Интеркулер – радиатор, в котором охлаждается раскаленный после сжатия в турбонагнетателе или компрессоре воздух. Его задача - отвести максимальное количество тепла без потерь давления воздуха и увеличения инерции потока.
История появления интеркулера
Итеркулеры, или промежуточные охладители воздуха начали применять с появлением турбонагнетателей в конструкции авиационных, судовых и локомотивных двигателей еще в тридцатые годы прошлого столетия. Нагнетатели в то время были громоздкими, их крыльчатки - слишком тяжелыми и инерционными. Чтобы раскрутить вал крыльчатки для выхода на нужное давление, требовалось относительно много времени. Из-за этого использовать турбонагнетатели на автомобильных двигателях с постоянно меняющимися во время работы оборотами было невозможно - турбина просто не успевала реагировать на изменения условий.
Интеркулер с жидкостным охлаждением используется на Shelby GT500 2005-2007. Его преимущество - небольшие габариты
С появлением легких керамических крыльчаток, быстро раскручивающихся до очень высоких оборотов, проблема была решена. Мода на турбированные бензиновые двигатели началась в семидесятые годы, после того как нагнетатели появились на гоночных болидах Formula 1. В течение последующих десятилетий надпись «турбо» на багажнике стала предметом культа. Каждый производитель старался иметь в своей линейке хотя бы одну модель с турбированным двигателем.
Примерно в те же годы началось массовое внедрение в легковые автомобили экономичных дизельных двигателей небольшого объема. Атмосферные дизельные двигатели были экономичными, но не могли конкурировать с бензиновыми по количеству лошадиных сил. Вскоре производители поняли, что недостаток динамических характеристик дизелей можно с успехом компенсировать установкой турбины. Поскольку интеркулер входит в набор обязательных конструктивных элементов системы турбонаддува как бензинового, так и дизельного двигателя, он достаточно быстро перестал быть экзотикой и превратился в рядовую деталь, о существовании которой известно практически всем автолюбителям.
Устройство и принцип работы интеркулера
У любого нагнетателя, будь то механический компрессор или турбонагнетатель, есть один серьезный конструктивный недостаток: воздух, нагнетаемый в цилиндры, слишком сильно нагревается при сжатии. В соответствии с законами физики, чем выше температура воздуха, тем меньше его плотность, а следовательно, и масса. Таким образом, даже сильно сжатым горячим воздухом наполнить цилиндры в том же объеме, чем если бы он был холодным, сложнее. Поскольку для увеличения эффективности сгорания важна именно масса воздуха, охлаждение его на пути к камере сгорания - важная задача. Инженеры, столкнувшись с этой проблемой, вскоре пришли к выводу, что система охлаждения воздуха при помощи промежуточного радиатора может быть хорошим решением, и не ошиблись. Если в системе есть интеркулер, мощность двигателя удается увеличить на 5-25%.
Из-за недостатка места перед радиатором тюнеры, устанавливающие интеркулер большого объема, вынуждены выносить его перед бампером, делая мишенью для камней
Интеркулер устанавливается между впускным коллектором и нагнетателем. Он представляет собой радиатор, такой же, как в системе охлаждения, с той лишь разницей, что через него проходит не антифриз, а воздух. Суммарная площадь оребрения радиатора весьма велика, что позволяет при его помощи эффективно отводить тепло.Чаще всего интеркулеры устанавливают перед радиатором охлаждения двигателя, чтобы обеспечить контакт с потоком набегающего воздуха во время движения. Но на некоторых автомобилях они могут располагаться и в других местах, например, под крылом. В некотороых турбированных модификациях Subaru интеркулер расположен над двигателем, а поток воздуха попадает на него через прорези в капоте. Такая же конструкция применена в турбированном MINI Cooper S 2003 года.
Способы увеличения эффективности интеркулера
Чтобы увеличить эффективность интеркулера, на спортивных автомобилях иногда используется орошение теплообменника водой. При испарении воды на сотах радиатора охлаждение идет эффективнее. Опрыскиватель, к примеру, штатно устанавливается на все модификации Subaru Impreza WRX STI (в том числе, и на поставляемые в Россию). В багажнике автомобиля стоит отдельный бачок объемом 12 литров: вода подается в опрыскиватель при помощи электромотора, а управляется система нажатием кнопки на приборной панели.
На некоторых современных автомобилях используются интеркулеры с дополнительным жидкостным охлаждением. Во впускной тракт устанавливается теплообменник, в котором циркулирует охлаждающая жидкость.
Необходимо понимать, что такая конструкция требует дополнительного контура охлаждения, что приводит к усложнению системы. Для охлаждения жидкости приходится устанавливать отдельный радиатор; появляются дополнительные патрубки и насос для принудительной циркуляции антифриза. Такая конструкция реализована, например, на Volkswagen Golf VI с мотором 1,4 TSI.
Достоинства и недостатки интеркулера
Благодаря интеркулеру мощность мотора значительно увеличивается. Вследствие лучшего наполнения цилиндров, топливо сгорает гораздо эффективнее. В результате расход топлива снижается, а выхлопные газы становятся менее токсичными.
Необычный "горб" на капоте некоторых спортивных автомобилей - воздухозаборник, служащий для создания потока воздуха к расположенному в верхней части двигателя интеркулеру
Однако использование интеркулера имеет и свои недостатки. Сам теплообменник и патрубки занимают много места в подкапотном пространстве. Интеркулер, особенно в случае установки в носовой части автомобиля, становится мишенью для мелких камней и часто выходит из строя, что повышает стоимость обслуживания автомобиля. Даже при легком ДТП интеркулер, установленный в носовой части, разрушается.
Эксплуатация интеркулера
Конструкция интеркулера довольно проста и не требует особого ухода. Самые распространенные неисправности – это разрыв патрубка или даже самого теплообменника в связи с высоким давлением. Если это происходит, мощность двигателя резко падает, а расход топлива увеличивается.
Промежуточный охладитель необходимо периодически промывать, как и радиатор системы охлаждения двигателя. Пух, насекомые и прочий мелкий мусор забивают соты и ухудшают эффективность его работы. При этом ни в коем случае нельзя пользоваться аппаратами высокого давления, так как струи воды могут погнуть тонкие стенки сот охлаждения.
