Зачем нужен, как работает и каким бывает автомобильный интеркулер

Достаточно большое количество автомобилей, под капотом которых установлен турбированный двигатель высокой мощности, дополнительно оснащаются устройством под названием интеркулер.

Автовладельцы, никогда не сталкивавшиеся с подобными элементами, часто интересуются, что это такое, зачем нужен интеркулер и каким он бывает.

Интеркулеры являются достаточно уникальной разработкой, получившей широкое распространение среди мощных турбированных двигателей. В некоторых случаях деталь устанавливается ещё с завода на этапе производства. Другие же монтируют себе устройство самостоятельно.

Интеркулер (ИК) можно охарактеризовать как элемент турбированного двигателя, позволяющий безо всякого вреда для мотора получить дополнительные лошадиные силы. Обычно прибавка составляет около 10-20 лошадиных сил. Но может составлять и больше. Хотя в этой ситуации возрастают некоторые риски.

Нельзя сказать, что прирост существенный, но ничего плохого при правильной установке и грамотной эксплуатации здесь нет.

Зачем он нужен

Сначала нужно определить, что такое интеркулер и зачем это устройство в автомобиле. Элемент не является необходимым, но определённую пользу приносить может.

Если говорить о том, для чего конкретно нужен интеркулер, то ответом будет охлаждение. Деталь устанавливают на автомобиль таким образом, чтобы он оказался промежуточным компонентом между цилиндрами и системой подачи воздуха.

Важно заметить, что такое устройство как интеркулер можно устанавливать на дизель и бензиновые моторы. Главным условием является наличие турбины. Только на турбированном двигателе интеркулер способен проявить свои сильные качества. Поскольку мы уже сказали, для чего нужен этот элемент, следует внести определённые пояснения.

Единственное, для чего служит автомобильный интеркулер, это охлаждение. Элемент понижает температуру поступающего в цилиндры воздуха, используя принцип повышения плотности. Это позволяет поднять давление в цилиндрах и сделать топливовоздушную смесь более обогащённой.

В среднем при оснащении силового агрегата таким компонентом, удаётся поднять исходную мощность мотора на 10-15%. При высокой изначальной мощности двигателя, такой прирост становится хорошо заметным и ощутимым. Вот зачем машинам нужны интеркулеры.

По своим внешним характеристикам ИК напоминает обычный автомобильный радиатор, конструкция которого состоит из патрубков и специальных пластин. Чтобы устройство могло дополнительно охлаждать поступающий воздух, на трубках приварены пластины, изготовленные из алюминия или меди.

Непосредственно в подкапотном пространстве ИК следует размещать между компрессором автотурбины и впускным коллектором. Обычно элементы монтируют впереди двигателя немного ниже основного радиатора, либо непосредственно над силовой установкой. Есть и такие модели автомобилей, где ИК ставят на крылья.

Как работает и влияет на мощность

Теперь нас интересует, как именно работает автомобильный интеркулер. Повышение показателей мощности двигателя достигается за счёт того, что дополнительный охладитель снижает температуру воздуха. Опускается она примерно до 55-60 градусов Цельсия.

Изменение температуры способствует улучшению качества воздуха, который поступает в турбину, то есть турбокомпрессор. От этого лучше наполняются цилиндры, и повышается производительность силовой установки. В этом и заключается предназначение интеркулера в бензиновом и дизельном двигателе.

Охлаждение воздуха и есть назначение технологии, которая целиком и полностью себя оправдывает. Эксперименты наглядно доказывают, что при снижении температуры воздуха хотя бы на 10 градусов, прирост мощности уже будет составлять минимум 3-5%.

Если интеркулера на машине не будет, либо он выйдет из строя, температура начнёт значительно повышаться. В некоторых случаях она может составлять практически 200 градусов Цельсия. При всасывании перегретого воздуха турбиной количество кислорода в нём существенно снижается. От этого обедняется топливовоздушная смесь, двигатель не может полноценно выдавать свою мощность. Длительная эксплуатация турбомотора в таком режиме спровоцирует выход из строя многих элементов. Не исключено даже заклинивание двигателя.

Интеркулеры и их работа также непосредственно связаны с количеством топлива, которое расходует двигатель. Чем качественнее и богаче будет топливовоздушная смесь, тем эффективнее она сможет сгорать. Большое количество кислорода позволяет задействовать меньший объём горючего. Потому интеркулер способствует экономии топлива.

Эффективность такого элемента определяется его способностью снижать температуру мотора в сравнении с температурными показателями окружающего двигатель воздуха.

Ещё одной важной особенностью ИК считают способность уменьшения давления наддува, поскольку элемент создаёт дополнительное сопротивление. Для качественных и эффективных охладителей нормальный показатель снижения давления находится на уровне 1-2 psi.

Виды

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

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

• водяные;
• воздушные.

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

Воздушные устройства

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

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

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

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

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

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

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

Водные

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

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

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

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

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

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

Для отечественных машин и недорогих иномарок доступны интеркулеры по цене примерно 10 тысяч рублей. На дорогие иномарки устанавливают модели стоимостью от 50 тысяч рублей и выше.

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

Как выбрать

Некоторые задумываются над заменой стандартного ИК, который шёл с завода на автомобиле. Но есть и те, кто думает относительно возможности снять интеркулер, и вовсе его не использовать.

Эти охладители относятся к дополнительным элементам, потому без интеркулера двигатель также сможет нормально работать. Если снять этот компонент, удастся избавиться сразу от 10-30 килограмм лишнего веса в среднем. Плюс освободится пространство под капотом.

Но есть одно важное замечание. Если интеркулер был предусмотрен автопроизводителем, то есть не вы его устанавливали дополнительно, а в таком виде машина сошла с конвейера, то снимать ИК не рекомендуется.

Демонтировав заводскую деталь, пусть и дополнительную, можно запустить процесс ускоренного износа силовой установки. Это обусловлено воздействием на мотор высоких температур, от которых спасает охладитель. Также упадёт мощность, что многим водителям точно не понравится.

Если же вас не устраивает заводской элемент охлаждения воздуха, и вы хотите заменить его на новый, есть несколько основных критериев выбора.

1. Теплообменник. Интересует его площадь. От размера пластин и трубок непосредственно зависит эффективность охлаждения. В продаже можно встретить множество очень компактных устройств, размер которых сравним с блокнотом или книгой. Но есть большая доля вероятности, что их монтаж не принесёт никакой пользы. Прибавить существенно мощность такой интеркулер не способен. Выбирайте более крупные конструкции, но с расчётом на то, что места под капотом хватит для их размещения.
2. Внутреннее сечение трубок. Слишком маленький размер не позволяет свободно пропускать воздух через всю конструкцию. Для эффективных интеркулеров это недопустимо.
3. Пластины. Обратите внимание на то, какую толщину имеют пластины на теплообменнике. Работа охладителя зависит от площади, а не от толщины. Если вы видите толстостенный металл, то на высокую эффективность рассчитывать не стоит. Лишняя толщина только прибавляет вес машине. Но никак не влияет на работоспособность.
4. Форма используемых трубок. Специалисты и бывалые автомобилисты советуют выбирать конструкции, где трубки имеют коническую форму, а также отличаются большим радиусом изгибов.
5. Соединение трубок. Важный критерий для любого интеркулера, но особенно водяного. Если соединение окажется некачественным, через короткое время после начала эксплуатации жидкость охлаждения просто начнёт вытекать.

Никогда не лишним будет предварительно проконсультироваться со специалистами. Если на машине был установлен достаточно хороший интеркулер, но он вышел из строя и требует замены, можно подобрать аналогичную модель со схожими характеристиками.

Причины поломок

На практике видно, что современные автомобильные интеркулеры не нуждаются в постоянном контроле своего состояния. Машины с дополнительным охладителем не сильно отличаются от обычных машин в плане обеспечения особого ухода.

Но всё же рекомендуется периодически осматривать и диагностировать состояние конструкции. Иначе можно столкнуться с внезапными поломками.

В случае с воздушными и водными охладителями возможно несколько основных поломок.

1. Разрывы, возникающие на патрубках или теплообменнике. Причиной тому служит повышенное давление. Заметить подобную неисправность можно по резкому западению мощности и повышенному расходу топлива. Если патрубки разорвались от давления, пытаться их отремонтировать не стоит. Новый скачок давления снова из сломает. Придётся менять патрубки.
2. Масло. Бывают и такие ситуации, когда внутрь охладителя попадает масло. При нормальной работе интеркулера нет ничего страшного в том, если там окажется небольшое количество моторной смазки. Допускается не более 1 литра на 10 тысяч километров. Если же масло поступает в большем количестве, интеркулеру потребуется ремонт.
3. Трещины. Образуются на пластинах и трубках. Актуальная проблема для дополнительных охладителей, установленных в районе крыльев автомобиля. Там на них воздействуют серьёзные механические нагрузки, которые приводят к деформациям.
4. Засорения. Трубки могут постепенно засоряться. В основном это происходит в зимний период эксплуатации транспортного средства. Причиной служат разные химикаты и песок, с помощью которых растапливают лёд на дорогах. Рекомендуется в это время чаще удалять загрязнения с интеркулера.

Некоторые практикуют самостоятельный ремонт, хотя многие не рекомендуют это делать. Конструкция кажется простой, но при неправильном подходе к проблеме можно лишь усугубить ситуацию.

Самостоятельно допускается устранять только мелкие поломки. Если требуется замена элемента, обратитесь к хорошим и проверенным мастерам.

Преимущества и недостатки

Чтобы подвести итоги, можно акцентировать внимание на основных сильных и слабых сторонах таких дополнительных элементов двигателя как интеркулеры.

К объективным преимуществам этих устройств можно отнести:

• повышение мощности;
• снижение количества потребляемого топлива;
• повышение экологических показателей двигателя.

За такие достоинства многие готовы пожертвовать некоторыми недостатками.

Слабые стороны у интеркулеров действительно есть. И заключаются они в следующем.

1. Главным недостатком считается образование препятствия на пути прохождения воздуха. Это уже зависит от способа установки и размещения конструкции. Явление в виде создания помехи необратимое, поскольку интеркулер создан для охлаждения воздушных потоков. Такой нюанс приводит к тому, что в наддуве падает давление. Чтобы турбина работала должным образом, часть энергии приходится тратить практически напрасно. Но современные разработчики знают об этом недостатке, потому всячески пытаются минимизировать его.
2. Внешний вид. Далеко не всем нравится тот выступ, который создаёт интеркулер на капоте автомобиля.
3. Массивность. Не все автомобили могут похвастаться солидным свободным пространством под капотом. Если поставить туда ещё охладитель, то места не останется вовсе. Это усложняет доступ к некоторым деталям.
4. Подверженность загрязнениям. Актуально для конструкций, которые монтируются в носовой части машины и по бокам на крыльях. В интеркулер начинают летать мелкие камни, разный мусор с дороги, химикаты и песок во время зимней обработки дорожного покрытия. Всё это приводит к ускоренному износу и ремонтным работам.
5. Дорогостоящий ремонт и обслуживание. Сама по себе деталь не самая дешёвая. И её ремонт обходится в солидные суммы денег. Но это относительный минус, поскольку для множества водителей не составит проблем отдать несколько тысяч рублей за замену патрубков или другие ремонтно-восстановительные работы.

Окончательные выводы и решение относительно установки на машину интеркулера каждый автомобилист должен делать и принимать индивидуально.

Всё зависит от конкретной ситуации и обстоятельств. Для одних водителей ИК становится незаменимым помощником. Другие даже на 50% не используют потенциал установленного интеркулера. И тогда логично спросить, зачем вообще его устанавливать. Двигатель и без дополнительного охлаждения прекрасно справится с такими нагрузками.