреть устройство перед установкой и обратить внимание на патрубки, отводы и подводы, а также трубки ядра. Нигде не должно быть трещин. Необходимо очистить его от лишнего масла. Также не забываем о том, что турбовой дизель дает высокие температуры именно под капотом и поэтому устройство может неэффективно работать. Особенно это скажется в тот момент, когда автомобиль остановится на светофоре. Не следует ставить охладитель «воздух-воздух» в моторном отсеке. Двигатель не лучший сосед. Недопустимо размещать устройство за радиатором системы охлаждения, так как прошедший через него воздух будет иметь свыше 50 градусов, чем температура окружающей среды.

Читайте также  Восстановитель металла для двигателя

Оптимальное место для интеркулера находится перед радиатором. Здесь наибольшие воздушные потоки. Надо только учесть один момент – до самого радиатора станет доходить меньше воздуха. Поэтому потребуется внести усовершенствования в дизель, чтобы в дальнейшем не возникло проблем.

Двигатель сам подскажет правильное месторасположение. При вертикальном варианте следует придерживаться традиции, то есть установка проводится вниз вход/выход. Нельзя, чтобы патрубки были вверху, поскольку тогда начинает появляться конденсат. Кроме того, не исключено попадание масла, которое будет накапливаться и загрязнять устройство, что приведет к преждевременной замене.

На спортивные машины установку можно производить прямо горизонтально над радиатором. Только так можно получить дополнительную мощность для двигателя. Но здесь необходимо иметь воздушную отдушину на капоте для постоянной циркуляции воздуха.

Теперь трубы охладителя. Дизель обычно имеет трубы от 50 мм на выходе и до 80 мм на входе в компрессор. Мотор и турбина могут быть несколько подвижны во время быстрой езды, поэтому прибор хорошо фиксируют. Труба должна иметь плавный сгиб и быть резиновой, а лучше всего силиконовой. Возвратную часть желательно теплоизолировать. Для этого подойдут такие материалы, как стекловолокно и алюминиевая лента.

Устанавливать слишком большой интеркулер необязательно, так как местоположение имеет более важное значение. Если вдруг после монтажа обнаружились неполадки при нажатии педали акселератора, то здесь следует убедиться в правильности монтажа. Это бывает связано с лагом от установки турбины или другими причинами.

6 Преимущества при работе интеркулера

Главным образом это эффективность, что уже заложено в принцип работы. После попадания в интеркулер потока воздуха начинает происходить уменьшение давление наддува. Турбулентность остается, но давление при этом падает. Его уровень падения должен быть в пределах 1–2 psi. Дело в том, что если оно снизится слишком сильно, то это отразится на мощности.

Важным показателем считается снижение температуры воздуха. Необходимо знать, что правильно установленный и подобранный прибор позволяет добиться снижения температуры до 70–80 процентов. Это немало, если учесть почти полное сгорание топлива. Кроме того, наблюдается реальный прирост мощности двигателя на 15–25 лошадей. Именно это чаще всего привлекает автоспортсменов.

7 Рекомендации для правильной работы устройства

Особых требований при использовании интеркулера нет, но важно следить, чтобы не произошло ненужного загрязнения и засорения. Не стоит сразу бежать в магазин за новым устройством, тем более что оно не самое дешевое.

Опытные автомеханики советуют попробовать провести восстановительные работы. Для этого нужно залить в интеркулер бензин и хорошо прополоскать. После слива достаточно продуть все сжатым воздухом.

Спортсмены и любители погонять на автомобиле хорошо знают этот промежуточный охладитель. Фактически он уже стал частью системы турбонаддува. Установку сможет провести любой автолюбитель, который использует дизель. Однако если нет уверенности в своих силах, то надо обратиться к специалисту, который поможет с выбором и монтажом. Не стоит отказываться от интеркулера, позволяющего улучшить работу двигателя. Вложенные деньги быстро себя окупят.

8 Интеркулеры вода-воздух от BMW X5M

Сообщества › Diesel Power (Дизельные ДВС) › Блог › Разрушители легенд. Турбонаддув дизеля. Часть №2. Интеркулер.

Для чего нужен интеркулер?

Для того чтобы ПОЛНОСТЬЮ сжечь 1кг горючего(любого углеводородного) нужно около 3,5 кг кислорода. Такое количество кислорода содержится в 15кг воздуха.

Двигатель для приготовления горючей смеси не взвешивает ни топливо, ни окислитель. И то и другое в цилиндры поступает отмеренное ОБЪЁМАМИ. На примитивных двигателях никто и не пытался измерять сколько реально входит воздуха в цилиндры или впрыскивается топлива. По большому счёту на дизелях это и сегодня нафиг не нужно. Но ужесточение экологических норм с одной стороны и желание производителя заявить как можно бОльшую мощность двигателя с другой стороны — заставляют таки обвешивать дизель кучей датчиков. Что же делают эти датчики? Эти датчики позволяют понять сколько у нас на каждом такте поступает в камеру сгорания воздуха в ГРАММАХ и сколько поступает топлива в ГРАММАХ. И очень прецизионно ограничить подачу топлива в двигатель — буквально на грани от разрешённого законодательством.

Плотность и вязкость углеводородного топлива очень сильно зависит от температуры:

Плотность воздуха ещё сильнее зависит от температуры:

Потому для прецезионного смесеобразования нужно знать и температуру топлива и температуру воздуха. Но цель данной статьи не смесеобразование(этот вопрос мы уже разобрали в предыдущих статьях), а вполне прикладная задача — как напихать в цилиндры двигателя максимальное количество МОЛЕКУЛ воздуха.

Для сжатия воздуха обычно используется турбокомпрессор. Именно он позволяет удвоить, а то и утроить ДАВЛЕНИЕ воздуха во впускном коллекторе двигателя — соответственно удвоить, а то и утроить количество поступающего в цилиндры воздуха, а значит — позволит спалить и топлива больше и получить в итоге повышенную мощность с неизменного объёма двигателя.

Ну а при чём же здесь интеркулер?

При быстром(адиабатическом) сжатии воздуха его температура пропорционально растёт.
При сжатии воздуха до давления в 0.5атм избытка воздух нагреется на 45С просто в результате сжатия. Если сжимать воздух до давления 1атм избытка — то он нагреется уже на 85С. В современных высокофорсированных дизелях воздух сжимается до 2-3 атмосфер и его температура увеличивается до 200 градусов. Понятно, что за счёт теплопередачи от раскалённых лопаток, корпуса турбины и стенок впускного коллектора воздух будет нагрет ещё заметно сильнее.

Но с ростом температуры снижается ПЛОТНОСТЬ воздуха.

Если проанализировать грубо — то получается приблизительно такая зависимость при сжатии воздуха температурой +20С:

наддув 0,5атм — повышение темп воздуха на 45С — падение плотности воздуха на 15%
наддув 0,7атм — повышение темп воздуха на 65С — падение плотности воздуха на 23%
наддув 1атм — повышение темп воздуха на 85С — падение плотности воздуха на 30%
наддув 1,5атм — повышение темп воздуха на 100С — падение плотности воздуха на 34%
наддув 2атм — повышение темп воздуха на 125С — падение плотности воздуха на 42%
наддув 3атм — повышение темп воздуха на 160С — падение плотности воздуха на 55%

Считаем на пальцах:
Если турбина у нас качает 1атм избытка — то мы надеемся на удвоение количества(массы) воздуха, загоняемого в цилиндры. Но без эффективного интеркулера из-за снижения плотности воздуха при сжатии мы получим не удвоение МАССЫ воздуха, а лишь: Х*2100*70=1,4Х
Увы и ах!

Именно поэтому старые безинтеркулерные дизеля с примитивными турбинами(с давлением в прыжке до 0,7атм) и не блещут приростом мощности. Ибо — Х*1,7100*77=1,31Х
30% прироста МАКСИМУМ даже теоритически.
Практически всё обычно намного хуже из-за организации топливоподачи на этих дизелях.

Интеркулер позволяет заметно снизить температуру сжатого воздуха и таким образом повысить его плотность. Понятно, что охладить воздух после турбины обратно до температуры забортного воздуха практически не реально, но стремится к этому стОит. Правда на серийных автомобилях производитель этим вопросом редко заморачивается — потому мы и наблюдаем интеркулеры смешных размеров, нахлобученные поверх двигателей не в самом удачном с точки зрения охлаждения месте — сбить пиковую температуру(и вписаться в эконормы) хватает и таких. Именно из-за понижения выбросов азотистых соединений интеркулер и стал стандартным узлом любого турбодизеля — до такой степени стандартным(как и сам ТУРБОдизель), что надписи типа «2.8 intercooler turbo» давно исчезли с кузовов автомобилей.

Существует ещё один интересный момент.
В отличие от турбонагнетателя, где на «утрамбовку» воздуха затрачивается довольно существенная мощность(не верьте утверждениям, что турбина утилизирует «дармовую» энергию выхлопных газов — ничего дармового в этом мире не бывает), на «утрамбовку» воздуха интеркулером таких колоссальных затрат энергии обычно не требуется. Потому на режимах частичной мощности эффективный интеркулер позволяет значительно «разгружать» турбонагнетатель — ведь давление на впуске в двигатель можно снизить пропорционально росту плотности воздушного заряда.

Опять считаем на пальцах:
Пусть турбина давит 0.7атм избытка. Воздух нагревается на 65С. Плотность воздуха при этом падает на 23%.
Если установить интеркулер, который обеспечит снижение температуры сжатого турбиной воздуха хотя бы на 40-45С — то плотность воздуха после интеркулера возрастёт на 15%. Можно снизить давление турбины на эти 15% — до 0,45атм избытка. Мощность двигателя останется прежней — воздуха в граммах поступает одинаковое количество, а вот расход топлива заметно снизится — ведь сжимать воздух приходится до существенно меньших значений.

На допотопных турбинах с вестгейтом эффект экономии топлива за счёт этого эффекта выражен слабо — ведь энергия выхлопных газов за счёт установки интеркулера снижается незначительно и турбина давит ровно столько, сколько может. На турбинах с управляемой геометрией, регулируемой механическим клапаном(или примитивным электронным контроллером), тоже выигрыш не велик — все эти системы стремятся обеспечить максимально возможное давление(то самое при котором начинает открываться клапан сброса) невзирая на то, нужно ли на данном режиме работы настолько высокое давление или нет. Давайте ещё раз вспомним — ТУРБИНА на распространённых ТУРБОдизелях обеспечивает от 20 до 35% тяги. Другими словами — при нажатии на газульку до 23 её хода нам давление турбины НЕ НУЖНО ВООБЩЕ!
Поэтому на частичных нагрузках из-за ненужного наддува заметно страдает общий КПД двигателя. А вот при управлении геометрией турбины компьютером поумнее — можно получить значительную экономию топлива за счёт точного дозирования наддува. Речь идёт о реальных 10-15% расхода — именно столько получали владельцы ZD30 просто крутя регулировку штока геометрии турбины в сторону снижения давления. Но тупое снижение давления турбины вызывает и снижение максимальной мощности двигла.

Читайте также  Как снять крыльчатку с двигателя пылесоса?

По фуншую же нужно ВСЕГДА поддерживать давление на впуске всего лишь ЧУТЬ ВЫШЕ необходимого для полного сжигания топлива(количество потребного топлива определяется газулькой) — тогда будет доступна и ВСЯ ВОЗМОЖНАЯ(турбина ZD30 качает без вреда для себя до 1,7атм избытка — что даёт момент до 620Нм долговременно при наличии эффективного интеркулера) мощность двигателя и экономия топлива на режимах частичной мощности. Турбина с изменяемой геометрией как раз позволяет ХУДО-БЕДНО вытворять такие вещи.

Почему худо-бедно?
Об этом читайте в следующих статьях.

Масло в интеркулере дизеля

Попадание масла в интеркулер дизельного или бензинового ДВС является частой неисправностью, которая присуща исключительно моторам с турбонаддувом. В том случае, если моторное масло гонит в интеркулер, наблюдается снижение мощности двигателя, на различных режимах работы ДВС при нажатии на педаль газа происходят провалы. Данная проблема напрямую связана с особенностями устройства и принципом работы системы наддува посредством турбокомпрессора.

Что такое промежуточный охладитель

Как известно, принудительный наддув воздуха под давлением позволяет сжечь больше топлива и добиться существенного прироста мощности ДВС без увеличения физического объема цилиндров. Данное решение широко используется практически на всех современных дизельных моторах, а также применяется в конструкции форсированных бензиновых агрегатов.

Интеркулер является составным элементом, который входит в общую схему реализации турбонаддува. Дело в том, что воздух сильно сжимается турбокомпрессором, в результате чего происходит его нагрев. Если сразу подать в цилиндры разогретый воздух, тогда его объема будет недостаточно для эффективного и полноценного сгорания порции топлива. Мощность мотора снижается, расход горючего также заметно возрастает.

Для чего нужен интеркулер

Охладитель представляет собой своеобразный радиатор. Задачей устройства является охлаждение сжатого воздуха перед подачей в цилиндры ДВС. Охлаждение позволяет поместить большее количество воздуха в цилиндр, в результате чего удается сжечь больше горючего. Мощность двигателя при подаче холодного воздуха под давлением оказывается намного выше. Местом установки интеркулера закономерно выступает участок после турбины. Использование охладителя на дизеле позволило добиться прироста мощности, снизить токсичность отработавших газов, получить полное сгорание топливно-воздушной смеси, уменьшить расход топлива. Дизельный мотор с турбонаддувом стал более оборотистым, возросла моментная характеристика «на низах» и КПД двигателя, максимальная скорость дизелей стала выше.

Охлаждение воздуха в системе может происходить по следующим схемам:

  • воздушное охлаждение;
  • жидкостное охлаждение;
  • комбинированная схема;
  1. В первом случае воздух нагнетается турбокомпрессором и далее проходит по сотам интеркулера, отдавая избытки тепла в атмосферу. Данная схема напоминает работу радиатора системы охлаждения двигателя.
  2. Охлаждение по второй схеме предполагает прохождение воздуха через устройство, заполненное жидкостью для охлаждения. Подобное решение сложнее конструктивно и дороже, так как требует установки дополнительного насоса для прокачки жидкости, а также отдельных электронных блоков управления.
  3. Комбинированное охлаждение используется в конструкции турбонаддува на высокофорсированных гоночных автомобилях. Схема охлаждения надувочного воздуха в таких машинах включает в себя сразу несколько интеркулеров, одни из которых работают по принципу воздушного охлаждения, а другие представляют собой варианты жидкостных радиаторов. Охладители в комбинированных схемах задействуются последовательно.

Охлаждение по принципу воздух-воздух менее эффективно сравнительно со схемами воздух-вода и комбинированными решениями. При этом главным преимуществом воздушного радиатора является простота и доступность данного решения, что и обусловило повсеместную установку интеркулеров подобного типа на серийные дизельные и бензиновые автомобили.

Диагностика и устранение неисправности

Моторное масло может попадать как в воздушный, так и в жидкостной интеркулер. В результате качество охлаждения наддувочного воздуха снижается, система турбонаддува не обеспечивает должной производительности.

В том случае, если турбина бросает масло в интеркулер, стоит начать с диагностики неисправностей турбокомпрессора. Масло часто гонит на интеркулер в случае проблем с маслопроводом. Указанный маслопровод является сливным патрубком и соединяет турбокомпрессор и картер двигателя. Необходимо визуально оценить состояние элемента на предмет наличия трещин, загибов и т.д.

Маслопровод со временем может деформироваться, уплотнительные элементы также могут прийти в негодность. Пережатый маслопровод будет означать, что в системе турбонаддува создается слишком высокое давление, а масло выдавливается через уплотнительные кольца. В случае обнаружения дефектов рекомендуется полностью заменить деталь и уплотнители. Если маслопровод изогнут, но повреждений нет, тогда решением проблемы может быть простое выравнивание данного элемента и надежная фиксация.

Во время осмотра стоит отдельно учитывать вероятность трещин самого корпуса интеркулера. Если таковые обнаружены, тогда возможно их устранение при помощи сварки. При наличии масла на интеркулере также обязательно производится осмотр воздуховода, который подводит воздух к турбине. Осмотрите элемент на наличие трещин и других дефектов.

Дополнительно понадобится проверить состояние воздушного фильтра. Если воздуховод поврежден и/или фильтр сильно забит, тогда достаточное количество воздуха не поступит в турбину. В турбокомпрессоре образуется разрежение, моторное масло «высасывается», уплотнители разрушаются и смазка попадает в интеркулер. Неисправность устраняется заменой/чисткой фильтра и исправлением дефектов/заменой воздуховода.

Сильное загрязнение охладителя маслом может указывать на то, что в картере двигателя слишком высокий уровень смазки. Избыток смазочного материала заставляет турбину кидать масло на радиатор охлаждения воздуха. Данная ситуация может возникнуть по нескольким причинам:

  • значительный перелив моторного масла;
  • проблемы с системой вентиляции картера;
  • попадание ОЖ или топлива в систему смазки;

В первом случае будет достаточно удалить лишнее масло из двигателя, оставив в картере рекомендуемый объем. Второй случай относится к более серьезным неисправностям, так как попадание масла через маслопровод в турбину указывает на высокое давление картерных газов. Высокое давление свидетельствует о неисправностях системы вентиляции картера, а также может говорить об износе ЦПГ, разрушении поршневых колец, самого поршня или стенок цилиндра.

Отработавшие газы переполняют картер и начинают выдавливать моторное масло по сливной трубке в турбину, откуда смазка и попадает в интеркулер. Для устранения проблемы может потребоваться очистка системы вентиляции, а также вполне возможна необходимость капитального ремонта ДВС.

Самостоятельная очистка интеркулера дизельного двигателя

После устранения неисправностей, которые привели к выбросу масла в охладитель, необходимо осуществить очистку интеркулера. Данная процедура нужна для того, чтобы воздух нормально охлаждался, а остатки моторного масла в воздушном радиаторе не смешивались с подаваемым турбиной воздухом.

Попадание смеси масла и воздуха в цилиндры снижает эффективность работы дизельного двигателя, приводит к сильному нагарообразованию и коксованию, изменяются условия сгорания топливно-воздушной смеси и т.д. В критических случаях возможно даже возгорание моторного масла в цилиндрах и перегрев дизельного двигателя.

  1. Чтобы почистить интеркулер своими руками потребуется его демонтаж. Очистка от моторного масла предполагает использование специальных клинеров-очистителей, которые широко представлены в продаже. Перед использованием обязательно соберите информацию о том, можно ли использовать выбранное средство для очистки интеркулера конкретного автомобиля.
  2. Не рекомендуется промывать интеркулер бензином или керосином, различными растворителями и другими агрессивными составами. Определенные охладители могут состоять из таких материалов, которые легко разрушаются под воздействием агрессивных средств очистки. В подобной ситуации существует риск полностью вывести устройство из строя.
  3. Что касается воздушных охладителей, для их снятия нужно выкрутить крепежные болты и снять хомуты. Демонтаж жидкостного охладителя потребует тщательного изучения инструкции.
  4. Промывать охладитель необходимо в строгом соответствии с указаниями производителя, которые указаны на упаковке очистителя. После промывки необходимо тщательно смыть остатки химии при помощи проточной воды.
  5. Многие автолюбители для очистки подкапотного пространства используют Керхер. В случае с мойкой охладителя можно также использовать данный способ. Необходимо отметить, что подавать воду нужно строго под небольшим давлением. Соты охладителя достаточно хрупкие, вода может повредить устройство при интенсивной подаче.
  6. Промывку необходимо повторять до того момента, пока из радиатора не начнет вытекать чистая вода. По окончании необходимо хорошо просушить охладитель, чтобы исключить вероятность присутствия воды. Для ускорения процесса сушки интеркулер внутри аккуратно продувают сжатым воздухом с минимальным давлением.
  7. Необходимо также тщательно промыть наружную сторону охладителя от пыли, грязи и остатков моторного масла. Завершающим этапом станет обратная установка очищенного устройства.

Полезные советы и рекомендации

  • Периодическая наружная очистка сот интеркулера является профилактической мерой и позволяет улучшить эффективность работы системы турбонаддува.
  • Появление даже незначительного количества моторного масла в охладителе требует прекращения эксплуатации ДВС до момента устранения причины.
  • Активное использование автомашины с заведомо неисправной системой турбонаддува может привести к более серьезным поломкам силового агрегата.