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*2\100*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*1,7\100*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 2\3 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.
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.
что такое интеркулер
Грубо говоря, интеркулер — это промежуточный радиатор охлаждения воздуха, устанавливаемый на двигателях внутреннего сгорания, оснащенных турбинами. Интеркулеры устанавливаются и на бензиновых, и на дизельных двигателях.
Назначение интеркулера — уменьшить температуру воздуха, подаваемого в двигатель. Как известно, плотность воздуха тем больше, чем ниже его температура. В то же время, при нагнетании воздуха турбиной он разогревается, а значит, становится менее плотным, и количество поступающего к двигателю в единицу времени воздуха становится меньше. Значит, нужно охладить сжатый турбиной воздух, сделать его более плотным, что позволит двигателю с турбонаддувом развить большую мощность.
Отсюда становится понятно, почему интеркулеры не устанавливаются на нетурбированных двигателях: транспортные средства с двигателями, лишенными турбины, используют прохладный, не подвергавшийся сжатию, воздух из окружающей среды, прошедший только через воздушный фильтр.
Интеркулеры, как правило, устанавливаются в передней части автомобиля, сразу за бампером или решеткой радиатора, так, чтобы быть первыми на пути набегающего на автомобиль прохладного воздуха. Интеркулер охлаждает точно тем же способом, что и обычный радиатор охлаждения двигателя, только не воду, а воздух: по изогнутой трубке, снабженной многочисленными ребрами для повышения теплоотдачи, прокачивается воздух, сжатый турбиной; снаружи интеркулер обдувается более прохладным атмосферным воздухом.
Таким образом, воздух, прошедший через интеркулер, становится более холодным (в идеале его температура должна равняться температуре забортного воздуха, но для этого нужен промежуточный радиатор очень большого размера, так что обычно довольствуются примерно 70% снижением температуры прошедшего через турбину воздуха) и более плотным, что увеличивает мощность двигателя и повышает детонационный порог.
Фронтальный интеркулер
При адиабатическом (без теплообмена с окружающей средой) сжатии воздуха в системе наддува его температура повышается.
(Твход нагнетателя)/(Твых нагнетателя) = (Рвход/Рвых)(n-1)/n.В реальной ситуации при Т на входе нагнетателя 20 °C:
Рвых/Рвхода = 1,5, следовательно, разность температур составляет 45 °C и после сжатия Твых = 65 °C;
Рвых/Рвхода = 2, следовательно, разность температур составляет около 84 °C и после сжатия Твых = 104 °C.
Согласно расчётам, при начальной температуре 50 °C повышение температуры воздуха на 10 °C при постоянном давлении приводит к уменьшению его плотности на 3 %.
Поэтому, если не охлаждать воздух после нагнетателя, эффект наддува может быть значительно ослаблен.
Пример: при отношении Рвых/Рвхода = 1,5 плотность воздуха после сжатия (значит, и мощность) падает на 14 %; при отношении Рвых/Рвхода = 2 плотность воздуха падает на 25 %.
Поэтому в двигателе внутреннего сгорания воздух, который подается в цилиндры, разумно дополнительно охлаждать, повышая его плотность, что в свою очередь повышает эффективность наддува, а также снижает детонационный порог. Для дизельных двигателей промежуточное охлаждение наддувочного воздуха целесообразно лишь при двух и более ступенчатом наддуве (применении двух и более компрессоров).
Одним из видов тюнинга ДВС является установка интеркулера большего объема.
Радиатор интеркулера обычно крепится перпендикулярно продольной оси автомобиля (фронтальный интеркулер) перед радиатором либо под крылом, пример — Mitsubishi Lancer Evolution.Mitsubishi Lancer Evo VII фронтальный интеркулер
Другой способ крепления — горизонтально над двигателем (например, Subaru Impreza WRX). В таком случае в капоте автомобиля обычно имеется воздухозаборник для подвода потока воздуха к интеркулеру.
Subaru Impreza WRX горизонтальное расположение интеркулера
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.
Интеркулеры и их устройство
Двигатели, оборудованные системой турбонаддува, инженеры постоянно стараются ещё более усовершенствовать. Для этого они вносят изменения в конструкцию двигателя и турбины либо используют какие-то дополнительные устройства. Одним из основных фундаментальных устройств такого типа является интеркулер.
При турбонаддуве всасываемый воздух сильно сжимается. Естественно, при сжатии увеличивается плотность, температура воздушной смеси также серьезно увеличивается (почти до 200 градусов по шкале Цельсия). Дополнительно воздух греется самим турбокомпрессором (его температура увеличивается отработанными газами). При увеличении температуры происходит обратный процесс: плотность воздуха понижается. Как следствие давление при наддуве понижается. Именно для снижения этой температуры и используется интеркулер. Он способен понизить её на 50-60 градусов. Цилиндры больше наполняются воздухом, мощность автомобиля растет. Считается, что при снижении температуры на каждые 10 градусов, ― мощность растет на 3 %. Интеркулер способен увеличить мощность двигателя авто ориентировочно до 20 %. При этом снижается вероятность детонации отходящих газов.При турбонаддуве всасываемый воздух сильно сжимается. Естественно, при сжатии увеличивается плотность, температура воздушной смеси также серьезно увеличивается (почти до 200 градусов по шкале Цельсия). Дополнительно воздух греется самим турбокомпрессором (его температура увеличивается отработанными газами). При увеличении температуры происходит обратный процесс: плотность воздуха понижается. Как следствие давление при наддуве понижается. Именно для снижения этой температуры и используется интеркулер. Он способен понизить её на 50-60 градусов. Цилиндры больше наполняются воздухом, мощность автомобиля растет. Считается, что при снижении температуры на каждые 10 градусов, ― мощность растет на 3 %. Интеркулер способен увеличить мощность двигателя авто ориентировочно до 20 %. При этом снижается вероятность детонации отходящих газов.
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.
Интеркулер с воздушным охлаждением, как правило, устанавливают под капотом автомобиля в таких местах:
за передним бампером. В бампере вырезают воздухозаборник (самый популярный и эффективный способ);
над двигателем (воздухозаборники тогда в капоте);
по бокам крыльев (воздухозаборники делают там же).
19:29:00
Правильный выбор интеркуллера
Размер имеет значение? Чем больше интеркулер, тем лучше- правда или нет? Мнение специалистов.
Oyay, Plazmaman Sydney: 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 высокий и не 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%.
Brett Middleton, MRT Sydney: Правильно спроектированный фронтальный интеркулер в большинстве случаев будет лучше стандартного просто потому, что он выгоднее расположен и захватывает больше набегающего потока.
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. Клиенту, заказавшему такой интеркулер, придется смириться с задержкой турбины. Если он захочет получить живой отклик на газ во всем диапазоне, то лучше уменьшить размер турбинной части, чем покупать бОльшую турбину. При этом он жертвует максимальной скоростью (top-end performance), но в условиях городской езды это вряд ли актуально. 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.
Richard Anderson, ARE Qld: Определённо, в условиях уличной езды интеркулер может оказаться слишком большим- не с точки зрения офицера полиции, а с точки зрения мощности автомобиля.
Могу только посмеяться над теми, кто аргументирует установку большого интеркулера тем фактом, что Мазда RX Джо Блоу’а едет 402 метра за 9.6 секунд на 211 км/ч и гигантским интеркулером в бампере. Да этот роторник (rotary) может поехать и 9.3 на 220 км/ч с идеально-спроектированным для драг-рейсинга интеркулером.
То же самое можно сказать и про TX-3 Фреда Неркс’а, который едет 13.8 сек на 160 км/ч с интеркулером, торчащим шире индикаторов поворота. Она сможет проехать дистанцию за 13 секунд на 173 км/ч если правильно подобрать интеркулер. Это будет возможно за счёт того, что сердцевина кулера, объёмом 13500 см³ охладит температуру впуска до 40 градусов при падении “статического” давления на 0,1 кг/см2, а сердцевина объёмом 8550 см³ может понизить температуру до 41 градуса при падении “статического” давления на 0,06 кг/см2, что более эффективно и выдаст бОльшую мощность.
Для того чтобы максимально приблизить температуру нагнетаемого воздуха к температуре окружающего, внутренняя площадь сердцевины интеркулера должна экспоненциально расти, но вместе с ней также экспоненциально будет расти и трение (а значит и сопротивление) воздуха в сердцевине большего размера.
Правда ли, что интеркулеры с более гладкими, округлыми формами законцовок более эффективны, чем угловатые интеркулеры с острыми краями?
Oyay, Plazmaman: Да нет, на самом деле это всё эстетические пристрастия, нежели нечто большее. Форма и дизайн боковых ресиверов интеркулера имеют большое значение только в том случае, если вы профессиональный гонщик на треке, а обычному стрит-кару нет абсолютно никакой разницы. Для драгстера важна форма интеркулера, ведь он бъется за сотые доли секунды и за каждый Ньютон-сантиметр силы. Но это всё лирика. У вас есть либо правильно-спроектированный интеркулер, гарантированно добавляющий лошадей, либо интеркулер, выбранный наобум, который может их с таким же успехом убавить. Это принцип, который многие люди не понимают вообще.
Mick West, Mick’s Metal Craft: Конечно! По той же причине вы никогда не увидите квадратного выпуска! Толщина и материал, из которого изготовлены боковые ресиверы, также на многое влияет. Большинство
из ваших читателей не обращают на внимания на то, что у дешёвых импортных интеркулеров толстые стенки не рассеивают тепло, а сохраняют его внутри. Наша мастерская использует только самый тонкий листовой металл при изготовлении боковых ресиверов для того, чтобы нагнетаемый воздух охлаждался в наибольшей степени.
Dave Mitchell, ASE Adelaide: Определенно. Поток воздуха, беспрепятственно текущий вдоль плавно-выгнутых патрубков и ресивера, не потеряет в давлении и не станет турбулентным, в отличие от того, которому потребуется обойти все угловатости и неровности неправильно спроектированного интеркулера.
Richard Anderson, ARE: В принципе, чем больше буст, тем менее важна форма ресивера. Но как долго держится буст свыше 1,1 кг/см2? Раскрутить такую здоровую турбину тяжело ведь, так? Зачастую в задержке турбины винят именно боковые ресиверы и конфигурацию труб, ведь любое отклонение воздушного потока в разной степени вызывает уменьшение его скорости. Но если изгибы создают турбуленцию потока, то острые углы создают “завихрения”- области самого низкого давления. В результате имеем “вязкую” реакцию педали газа и большую турбо-задержку.
Говорят, интеркулеры со строением сердцевины типа tube-and-fin более эффективны чем bar-and-plate, это правда?
Oyay, Plazmaman: Нет, они одинаково эффективны, просто используются в разных целях. Интеркулер bar-and-plate будет точно так же охлаждать воздух, как tube-and-fin, но, скажем, на раллийную машину лучше поставить первый из-за более прочной конструкции- случайно попавший в него камень нанесёт намного меньшие повреждения.
Хотя, лично мне больше нравятся интеркулеры tube-and-fin. Но, как я уже говорил, у них своя область применения. Короче, это долгая история.
Dave Mitchell, ASE: Существуют разные мнения на этот счёт- некоторые bar-and-plate высокого качества и работают очень хорошо, а некоторые, как например дешёвая китайская фигня- очень плохо. Но то, что у tube-and-fin меньшая потеря давления- факт.
Например, если в bar-and-plate потеря давления составляет 0,28 кг/см2, то в tube-and-fin она будет, скажем, 0,07 кг/см2. Эта разница в 0,21 кг/см2 может равняться 20 или 30 лошадиным силам- тут уже следует смотреть на эффективность охлаждения: если, допустим, у tube-and-fin температура нагнетаемого воздуха окажется на 5-10 градусов выше окружающей, а у bar-and-plate менее 5 градусов, то это всего лишь 3-4 л.с. разницы. Вот и делайте выводы.
Brett C. Lloyd, GCG Turbochargers Sydney: Да действительно, 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.
Нам известны разные конфигурации и варианты установки как фронтальных, так и top-mounted интеркулеров, а что за «бочкообразные» интеркулеры и чем она отличается от вышеупомянутых?
Cameron McFarlane, PWR (Qld): Бочкообразные интеркулеры (barrel intercoolers) охлаждают нагнетаемый воздух при помощи жидкости, циркулирующей между двойных стенок циллиндра, к двум концам которого подведён соответственно выход турбины и впуск двигателя. Вода прокачивается за счёт небольшого электронасоса и охлаждается при прохождении через усиленный вентилятором водяной радиатор.
Такие интеркулеры ставят в основном на драгстеры мощностью от 250 до 1300 л.с., на внедорожники, а так же турбированные стритовые автомобили. Преимущество «бочки» в её небольшом размере- для установки такого интеркулера не нужно городить длинные изогнутые воздухопроводы, поэтому разместить такой интеркулер можно предельно близко к впуску, а следовательно и максимально уменьшить турбо-задержку.
Сильно ли коррозия металла в эффективной поверхности интеркулера влияет на производительность?
Oyay, Plazmaman Sydney: «… Да, коррозия и налипшая грязь имеют противоположный охлаждению эффект… как его… Ну, вобщем новый интеркулер явно будет работать лучше, чем такой же 10-летней давности, ведь коррозия- это тепло-изолятор, а изолятор мешает эффективному охлаждению и поэтому является очень большой проблемой. А поскольку я об этом всё знаю, в своих интеркулерах я применяю уникальные технологии для улучшения эффективности рабочей поверхности.»
Richard Anderson, ARE: «…Окисленный металл, а так же грязь внутри воздушных проходов довольно сильно снижают эффективность теплообмена интеркулера, поэтому для лучшего охлаждения воздуха, поработавший своё интеркулер нужно тщательно почистить. Сначала вымочить в ванне с обезжиривателем, чтобы снять с внутренних поверхностей масляную плёнку (масло может попасть внутрь после установки новой турбины), после этого хорошенько промыть водой. Внешние лопатки должны быть обработаны антиоксидантом для алюминия, чтобы предотвратить образование ржавчины.
Для обработки должен использоваться специальный антиоксидант невысокой концентрации, ведь средняя толщина лопаток в сердцевине интеркулера всего 0.08мм – это как листок бумаги. Кстати, все погнутые лопатки должны быть выпрямлены, чтобы не мешать набегающему воздуху делать свою работу.»
А можно ли вырезать себе интеркулер по-размеру из интеркулера от
грузовика?
Oyay, Plazmaman Sydney: «… Возмите любой грузовик да посмотрите сколько в нём лошадиных сил. Они на бусте постоянно! Когда человек выбирает себе грузовик- он в первую очередь смотрит на момент и на лошадиные силы. Поэтому конечно, качество интеркулера в грузовиках очень высокое- намного лучше многих спортивных интеркулеров на рынке. Единственное, очень важно правильно выбрать структуру сердцевины, и обладать технологией резки интеркулера.
Я однажды был на тусовке владельцев спортивных седанов и прогуливался вдоль припаркованных машин. Так вот чуть ли не каждая турбированная машина была с обрезанным интеркулером от грузовика! О чём это говорит?»
Evan Jones, AutObarn Vic: «… Семь раз отмерь, один отреж! Какого размера целый интеркулер? Сколько от него отрезать? Каков конечный результат? На какой машине? Насколько она модифицирована? Со стандартным бустом? Поэтому в зависимости от правильности ответов на эти вопросы- интеркулер от грузовика может прекрасно работать, а может сделать только хуже!
Ну а китовые интеркулеры, сделанные специально под ваш автомобиль и турбину- гарантия максимального рабочего эффекта- за это вы и платите…»
Richard Anderson, ARE: «… Интеркулер не зря называется «от грузовика»! Это потому, что его ставят на грузовики. Он для них изготовлен. Скажем, небезызвестная компания OE делает интеркулеры и для грузовиков. Единственное отличие от спортивных интеркулеров- больший угол атаки как у внутренних, так и у внешних лопаток. Это означает, что при установке такого интеркулера на спортивный автомобиль, эффективность охлаждения будет больше (за счёт угла атаки лопаток), но и потеря статического давления так же увеличится, из-за возросшего сопротивления лопаток воздуху. »
Почему я купил полный кит интеркулера всего за 700 баксов, но в то же время на рынке есть киты в три раза дороже (а то и больше)?
Mick West, Mick’s Metal Craft: «… Ага… заметили… Однако, если бы вы озаботились провести полноценное исследование и сравнили результаты с качественным интеркулером с ресиверами из листового металла, а не из с толстых и тяжелых, литых частей- вы были бы шокированы разницей. А ездить с дешёвым интеркулером, сделанным в Тайване, и говорить: «ну он у меня огромный, дешёвый и работает точно так же- зачем платить больше?»- по крайней мере глупо.»
Terry Wilcon, AVO Turboworld Melbourne: «… Вы платите за инженерную часть работы- поверьте, для того, чтобы интеркулер чётко соответствовал всем вашим требованиям и характеристикам автомобиля, необходимо провести достаточно большую аналитическую работу, основанную на тех знаниях, которыми профессионал обладает.
Чтобы оценить работу интеркулера, нужно смотреть не на давление, а на равномерность воздушного потока, поэтому и на выбор, и на изготовление сердцевины (а не только ресиверов) должно уходить некоторое время. Если честно, то чем больше потеря давления- тем лучшую работу по охлаждению воздуха выполняет интеркулер. Казалось бы, потеря давления- это плюс, но в реале она отрицательно влияет на производительность двигателя и отзывчивость педали. Падение давления на 0,07-0,14 кг/см2 считается в пределах нормы, но всё что более этого- знак того, что интеркулер работает не эффективно.»
В каком случае владельцу Subaru WRX STi или Nissan PULSAR GTIR необходимо сменить свой top-mount интеркулер на фронтальный? Может быть, из-за повышенного буста?
«… В принципе, заменить лучше сразу, как только начнёте повышать мощность двигателя, так как во-первых фронтальные интеркулеры более эффективны в понижении температуры впуска, а во-вторых, тепло от двигателя может повлиять на работу интеркулера верхнего расположения. А если температура впуска слишком высока, двигатель будет детонировать.» «… Когда надоест этот «пропитанный теплом» top-mount, портящий первые 50 метров от старта- меняйте! Интеркулеры верхнего расположения были придуманы для того, чтобы сэкономить деньги производителю автомобиля: двигатель, коробка и интеркулер собираются отдельно в один аккуратный «пакет» и на конвейере лёгким и непринуждённым движением вставляются в автомобиль снизу-вверх. Этот метод экономии средств из той же категории, что и переднеприводные машины: там ко всему «пакету» добавляется ещё и привод. Хотите в качестве аргумента привести уменьшенный турбо-лаг? Спросите о лаге сначала у водителя Evo, потом у водителя STi. У кого меньше? Смотря с кем вы говорите в данный момент.
«… Зависит от мощности двигателя. У меня когда-то была STi с 400-сильной турбиной. Родной интеркулер держал буст, но слишком сильно грелся- он просто не успевал охладить тот заряд воздуха. Так что моё мнение — если турбина выросла из разряда 350-400-сильной, top-mount интеркулер от OE перестанет справляться с задачей. А теперь представьте: я из Мельбурна (почти полярный город на юге Австралии, у них зимой температура до +5 опускается, а летом средняя +25. Прим.Ред.), а каково северным людям?
То есть если я поменяю top-mount на фронтальный, и ничего более менять не буду- производительность у двигателя возрастёт?
Wai, Hybrid: «… Да, конечно! Намного.»
Dave Mitchell, ASE: «… Вероятней всего немного возрастёт турбо-лаг, но зато мощностная отдача от турбины будет более постоянной из-за отсутствия под интеркулером этого дурацкого «обогревателя» в лице двигателя. Так что я бы сказал, что поставив фронтальный интеркулер, вы только выиграете.»
Brett C. Lloyd, GCG Turbochargers: «… Нет смысла менять интеркулер, если никаких других апгрейдов сделано не было. Вот если вы увеличили наддув, настроили впуск, поставили соответствующий выхлоп — это, в принципе, всё стандартные модификации для машин с фронтальным интеркулером- тогда да, замена интеркулера на фронтальный имеет смысл.»
Слушай, Wai, а насколько «намного» она увеличится?
Wai, Hybrid: «… У стандартной WRX, например, на колесном дино-стэнде показания мощности возросли на 15 kW просто за счёт замены родного top-mount на front-mount! Ещё это сильно зависит от состояния двигателя клиента: на некоторых мы добивались прироста в 12 kW, на других +16 kW. На GT-S Skyline (RB25DET) или 180SX / 200SX (SR20-DET) в хорошем состоянии, мы добивались прироста в 30-35 kW на задних колёсах. Даже без увеличенного буста, заряд воздуха идёт в дело раньше, а значит дополнительная мощность у двигателя появляется чуть раньше- и эта разница будет сохраняться и далее.»
А много людей устанавливает спреи на интеркулеры?
Wai, Hybrid: «… Да, и они сильно помогают охладить воздух. Не дешёвое удовольствие, но как и любой тюнинг- вы платите за результат.»
Ben Taylor, MRT: «… Многие ставят, потому что спрей значительно повышает эффективность интеркулера. Когда вечером поедете с работы- откройте окно и высуньте руку. Засуньте её обратно, оближите и опять высуньте в окно. Вот точно так же себя чувствует и интеркулер! Дело в том, что вода, испаряясь, забирает с собой часть тепла. Именно поэтому, интеркулер со спреем работает намного эффективней.
Единственное, спрей не очень то поможет и так холодному интеркулеру. Так что если у вас нет проблем с охлаждением- не обязательно его ставить.»
Есть ли преимущество в V-образной установке интеркулера?
Dave Mitchell, ASE: «… Да, это, конечно же, увеличенная реакция педали газа плюс
более чистый воздух, проходящий через интеркулер И радиатор. Мы делаем такие интеркулеры, причём особо часто для SR20-DET как на S13/14/15-х Сильвиях (Nissan Silvia).
Единственная сложность в установке- это то, что вам потребуется дырка в капоте, поэтому многие клиенты с таким интеркулером отдельно заказывают стекловолоконный или карбоновый капот со специальным воздухозаборником, ведь без забора воздуха- любой интеркулер работать не будет.»