Турбонаддув с интеркулером – правильно или нет?

Создав двигатели с турбонаддувом, инженерная мысль на этом не остановилась: конструкторы стали искать возможности усовершенствовать агрегат. В ходе исследований выяснилось: воздух, поступающий в мотор, имеет высокую температуру (до 200°). Это значит, что плотность потока понижена и его мало помещается в цилиндр. Если же уменьшить температуру, то воздуха в двигатель «влезет» больше, т. е. топливо будет сгорать полнее.


Отсюда – увеличение мощности, меньше вредных выбросов в атмосферу. Снижение температуры всего лишь на 10° делает мотор «сильнее» на 3 %. Ориентировочно: общая мощность силового агрегата при использовании интеркулера возрастает примерно на 20 %. Ну как не использовать подобное явление?

Принцип действия в автомобильном двигателе

Изначально интеркулеры применяли в авиационных силовых установках. Позже, с появлением турбированных моторов, устройства стали устанавливать на спортивных автомобилях. А после того, как «Формула 1» стала популярной во всем мире, движки с наддувом появились и на обычных легковушках, а за ним «пришел» и интеркулер. Алгоритм его работы:

✅ холодный воздух извне идет в «улитку» наддува, где сжимается и нагревается
✅ затем поток попадает в охладитель, нередко встроенный во впускной коллектор
✅ оттуда воздух идет в двигатель, где перемешивается с топливом

Но иногда охладитель ставят перед «улиткой».


Понижение температуры воздуха осуществляется с помощью внешних потоков через заборники или посредством жидкости в отдельном радиаторе, циркулирующей в «недрах» интеркулера. Все, вроде, просто – правда, возникает вопрос, как это сделать на практике.

Воздушный тип интеркулера

По конструкции это несколько трубок, соединенных пластинами, играющих роль теплоотвода. Чем-то все это напоминает штатный радиатор автомобиля. Материалом изготовления служит алюминий, иногда вместе с пластиком. Чаще всего интеркулер устанавливают в передней части машины. Есть вариант горизонтального монтажа над двигателем или в районе крыльев.


На входе и выходе устройства – бачки, сделанные из металла или пластмассы. Между ними – паяные трубки и соты. Для лучшего охлаждения могут добавляться «ребра».


Воздушный интеркулер охлаждает потоки на 45-50°, повышая мощность силового агрегата на 15-20 %. Эффект будет заметен при движении со скоростью от 40 км/ч.


Это плюсы устройства, но есть и минусы. Главный из них – большие габариты. Имеется в виду не только радиатор, но и подходящие к нему патрубки-воздуховоды, у которых должно быть большое сечение. Если размеры уменьшить, эффективность охлаждения упадет. К тому же при размещении интеркулера под капотом придется подумать, где сделать воздухозаборники. В заводских условиях эти проблемы решаются с наименьшими «усилиями»: по ходу сборки машины ставят интеркулер в самое подходящее место. Но вот в гараже запихать устройство без «оперативного вмешательства» в узлы или элементы кузова вряд ли получится. Поэтому взгляды большинства любителей «халявного» увеличения мощности обращены к иной разновидности холодильного агрегата.

Жидкостные интеркулеры

Они хоть и немного сложнее по конструкции, но зато меньше по габаритам. Второй плюс заключается в большей теплоотдаче воды по сравнению с воздухом. Это преимущество и обеспечивает превосходство данной конструкции перед описанной выше. Компактность теплообенника позволяет размещать устройство в любом месте. Есть даже варианты, когда его монтируют, как один блок с впускным трактом. При этом патрубки с большим диаметром не нужны.


Но и здесь не обошлось без отрицательных моментов, главный из которых – относительная сложность устройства. В конструкцию входит циркуляционный насос, температурный датчик, управляющий модуль. Все это требует «своего» обслуживания. А в случае поломки ремонт обойдется недешево. Вот поэтому воздушные интеркулеры пока пользуются, несмотря на свою громоздкость, большей популярностью у гаражных мастеров. Но как самому «вычислить» наиболее подходящее устройство?

Что нужно учитывать при выборе интеркулера

В первую очередь, это его площадь. Она должна соответствовать объему цилиндров, т. е. нужно найти оптимальное значение. Если охладитель будет слишком большим, то займет много места, маленьким – окажется недостаточно эффективным. То же самое относится к стенкам теплообменника. Если они толстые, охлаждение будет происходить медленно. Тонкие тоже плохо: быстро износятся от тряски и вибраций.


Также стоит обратить внимание на форму патрубков: чем меньше радиус изгиба, тем лучше, без потерь, будет проходить воздушный поток. Материал изготовления «переходников» должен иметь высокую устойчивость к воздействию агрессивных сред – топливу, маслу, повышенной температуры.

Общие минусы

Любое вмешательство в двигатель, даже на профессиональном уровне в большинстве случаев имеет две стороны. Положительная уже рассмотрена, теперь общие отрицательные моменты. В первую очередь это понижение давления из-за появления множества «лишних» деталей, трубок, изгибов. На преодоление их сопротивления понадобится дополнительная энергия. Второе, как уже говорилось – масса, достигающая для воздушных моделей 20 (!) кг. Применение жидкостного интеркулера подразумевает появление дополнительных патрубков, которые могут и потечь. Так что сложность в техобслуживании возрастает. За всем нужно смотреть!

Проблемы с интеркулером

Обычно они возникают редко и в основном связаны с длительной эксплуатацией или выбором некачественных комплектующих. Неисправности:

✅ разрыв патрубка из-за высокого давления, бракованной детали
✅ большой количество масла внутри устройства (допустимое значение – до литра на 10 тыс. км
✅ трещины на шлангах появляются при установке интеркулера под бампером или крыльями: патрубки необходимо заменить
✅ загрязнение воздуховодов: чаще всего это происходит зимой, когда внутрь попадает песок и противоледные реагенты

Еще одна проблема касается в основном интеркулеров, размещенных спереди. При установке под бампер они элементарно повреждаются при проезде серьезных препятствий, летящих камешков и т. п.


Поэтому если устройство находится внизу, это нужно учитывать при выборе дороги. Также нелишним будет установка защитной сетки с мелкими ячейками.

А можно сделать интеркулер самостоятельно?

Да, и в этом будет свой плюс: в случае поломки не нужно обращаться к профессионалам, что сэкономит средства. Для изготовления интеркулера подойдут теплообменники, которые можно снять с промышленных холодильных установок. Находящиеся в них детали отличаются высокой надежностью и сделаны из неподдающейся коррозии меди, алюминия. Здесь главное – правильно подобрать габариты. Жидкостный охладитель можно собрать, приняв за основу обычный радиатор, взятый с автомобиля меньшего класса по сравнению с вашим. А если нет желания возиться с изготовлением устройства?


Можно просто приобрести интеркулер с радиатором (набор) под ваше авто в магазине.

Выводы

Самостоятельная установка устройства требует тщательных расчетов. Иначе из-за сопротивляемости турбина будет работать хуже и все старания, финансовые затраты сойдут на нет. Так что лучше прибегать к услугам сервисов или покупать авто с уже установленным интеркулером.