для чего необходим турбонаддув с интеркулером
В данной статье мы разберем преимущества и особенности турбокомпрессорного наддува с промежуточным охлаждением воздуха
Судовой дизель с турбонаддувом
Основной характеристикой судовых дизелей, как в прочем и любых двигателей, является мощность. Для ее увеличения, без существенного изменения объема двигателя и количества цилиндров применяют турбонаддув. Он представляет собой один из видов нагнетания дополнительного воздуха в камеру сгорания, который происходит за счет работы турбокомпрессора. Судовой дизель, оборудованный турбонаддувом, неизменно демонстрирует лучшие мощностные показатели, чем равноценные аналоги с атмосферным нагнетанием воздуха.
Турбонаддув в судовых двигателях осуществляется за счет специального устройства – турбокомпрессора. Именно это приспособление, используя энергию отработанных газов, позволяет увеличить содержание кислорода в горючей смеси.
Если рассматривать сам принцип действия данного вида нагнетания воздушного потока, то в общих чертах схема выглядит так: колесо турбины, вращающееся за счет выхлопных газов, приводит в движение компрессорное колесо, которое и отвечает за сжатие и нагнетание воздушных масс в камеру сгорания.
Указанный процесс сопровождается неминуемым нагреванием воздуха до крайне высоких температурных показателей (до 200 °С). Стоит отметить, что и сам турбированный компрессор подвергается нагреванию со стороны отработанных газов. Данный факт обусловил появление сразу нескольких проблем: во-первых, перегрев элементов судового дизеля, в конечном итоге, приведет к его отказу, а во-вторых, горячий воздух обладает меньшей плотностью, что самым негативным образом сказывается на давлении наддува. Иными словами, судовой дизель будет работать в разы эффективнее, если потоки, циркулирующие в турбокомпрессоре, подвергать охлаждению.
Судовой дизель с интеркулером
Для решения данной задачи был придуман интеркулер – одновременно простое и гениальное устройство, позволяющее уменьшить температуру воздуха примерно до 50° С. Судовой дизель, в котором присутствует интеркулер, получает в свое распоряжение до 20% дополнительной мощности. Согласитесь, это внушительный показатель, особенно если учесть, что судовой дизель при этом не претерпевает никаких серьезных изменений. Конструкция промежуточного охладителя, как иначе называют интеркулер, относительно несложная: больше всего он напоминает радиатор с множеством длинных патрубков и ходов, выполненных из меди или алюминия. Выбор именно этих металлов продиктован их прекрасной теплоотдачей. Особенности строения И определяют и его «слабое место». Воздушный поток, проходя через многочисленные элементы интеркулера, частично теряет давление. Кроме того, он утяжеляет судовой дизель как минимум на несколько килограммов. Именно поэтому реальный показатель эффективности работы промежуточного охладителя оценивается в 70%, хотя в идеальном случае предполагается достижение всех 100%. Учитывая темпы развития современного машиностроения, можно предположить, что в скором времени будет найден путь для минимизации потери давления.
На данный момент существует только два вида интеркулеров:
- с воздушным охлаждением: они обладают наиболее простой конструкцией, однако уступают второму типу в эффективности;
- с водяным охлаждением: наиболее продуктивный вид И, но, за счет сложности установки и эксплуатации, встречается реже.
Подводя итог, можно с уверенностью заявить, что судовой дизель с турбонаддувом в сочетании с интеркулером даст внушительный прирост мощности.
В каталоге Маринэк вы можете выбрать подходящий судовой дизель Nanni как с атмосферным, так и турбонаддувом. На все возникающие вопросы вам ответят наши специалисты по телефону 8 812 34-000-56 и электронной почте [email protected]
Масло в интеркулере дизельного двигателя: найти причину
Чем больше в автомобиле различных технических ухищрений, тем более сложным становится его обслуживание. Вот например, двигатели с турбонаддувом. С одной стороны — повышение мощности двигателя при том же рабочем объеме, сокращение расхода топлива.
С другой — увеличенные размеры и масса моторного агрегата. А главное — повышенные требования к обслуживанию. Особого внимания требуют турбокомпрессор и охладитель воздуха. Специфические проблемы последнего рассматриваются в предлагаемой статье.
Что такое интеркулер и для чего он нужен
Создатели автомобилей для повышения мощности силовых агрегатов давно уже не идут по пути увеличения литража. Мощность увеличивают за счет дополнительных технических решений. Одним из них является применение турбонаддува.
Суть его заключается в том, чтобы подать в цилиндры дополнительное количество воздуха, благодаря чему можно добавить больше и топлива, то есть снять с рабочего объема большую мощность (до 80%). Для этой цели двигатели внутреннего сгорания (ДВС), как дизельные, так и бензиновые, оснащают турбинами, приводимыми в действие от выхлопных газов. Однако турбированный воздух при этом нагревается до 200 — 250°C.
Как известно из физики, при нагреве газы расширяются, а значит, объемная плотность их уменьшается. Это приводит к тому, что фактически в единице объема оказывается меньше молекул газа, в частности — кислорода. То есть хотели подать его больше, а за счет уменьшенной плотности прибавка получается недостаточной.
Пришлось устанавливать дополнительное устройство для охлаждения нагнетаемого воздуха — промежуточный охладитель (интеркулер). Этот узел представляет собой охлаждающий радиатор, через который проходит горячий воздух от турбины нагнетателя. Существуют 2 вида кулеров: воздушный («воздух-воздух») и жидкостный («воздух-вода»). Первый охлаждается воздухом и располагается перед радиатором охлаждения двигателя.
В противном случае он будет находиться в теплой среде, что снизит его эффективность. Жидкостный охладитель («воздух-жидкость») представляет собой воздушный радиатор, помещенный в жидкость, охлаждаемую путем циркулирования с помощью дополнительного насоса. Из-за сложной конструкции применяются реже.
Кашу маслом не испортишь?
Интеркулер мог бы работать вечно, если не одно «но». Через какое-то время многие владельцы автомобилей с турбинным наддувом замечают потеки масла в местах соединения шлангов и патрубков радиатора. Масляные потеки свидетельствуют о попадании масла в охлаждающее устройство. Откуда и каким образом оно там оказывается?
Чтобы разобраться в этом, достаточно представить себе маршрут воздуха, проходящего через кулер. Очевидно, что воздух в радиатор подается турбиной, а именно, — холодной ступенью. Основной объем воздуха в полость нагнетательной ступени всасывается из атмосферы через воздушный фильтр.
Кроме того, на всасывающем воздухопроводе врезан более тонкий шланг вентиляции картерных газов, соединенный с картером через клапан принудительной вентиляции (PCV-клапан). Таким образом, масло может поступать вместе с воздухом из воздушного фильтра, из системы смазки турбины либо из картерного пространства.
А может это не так уж и страшно? В той или иной степени масло попадает в охладитель нагнетаемого воздуха практически всегда. Пока его количество не превышает 20 — 50 грамм, криминала нет. Но когда уровень доходит до нижних охлаждающих ячеек, начинается подсос масла проходящим воздухом (карбюрация), и масляный воздух поступает в цилиндры.
Как следствие, образуется нагар на клапанах, закоксовываются кольца, что увеличивает прорыв газов в картер, то есть получается положительная активная связь (когда условия для возникновения неисправности становятся еще более подходящими). Дело может закончиться перегревом двигателя и даже возгоранием моторного масла в цилиндрах.
Причины масляного недержания
Отчего появляется масло в интеркулере дизельного двигателя? Ниже рассматриваются возможные причины.
Масло идет с воздухом в распыленном виде:
- Нарушения в работе системы вентиляции картерных газов. Они вызываются засорением вентиляционного шланга, либо заклиниванием PCV-клапана. В результате частицы моторного масла вместе с картерными газами засасываются во всасывающий шланг турбины и далее поступают в интеркулер.
- К таким же последствиям приводит и грязный воздушный фильтр. За счет повышенного разрежения перед турбиной также происходит усиленный подсос картерных газов с масляной взвесью.
- Наконец, наличие масла в корпусе воздушного фильтра. Основные причины — износ поршневых колец, загрязнение вентиляционного канала и сменного фильтрующего элемента.
Смазочное масло поступает из турбины из-за повышенного давления в системе смазки либо утечек, связанных с износом деталей:
- Забит масляный фильтр, вследствие чего масло выдавливается из смазочных каналов подшипников турбины.
- Погнута отводная труба от смазочных камер ротора. В результате увеличилось сопротивлению сливу, что также приводит к выдавливанию масла.
- Масло гонит из подшипников и в случае износа уплотняющих сальников.
Устранение неисправностей
Чтобы узнать — гонит ли масло из турбины, необходимо открутить крепежные хомуты и отсоединить от выходного патрубка подающий рукав. Утечки масла, если они есть, будут видны. Дальнейшие действия:
- Снять турбину с двигателя, разобрать ее, удалить грязь из масляных каналов, промыть детали соляркой. После чего проверить корпус — нет ли в нем трещин.
- Поставить новые подшипники, уплотнения, запорные кольца. Шейки вала и втулки смазать моторным маслом.
- Проверить сливную магистраль, промыть от грязи, отложений. Если она деформирована — выправить.
- Очистить систему вентиляции картера, включая малую и большую ветви, а также маслосъемники и клапан PCV. Последний не содержит резиновых деталей, поэтому его можно промывать любым растворителем.
- Заменить масляный и воздушный фильтры.
- В заключение рекомендуется произвести замену моторного масла.
Внимание: для дизелей с турбонаддувом необходимо использовать специальное масло с присадками, сохраняющими смазывающие свойства при высокой температуре в газовой турбине.
Промывание желудка
После того как причины заливания интеркулера маслом будут устранены, приступают к промывке воздушного радиатора. В отличие от радиатора охлаждения, интеркулер для промывки от масла необходимо снять, поскольку он обычно не имеет сливного отверстия. Иногда на форумах спрашивают: сливать ли масло из системы смазки двигателя?
А зачем? Если это воздушник, то он никак не пересекается с масляными магистралями. В жидкостном охладителе сливают охлаждающую жидкость. Вот аккумуляторную батарею с целью безопасности необходимо отключить.
Значительные внешние загрязнения удаляют жесткой щеткой, предварительно замочив поверхность устройства. Механические повреждения следует осторожно выправить с помощью плоской отвертки и плоскогубцев. Для внешней очистки можно использовать универсальный автомобильный очиститель Profoam 2000.
Аэрозольное средство распыляют на поверхность и во все внутренние щели охлаждающих пластин. По истечении времени, указанного на упаковке (0,5 — 1 мин), растворенную грязь смывают водой. Неплохо использовать моечное устройство Karcher. При этом не следует устанавливать излишне высокое давление, чтобы не повредить ажурные соты охладителя.
Внутренность прибора промывают любыми растворами, растворяющими масло. Один из них — Profoam 1000, продающийся в пластиковых канистрах. Емкости 4 литра будет достаточно, если останется, можно использовать в другой раз.
Способ промывки: заткнуть одну горловину тряпкой, медленно (чтобы не допускать образование воздушных пробок) залить внутрь некоторый объем растворителя. Подождать до одной минуты (не более, потому что средство довольно агрессивно), после чего заткнуть второе отверстие и прополоскать внутренности. Слить образовавшуюся жижу. Операцию повторить 3 — 4 раза. В заключение тщательно промыть полости водой тем же Кэрхером и высушить устройство.
Опасность: предложенный раствор ядовит, с ним необходимо работать в резиновых перчатках и защитных очках.
Еще одно средство, используемое автолюбителями — смесь керосина, бензина и ацетона в равных долях. Залитую смесь выдерживают около суток, после чего прополаскивают радиатор и выливают содержимое. Затем 2 — 3 раза промывают бензином и в заключение прополаскивают горячей водой.
Полезный совет
Решая какие-то проблемы, часто путают причину и следствие. Так и с интеркулером, его замасливание — всего лишь следствие, а причин несколько, и наиболее важная — выброс смазочного масла турбиной из-за износа уплотнителей. К сожалению, износ — это естественный процесс, сопровождающий работу любого механизма, в том числе и турбины ДВС.
Наряду с этим, бывает износ из-за неправильной эксплуатации. При большой скорости вращения ротора подшипники усиленно нагреваются, поэтому для их охлаждения предусмотрена проточная система смазки под давлением, выполняющая одновременно и функцию охлаждения.
После остановки двигателя в конце поездки масляный насос прекращает подачу масла практически мгновенно, в то время как турбина на выбеге вращается еще некоторое время. При этом тепло выделяется, а охлаждения уже нет. Происходит тепловой удар, приводящий в отсутствие смазки к усиленному износу подшипников и уплотнений.
Чтобы исключить это явление, обладателям турбодвигателей рекомендуется не сразу глушить мотор, а позволить ему поработать 2 — 3 минуты на холостых оборотах, пока не снизится температура турбины. Некоторые современные машины оснащаются турботаймером, который останавливает двигатель через некоторое время после поворота ключа. Остальные владельцы могут установить это устройство самостоятельно.
Итак, чтобы поддерживать расчетный режим образования топливно-воздушной смеси на дизельных двигателях с турбонаддувом, необходимо внимательно следить за состоянием системы промежуточного охлаждения воздуха. Главной болезнью надувного дизеля является замасливание интеркулера. Поэтому при появлении первых симптомов — масляных потеков на подводящих патрубках, следует устранить причины возникших нарушений.
Радиатор интеркулера (Интеркулер) на разборке
Радиатор интеркулера (Интеркулер) на разборке Выберите авто:Помочь найти
Производитель: Ford
Состояние: Б\У
Объем двигателя: 2.4 TD
Тип двигателя: Дизель Евро4
Адрес: г. Москва, м. Рязанский проспект, Сормовский проезд 5 стр.3
Телефон: +7(926)162-58-39
Производитель: Ford
Состояние: Б\У
Объем двигателя: 2.2 TD
Тип двигателя: Дизель Евро5
Адрес: г. Москва, м. Рязанский проспект, Сормовский проезд 5 стр.3
Телефон: +7(926)162-58-39
Производитель: Fiat
Состояние: Б\У
Объем двигателя: 1.3 TD
Тип двигателя: Дизель
Адрес: г. Москва, м. Рязанский проспект, Сормовский проезд 5 стр.3
Телефон: +7(926)162-58-39
Производитель: Citroen
Состояние: Б\У
Объем двигателя: 1.6 TD
Тип двигателя: Дизель Евро4
Адрес: г. Москва, м. Рязанский проспект, Сормовский проезд 5 стр.3
Телефон: +7(926)162-58-39
Производитель: Ford
Состояние: Б\У
Объем двигателя: 2.2 TD
Тип двигателя: Дизель Евро4
Адрес: г. Москва, м. Рязанский проспект, Сормовский проезд 5 стр.3
Телефон: +7(926)162-58-39
Производитель: Iveco
Состояние: Б\У
Объем двигателя: 2.3 TD
Тип двигателя: Дизель
Адрес: г. Москва, м. Рязанский проспект, Сормовский проезд 5 стр.3
Телефон: +7(926)162-58-39
Производитель: Volkswagen
Состояние: Б\У
Объем двигателя: 1.9 TD
Тип двигателя: Дизель
Адрес: г. Москва, м. Рязанский проспект, Сормовский проезд 5 стр.3
Телефон: +7(926)162-58-39
Производитель: Ford
Состояние: Б\У
Объем двигателя: 2.2 TD
Тип двигателя: Дизель
Адрес: г. Москва, м. Рязанский проспект, Сормовский проезд 5 стр.3
Телефон: +7(926)162-58-39
Производитель: Ford
Состояние: Б\У
Объем двигателя: 2.2 TD
Тип двигателя: Дизель
Адрес: г. Москва, м. Рязанский проспект, Сормовский проезд 5 стр.3
Телефон: +7(926)162-58-39
Производитель: Mercedes-benz
Состояние: Б\У
Объем двигателя: 2.2 TD
Тип двигателя: Дизель
Адрес: г. Москва, м. Рязанский проспект, Сормовский проезд 5 стр.3
Телефон: +7(926)162-58-39
32538474325384943253855932538591325386293253865832538681325388133253885332538888
Использование материалов сайта разрешено только с письменного разрешения администрации сайта или соответствующего правообладателя. Запрещается автоматизированное извлечение информации сайта любыми сервисами без официального разрешения администрации сайта. При использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна.
Что такое интеркулер и для чего он нужен
Что такое интеркулер? И для чего он нужен вообще на автомобиле
НУ что ребята написал я несколько статей про форсированные двигатели, и пошли вопросы. НА некоторые я уже ответил, например про турботаймер и турбояму. Сегодня же постараюсь раскрыть вопрос об интеркулере. Задал мне такой вопрос водитель маршрутного FORD (дизель) – спрашивает, что это такое и зачем он нужен вообще, а также можно ли его убрать. Что же вопросов много, постараюсь их все раскрыть. Думаю, будет интересно и вам, так что читайте дальше …
ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ
Для начала определение.
Интеркулер – это промежуточный элемент в системе подачи воздуха в цилиндры двигателя, рассчитанный только на одну функцию охлаждения. Может присутствовать как на дизельных двигателях, так и на бензиновых. Основная задача понизить температуру поступающего воздуха – сделав его плотнее, что благотворно сказывается на создании горючей смеси и давлении в цилиндры.
Простыми словами можно сказать так – чем холоднее воздух, тем больше у него плотность, тем больше его поступает в двигатель, а значит – давление в цилиндры будет намного сильнее, также смесь будет более обогащенной. Наверное, многие замечали, что автомобиль работает лучше в ночной период времени — летом, когда воздух охлажден. В турбированных двигателях сжатый воздух нагревается до приличных температур, как говорят специалисты не редко до + 150 + 200 градусов Цельсия. Это происходит по нескольким причинам:
Во-первых, сжатие, от этого он очень быстро разогревается.
Во-вторых, передача температуры от выхлопных газов, а они очень сильно разогреты.
Все это не благотворно сказывается на работе турбонаддува, интенсивность снижается, поэтому для понижения температуры решено было установить в промежутке интеркулер.
Устройство
По сути это очень простое устройство. Внешне оно похоже на большой радиатор с множеством ходов, патрубков и пластин – это своего рода теплообменник, который должен рассеивать тепло. Важно отметить — что охлаждающие патрубки должны быть максимально длинными (для лучшего охлаждения) и прямыми, иначе если они будут загибаться это может привести к потере давления.
Для максимального эффекта охлаждения к этим патрубкам приваривают внешние дополнительные пластинки, для еще больше отвода тепла. Материал обычно – медь или алюминий, потому как теплоотдача у них максимальная. Сам интеркулер устанавливается между компрессором турбины и впускным коллектором. Обычно его прячут под бампер автомобиля, либо рядом с радиатором охлаждения двигателя (но есть также варианты установки в крыло автомобиля). Но не все устройства одинаковы, есть как воздушные, так и водяные системы.
Типы интеркуллеров
Сейчас различают всего два типа таких устройств.
1) Воздушный тип. Где охлаждение происходит при помощи воздушного набегающего потока при движении автомобиля, чем быстрее машина двигается – тем интенсивнее происходит процесс.
2) Водяное охлаждение. Как вы уже догадались, происходит благодаря циркуляции охлаждающей жидкости.
Если сравнить два этих типа, то самая простая это воздушная система, но она не такая эффективная и зачастую очень громоздкая. Поэтому сейчас многие производители переходят на водяные системы – они намного компактнее, да и вода намного эффективнее убирает лишнюю температуру. Однако такие системы сложнее в устройстве, установке и последующей эксплуатации.
Эффективность применения
Наверное, сейчас многие поняли что такое и для чего нужен интеркулер, однако остается вопрос про его эффективность. Насколько эффективно его применение в машине?
Ребята эффект есть и еще какой. Так например — охлаждение воздуха всего на 10 градусов, дает рост производительности двигателя примерно на 3%. А как правило даже «воздушный тип» интеркулеров охлаждает воздух примерно на 50 градусов, вот вам и 15% к мощности. Но рекордсменами являются водные системы, у них понижение температуры может доходить до 70 градусов, то есть – 21% к мощности двигателя.
Как видите — установка этого устройства очень обоснована. Однако хочется сразу отметить, что их ставят только на турбированные двигатели, ведь у обычных нет таких объемов нагнетания в цилиндры воздуха, да и нет такого сильного нагрева.
Минусы интеркулера
Даже самая идеальная система – неидеальна! Вот и наше устройство имеет ряд недостатков. Перечислю по пунктам:
1) Это понижение давления. Понятно, что поток, проходящий через множество трубок, отдает часть своей энергии на их преодоление.
2) Вес. Как ни крути, а это приспособление не из легких, есть варианты которые доходят до 20 кг веса.
3) Водные системы, требуют дополнительной охлаждающей жидкости. ДА и сама система требует внимания, потому как если жидкость вытечет, то эффективность упадет в разы.
Можно ли его убрать?
И последнее – можно ли избавиться от этого приспособления? Конечно можно, почему нет! Однако зачастую такие переделки ни к чему хорошему не приводят. Только сами подумайте, на сколько упадет производительность мотора, примерно на 15 – 20%, а «оно» вам нужно? Да и система подачи воздуха, которая находится на двигателе, не рассчитана на такие высокие температуры, поэтому без интеркулера — может пострадать. Кстати по нему можно определить рабочая ли у вас турбина, смотрим небольшое видео.
Скажу больше, один из самых распространенных видов тюнинга является установка интеркулера большого размера и объема, для прохождения больших объемов воздуха, а соответственно для его лучшего охлаждения. Также многие тюнеры устанавливают специальные воздухозаборники на капоте автомобиля которые, направляют набегающий холодный поток напрямую на корпус интеркулера, что еще больше увеличивает отдачу.
НА этом буду заканчивать, надеюсь моя статья была вам полезна, всем пока – искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.
(17 голосов, средний: 4,94 из 5)Зачем нужен интеркулер на дизеле
Задачи, которые приходится решать производителям современных автомобилей, достаточно обширны. Многие из них затрагивают вопросы экологии и мощности ДВС. Зачастую они оказываются связанными, так полное сгорание топлива, дает повышение мощности и улучшение экологических показателей мотора. Если более внимательно посмотреть на то, как используется дизель в конструкции авто, то выяснится, что справиться с затронутыми проблемами ему помогает интеркулер.
Интеркулер, для чего он нужен?
Повышение мощности ДВС решается довольно-таки просто – необходимо обеспечить в цилиндрах двигателя оптимальные условия для сгорания топлива. Однако подобная задача только на первый взгляд кажется простой. Для подачи дополнительного кислорода в мотор используется специальное устройство – турбина, которая сжимает атмосферный воздух, и в таком виде он поступает в ДВС. Чаще всего подобными изделиями оснащается дизель.
Следствием того, что атмосферный воздух сжимается, происходит увеличение его плотности, что обеспечит поступление в мотор большего количество кислорода. Однако по законам физики, при сжатии газа происходит повышение температуры, а подача в дизель горячего воздуха – один из возможных вариантов быстрого его разрушения. Поэтому для снижения температуры сжатого воздуха используется такое устройство, как интеркулер.
Как работает интеркулер
Что это такое, и как он работает, поможет понять приведенный рисунок. Принцип, по которому работает интеркулер, такой же, как у системы охлаждения двигателя – теплообмен или охлаждение нагретого вещества холодным. Прежде, чем дальше рассматривать вопрос – зачем нужен интеркулер, необходимо отметить, что он может быть двух типов:
- Воздух-воздух. При таком подходе используется специальный радиатор интеркулера, в котором сжатый нагретый воздух отдает свое тепло в атмосферу. Это наиболее распространенный вариант построения системы охлаждения подобного типа, благодаря простоте конструкции.
- Воздух-вода. После компрессора воздух проходит через радиатор интеркулера, омываемый водой. Отличается компактными размерами и высокой эффективностью работы. Однако для этого необходимы дополнительный радиатор охлаждения жидкости, насос для обеспечения ее циркуляции и блок управления.
Независимо от того, каким образом построена система, принцип, лежащий в основе работы интеркулера, одинаковый – температура сжатого компрессором воздуха уменьшается, для чего он поступает в радиатор интеркулера. Так что, по сути дела, интеркулер является радиатором охлаждения, представляющим собой набор трубок, обладающих хорошей теплопроводностью, вследствие чего излишек тепла отводится наружу и снижается температура воздуха, поступающего в дизель.
Что такое интеркулер в автомобиле
Надо отметить, что конструктивно интеркулер может быть выполнен горизонтальным и вертикальным. Какой лучше использовать, а также какой радиатор интеркулера устанавливать на автомобиль, зависит от места в подкапотном пространстве. Устройство, работающее по принципу «воздух-воздух», отличается большими габаритами, а к его месту установки предъявляются высокие требования.
Кроме того, необходимо учитывать, что подобные изделия критичны к состоянию охлаждающей поверхности. Если она загрязнена, есть ее локальные повреждения, то эффективность работы всего устройства снижается. Наилучшим вариантом считается, когда такие изделия установлены перед радиатором охлаждения. Надо отметить, что ошибка с выбором места установки может привести к нарушению всей работы интеркулера. Не будет выполняться главный принцип работы – вместо того, чтобы отдавать температуру, воздух может нагреваться из-за ее высокого значения в подкапотном пространстве, вследствие чего дизель станет работать только хуже.
Поэтому гораздо удобней интеркулер, работающий с использованием воды. Кроме того, что ему требуется для установки меньше места, применение воды повышает его эффективность в несколько раз. Однако подобное устройство для своей работы требует задействовать дополнительные элементы.
Простое техническое решение, в основе которого лежит принцип принудительного охлаждения сжатого воздуха, подаваемого в дизель, позволяет повысить мощность мотора за счет обеспечения условий для оптимального сгорания топлива. Дополнительным преимуществом будет улучшение экологических показателей работы двигателя.
что такое интеркулер — DRIVE2
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
Page 2
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
Для чего нужен интеркулер, что это такое в автомобиле
Сегодня многие автомобилисты предпочитают автомобили с турбированным двигателем и это не удивительно, поскольку такой мотор отличается невероятной мощностью, что весьма привлекательно для поклонников больших скоростей. Каждый знает, что при работе даже «маломощного» мотора вырабатывается огромное количество тепловой энергии. И для корректной работы силового агрегата в авто с мощным мотором, устанавливается специальное устройство – интеркулер. Что это такое в автомобиле, для чего нужен и как функционирует мы сегодня расскажем.
Назначение интеркулера
Итак, интеркулером называется дополнительное охлаждающее устройство, обеспечивающие охлаждение воздушных масс, которые поступают из наддува, на турбированном движке. Устройство и принцип работы интеркулера напоминает обычный радиатор. И все-таки следует более подробно остановиться на том, зачем нужен.
Система охлаждения автомобиляМожно выделить 2 главные функции охлаждающих устройств:
- понижение температурных значений нагнетаемого воздуха;
- уменьшение давления наддува.
Понижение температур
Интеркулер, рассчитанный на охлаждение воздушного потока до температуры внешней среды, можно было бы назвать стопроцентно эффективным. Но достигнуть таких больших значений практически нереально. Поэтому наилучшим вариантом признано устройство, функционирующее на 70%. Именно такое устройство чаще всего используется для дополнительного охлаждения при работе силового агрегата.
Понижение давления
К снижению давления ведет противодействие воздушных масс, создаваемое интеркулером. Со своей стороны, это предполагает некоторые конструкционные ограничения, поскольку превышение понижения давления даже на 1-2 атмосферы недопустимо. Иначе говоря, устройство служит для извлечения тепловой энергии из воздуха, нагревающегося в процессе сжатия в компрессоре.
Главным показателем, на котором основывались разработчики интеркулера, является наибольший отвод тепловой энергии, наименьшие потери давления при наддуве и усиление инертности воздушного потока.
Схема интеркулераПродуктивность интеркулера
Размер и продуктивность интеркулеров отличаются по типу силового агрегата, для которого он предназначен, и мощности самого устройства 220-550кВт.
Обыкновенный охлаждающий элемент увеличивает мощность силового агрегата приблизительно на 20%. Для увеличения данного значения в спортивных авто ставят дополнительные распылители воды, но это весьма дорогостоящие устройства.
Чем меньше по площади пластины интеркулера, тем ниже его рабочие потенциалы. Но увеличение мощности устройства не бывает прямо пропорциональным увеличению величины пластин. Допустим, увеличив площадь пластин на 15%, мы увеличим эффективность работы интеркулера на те же 15%. При этом увеличение площади на 50%, не дает увеличения мощности на этот показатель – она увеличится на меньшее значение.
Виды интеркулеров
Мы разобрались, что такое дополнительный радиатор, а теперь остановимся на том, какие виды интеркулеров ставят на машины. Отметим, что именно от конструкционных особенностей устройства имеют прямую зависимость его рабочие параметры и продуктивность в работе.
Воздушные радиаторы
Воздушные радиаторы пользуются большой популярностью у автомобилистов, их ставят на дизель при тюнинге машины для увеличения его производительности.
Схема дополнительного радиатораЭто радиатор, который состоит из трубок и пластинок. Из названия понятно, что процесс охлаждения осуществляется посредством воздуха, а, следовательно, его продуктивность зависит от габаритов интеркулера. В целях наибольшей рабочей эффективности (охлаждения), конструкторами использовалась модель, основанная на изменении длины трубок. Из-за этой конструктивной особенности возрастает площадь элемента, но, со своей стороны, значительное число изгибов является препятствием для воздушных масс, что сильно понижает давление.
Действие воздушного радиатора предполагает прохождение воздуха через трубки и пластины радиатора. В тонких трубках часто расположены маленькие перегородки. Ими создается турбулентность и повышается теплообмен. Такой радиатор делают, главным образом, из алюминия, но иногда применяется медь. Радиатор «воздух/воздух» может быть установлен в разных местах, но обычно это:
- пространство за бампером — монтаж в центре с изначальным врезом в бампер;
- над силовым агрегатом — на капоте создается отдельный заборник воздуха;
- пространство у одного из крыльев автомобиля.
Под каждый из типов силового агрегата делается собственный интеркулер, поскольку необходимо учесть много факторов, например, направление воздушных потоков, габариты охлаждающего устройства, внутренний диаметр трубок и прочее.
Принцип работы радиатораВодный интеркулер
Как действует воздушное охлаждающее устройство, мы рассказали, далее остановимся на интеркулере «воздух-вода». Данный тип устройства применяют гораздо реже, но из-за наличия некоторых особенностей в конструкции водный интеркулер обычно используют в условиях с ограниченным пространством, т. е. в таких случаях, когда для обычного устройства нет места под капотом автомобиля. Ключевыми составными частями водного устройства являются:
- электронный блок, управляющий процессом;
- радиатор;
- элемент, обеспечивающий теплообмен;
- помпа;
- трубки.
Конструкция водного интеркулера предусматривает наличие теплообменника, располагающегося вблизи от компрессора. Жидкости охлаждения, насыщаясь теплом, выводят его посредством радиатора, который располагается спереди, в окружающую среду. Заметим, что отвод тепловой энергии жидкостью осуществляется гораздо продуктивнее, в сравнении с воздухом. Но для обеспечения продуктивного поглощения температурного роста внутри теплообменника всегда должен присутствовать ее оптимальный объем.
Перед началом работы помпы, подающей охлажденную жидкость, теплообменник понижает температуру воздушной массы, которая подается в коллектор. Однако при нагреве воды ей необходимо время для остывания. Впрочем, кроме явных достоинств водного радиатора, он имеет существенные недостатки, например, усложненная конструкция теплообменника. Поскольку для корректной работы элемента необходимо подсоединение «лишних» патрубков, помпы, радиатора и центрального БУ. Это называется двухконтурной моделью охлаждения, и она создает некоторые трудности в процессе работы и ремонта. Эти причины способствуют невысокой популярности интеркулеров такого вида. Хотя при невозможности по тем или иным причинам установки воздушного устройства, водный интеркулер буквально спасает, и его положительные характеристики становятся очевидными, к примеру, в силовом агрегате TSI.
Особенности установкиОсобенности установки и эксплуатации
Если вы решили установить интеркулер, следует грамотно избрать место его расположения, в противном случае, элемент не только не будет корректно охлаждать воздух, но и, напротив, будет способствовать их нагреву.
Специалистами рекомендуется ставить устройство перед основным радиатором – это позволит сделать процесс охлаждения намного более продуктивным. Бока лучше делать в виде металлического короба. Трубки, которые соединяют турбину с интеркулером, надо поменять на детали с большим сечением, так сводятся к минимуму потери давления. Для понижения тепловой нагрузки от двигателя, необходимо обеспечить дополнительное покрытие трубки лентой из алюминия.
Что касается ухода и эксплуатации, то из-за простоты конструкции интеркулер не нуждается в специальном уходе. В числе наиболее распространенных поломок выделим обрыв патрубков, реже самого теплообменника. К этому приводит высокое давление внутри системы. При возникновении данной неисправности мощность мотора резко понижается, а расход горючего возрастает. Дополнительное охлаждающее устройство необходимо регулярно промывать, так же как основной радиатор.
Мусор, попадающий в устройство и забивающий соты, приводит к значительному ухудшению работы интеркулера, но для чистки никогда не нужно применять технику повышенного давления, поскольку водяная струя может повредить стенки конструкции.
Идеальный интеркулер
Сбалансированность дополнительного радиатора обеспечивается следующими показателями:
- Оптимальность внутреннего проходного диаметра. Именно диаметр ядра в теплообменнике отражается на том, какое объем давления утрачивается в процессе прохождения воздушных потоков. Рассчитать с точностью оптимальный диаметр нельзя, но можно предположить, каким он должен быть. Допустим, установка турбулизатора не позволит воздушным массам прижиматься к стенкам устройства и передавать ему тепло. Плотность турбулизатора влияет на улучшение теплообмена и снижение потерь потока.
- Большое значение имеют габариты ядра. Чем короче каналы, по которым идут воздушные потоки, тем меньше будет проходной диаметр.
- Площадка, окружающая воздушные массы, способствует снижению температур воздуха из наддува. Следовательно, чем меньше вес окружающих воздушных масс, тем ниже будут охлаждающие потенциалы устройства.
- Обтекаемость формы ядра влияет на беспрепятственное перемещение воздуха по устройству, причем чем он тяжелее, тем меньшее его количество будет проходить сквозь радиатор, что отражается на эффективности охлаждения.
- Параметры интеркулера улучшаются с помощью каналов, проводящих охлаждающие воздушные массы. По мнению специалистов, использование оптимального канала увеличивает КПД в теплообменнике на 15-20%.
- Объем и скорость передвижения воздушного потока зависят от размеров и вида трубки.
- Влияние на стабильную работу устройства оказывают секционные изгибы (переходы) и присутствие патрубков. К слову, каждый изгиб устройства – это увеличение вероятности потерь. А герметичность соединения патрубков нарушена, то потери давления при наддуве увеличиваются.
Плюсы и минусы использования дополнительного радиатора
Наверняка, сейчас вы разобрались что такое интеркулер и в чем его главное предназначение. Но остаются вопросы о целесообразности его установки. Поэтому нужно упомянуть о плюсах и минусах использования дополнительного охлаждающего устройства.
Эффективность использования
Сколь эффективна установка интеркулера в автомобиле? Без колебаний можно сказать, что эффективность работы охлаждающего устройства очевидна!
К примеру, охлаждение воздушных масс лишь на 10ºС увеличивает производительность силового агрегата приблизительно на 3-4%. При этом даже воздушный интеркулер охлаждает воздушные потоки ориентировочно на 50ºС, а, следовательно, прибавка мощности составляет 15%. Но рекордсменом признается водная система, обеспечивающая понижение температурного режима до 70ºС, а это – 21% к мощностям мотора.
Как видно, установка дополнительного охлаждающего устройства вполне обоснована. Но следует подчеркнуть, что их устанавливают исключительно на турбированные моторы, ведь обыкновенные моторы не имеют подобных объемов нагнетания воздушных масс в цилиндры и отсутствует излишнее нагревание.
Минусы дополнительного радиатора
Даже самый идеальный радиатор – не идеален! Вот и интеркулер имеет некоторые недостатки. Расскажем о них:
- Снижение давления. Ясно, что воздушные массы, проходящие через большое количество труб, затрачивают часть собственной энергии на преодоление препятствий.
- Масса. Что не говори, а это интеркулер имеет приличный вес — есть экземпляры, весящие до 20кг.
- Водное устройство, требует дополнительного охлаждения. Кроме того, само устройство требует значительного внимания, поскольку при вытекании жидкости эффективность его работы падает в несколько раз.
Поломки охлаждающего устройства
Машина «дымит» либо уровень масла не отличается стабильностью. В данном случае необходимо внимательно осмотреть места протечек.
Масляные отложения на патрубках и их стыках. Однако, если масло проступает налётом или его очень мало, то бывает нормой – тут немаловажно учесть мощность мотора и пробег транспортного средства. Но когда масло течёт в момент отсоединения устройства, то есть подозрение на поломку турбокомпрессора. В этом случае требуется замена сажевого фильтра.
При протечке на стыке патрубка заменяется уплотнительная прокладка на нем. Если такое действие не дает результатов, то нужно обратиться в автосервисе, где опытные мастера помогут разобраться в проблеме. Главное, не следует затягивать с решением этой проблемы, поскольку силовой агрегат функционирует с потерями мощностей, что приводит к поломке турбокомпрессора.
Можно ли демонтировать охлаждающее устройство
И в заключение нужно сказать о возможности демонтажа дополнительного радиатора. В принципе, она существует, но подобные изменения не дают хороших результатов! Поскольку резко снижается производительность двигателя. Кроме того, система нагнетания воздушных потоков, находящаяся на силовом агрегате, не ориентирована на столь высокие температуры. А потому без работы интеркулера часто страдает.
Установка интеркулераДопустим, самый популярный вид автотюнинга – это именно установка дополнительного радиатора больших размеров и объемов. Это обеспечивает прохождение значительных объемов воздушных масс, а значит лучшее охлаждение. Еще многие автовладельцы ставят особые заборники воздуха на капоте авто, которыми направляются набегающие холодные потоки непосредственно на корпус охлаждающего устройства. Это в разы увеличивает теплоотдачу.
(PDF) CHARACTERISTIC OF TURBOCHARGER-INTERCOOLER-EJECTOR SYSTEM, AN AT DIESEL ENGINE
Расчет и конструирование
Bulletin of the South Ural State University. Ser. Mechanical Engineering Industry.
2016, vol. 16, no. 4, pp. 23–31
30
tric dimensions of the turbine, compressor, ejector, intercooler, known in the design calculation
and current values of the pressure and exhaust gas temperature. Shows the characteristics of such
a system designed for diesel 4T series. On the full-load curve showing changes in temperature
and exhaust gas pressure before the turbine and in front of the ejector, the pressure and tempera-
ture of the charge air downstream of the compressor and after cooling, the pressure and tem-
perature of cooling air to the ejector, and changing the degree of pressure rise in the compressor,
the degree of the exhaust gas pressure reduction in the turbine of the turbocharger power, cooling
air flow through the cooler, the degree of cooling of the charge air.
Keywords: ejection charge air cooling system, gas-jet ejector, flow characteristics, exhaust
gases and air flow rates, ejection coefficient.
References
1. Orlin A.S., Kruglov M.G. (Eds.) Dvigateli vnutrennego sgoraniya: Sistemy porshnevykh i kombi-
nirovannykh dvigateley [Internal combustion engines and combined systems piston engines]. Moscow,
Mashinostroenie Publ., 1985. 456 p.
2. Arcoumanis C., Kamimoto T. Flow and combustion in reciprocating engines. Springer, 2009.
427 р.
3. Uspenskij V.A., Kuznecov Ju.M. Strujnye vakuumnye nasosy [Ejectors]. – Moscow, Mashino-
stroenie Publ., 1973. 144 p.
4. Murzin V.S. Sovershenstvovanie rabochego processa diseley serii T dlja dostishenija parametrov
mirovogo technicheskogo urovnja [Improvement of Combustion in Series “T” Engines with a View to
Achieve up-to-date Performance Level]. Dvigatelestroenie, 2011, vol. 2 (242), pp. 17–21.
5. Kholshchevnikov K.V., Emin O.N., Mitrokhin V.T. Teoriya i raschet aviatsionnykh lopatoch-
nykh mashin [Theory and design of aviation blade machines]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1986.
432 p.
6. Abramovich G.N. Prikladnaya gazovaya dinamika. Chast’ 1. [Applied gas dynamics. Part 1].
Moscow, Nauka Publ., 1991. 600 p.
7. Baykov B.P., Bordukov V.G, Ivanov P.V., Deych R.S. Turbokompressory dlya nadduva dizeley:
spravochnoe posobie [Turbochargers for charging diesel]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1985. 200 p.
8. Samoylovich G.S., Troyanovskiy B.M. Peremennye i perekhodnye rezhimy v parovykh turbinakh
[Variables and transients in steam turbines]. Moscow, Energoizdat Publ., 1982. 496 p.
9. Heireth H., Prenninger P. Charging of internal combustion engine. Wien, New York, Springer,
2003. 283 p.
10. Nashchokin, V.V. Tekhnicheskaya termodinamika [Technical thermodynamics]. Moscow, Vys-
shaya shkola Publ., 1975. 496 p.
11. Sokolov E.Ja., Zinger N.M. Struynye apparaty [Jet devices]. Moscow, Energoatomizdat Publ.,
1989. 352 p.
12. Dennis M., Cochrane T., Marina A. A prescription for primary nozzle diameters for solar driven
ejectors. Solar Energy, 2015, vol. 115, pp. 405–412. DOI: 10.1016/j.solener.2015.02.045
13. Abramovich G.N. Teoriya turbulentnykh struy [Theory of Turbulent Jets]. Moscow, EKOLIT
Publ., 2011. 720 p.
14. Zeyghami M., Goswami D.Y., Stefanakos E. A review of solar thermo-mechanical refrigeration
and cooling methods. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015, vol. 51, pp. 1428–1445. DOI:
10.1016/j.rser.2015.07.011
15. Sarkar J. Ejector enhanced vapor compression refrigeration and heat pump systems. Renewable
and Sustainable Energy Reviews, 2012, vol. 16, iss. 9, pp. 6647–6659. DOI: 10.1016/j.rser.2012.08.007
16. Li X., Li X., Zhang Q. The first and second law analysis on an organic Rankine cycle with ejec-
tor. Solar Energy, 2013, vol. 93, pp. 100–108. DOI: 10.1016/j.solener.2013.04.003
17. Hakkaki-Fard A., Aidoun Z., Ouzzane M. A computational methodology for ejector design and
performance maximisation. Energy Conversion and Management, 2015, vol. 105, pp. 1291–1302. DOI:
10.1016/j.enconman.2015.08.070
18. Lin C., Cai W., Li Y., Yan J. The characteristics of pressure recovery in an adjustable
ejector multi-evaporator refrigeration system. Energy, 2012, vol. 46, iss. 1, pp. 148–155. DOI:
10.1016/j.energy.2012.09.007
Определение и виды турбонаддува для дизельных грузовиков
Определение и виды турбонаддува
Турбонаддувом называется система увеличения мощности двигателя (приблизительно на 30%), которая подает в камеру сгорания дополнительное количество воздуха в сжатом состоянии.
Данный механизм может быть:
- Механический, с турбонагнетателем.
- Пневматический, с турбокомпрессором.
В первом случае, для сжатия воздуха применяется устройство с механическим приводом, который соединен с автомобильным двигателем. Главный недостаток — на вращение крыльчатки расходуется мощность, возрастает расход топлива.
Во втором – компрессор вращается благодаря тому, что соединен с турбиной, которую приводят в действие выхлопные газы.
Систему турбонаддува можно установить, как на бензиновый мотор, так и на дизельный. Однако, на вторых она получила намного большее распространение, чем на первых. Связано это с тем, что у дизелей выше степень сжатия и меньше частота вращения. Тем самым, упрощается техническая реализация. Тогда как большое число оборотов карбюраторных движков повышает вероятность детонации. А повышенная температура выхлопа (до 1000 град С, против 600 град С для ДТ), ухудшает параметры воздуха.
Вследствие этого, турбонаддув с приводом от выхлопных газов более всего распространен на дизельных двигателях грузовых автомобилей и тракторов.
Немного теории
Мощность любого ДВС определяется:
- Суммарным рабочим объемом. Эта характеристика зависит от величины камеры сгорания и количества цилиндров.
- Числом оборотов коленвала.
- Объемом смеси воздуха и топлива, которая подается во время каждого рабочего цикла.
- Эффективностью сгорания этой самой смеси.
- Калорийностью сгорания топлива.
Усовершенствование движков в плане повышения мощности по большинству из указанных направлений осложняется техническими возможностями моторов и некоторыми другими факторами. В то же время, применение турбонаддува позволяет сделать двигатель сильнее, без большого роста потребления топлива, повышения количества оборотов и т.д.
Как известно, бензин или солярка не будут гореть в камере самостоятельно. Для воспламенения им нужен воздух, в определенном количестве. Рабочая смесь поступает в камеру сгорания за счет разрежения, образовавшегося после выхлопа. Количество ее ограничено по той причине, что данным способом физически невозможно «потянуть» больше. Если же поставить турбокомпрессор, который будет нагнетать в цилиндры сжатый воздух, то в камерах сгорания окажется намного больше смеси. Следовательно, во время такта воспламенения, на поршни будет «давить» значительно большая сила, что и приведет к повышению мощности (или – удельной литровой мощности, по числу «лошадок» на каждый литр рабочего объема). Т.о., мотор меньших размеров, без увеличения оборотов коленвала, получится таким же сильным, как и более крупный двигатель. А это уже напрямую влияет на металлоемкость, надежность и другие важные параметры.
Устройство и принцип действия
Основными деталями системы турбонаддува являются:
- Корпус нагнетательного компрессора (улитка).
- Компрессорное рабочее колесо (крыльчатка).
- Вал – общий для компрессора и турбины.
- Корпус турбины (обратная улитка).
- Турбина (колесо с лопастями).
- Интеркулер (охладитель воздуха).
В системе есть подшипники скольжения, в корпусах которых предусмотрены входы для подачи смазки. И герметичные патрубки для воздуха и масла. Также в современных устройствах турбонаддува имеются:
- Wastegate (регулировочный клапан). Поддерживает в системе оптимальное давление. Если надо, сбрасывает газ в приемник.
- Bypass-valve (перепускной клапан). Если надо понизить мощность, отводит нагнетаемый воздух во впускной патрубок, расположенный перед турбиной.
- Blow-off-valve (стравливающий клапан). При закрытом дросселе сбрасывает нагнетаемый воздух в атмосферу.
Выхлопные газы из двигателя поступают в обратную улитку. Там они проходят по суживающемуся каналу, разгоняются и попадают на турбину со специальными «воздухозаборными» лопастями, которая от этого начинает вращаться с огромной скоростью (100-150 тыс. об/мин). После этого, выхлопные газы выбрасываются в атмосферу.
Крыльчатка компрессора, расположенная с турбиной на одном валу, вращается одновременно с ней. Лопасти у нее другой формы, предназначенные для нагнетания. На некоторых моделях грузовиков ставятся турбины с лопатками изменяемой геометрии – в зависимости от режима работы мотора. Воздух подается снаружи, разгоняется и, через расширяющийся канал, под высоким давлением отправляется на интеркулер.
Охлаждение нагнетаемого воздуха в интеркулере требуется по нескольким причинам. Прежде всего, для снижения опасности возникновения детонации. Кроме того, во время сжатия, воздух нагревается, что приводит к падению его плотности – а это, в свою очередь, может значительно понизить эффективность работы системы. Конструктивно интеркулер представляет собой радиатор охлаждения.
После интеркулера, охлажденный сжатый воздух поступает в камеру сгорания дизеля.
Достоинства и недостатки
Преимущества моторов с турбонаддувом, по сравнению с атмосферными двигателями:
- Повышается мощность.
- Увеличивается крутящий момент.
- Меньше расход топлива.
- Снижается металлоемкость агрегата.
- Более тихая работа, т.к. турбокомпрессор является дополнительным глушителем.
Кроме того, появляется возможность оптимизировать и некоторые другие параметры.
Основным недостатком силового агрегата с турбонаддувом является т.н. «турбояма» (turbolag). Обусловлен он инертностью системы. Если водитель резко нажимает на газовую педаль, то должно пройти некоторое время до того, как нагнетающий компрессор выйдет на необходимую мощность. Происходит так потому, что на небольших оборотах турбина, а с ней и компрессор, вращаются относительно медленно. Поэтому давление в камере сгорания – минимальное. Для борьбы с этим явлением ставят два клапана: перепускной из коллектора в компрессор и для отработанных газов.
Основными способами преодоления турбоямы являются:
- VNT-турбина (т.е., с изменяемой геометрией). Поток выхлопных газов оптимизируется изменением площади впускного отверстия, за счет угла наклона лопаток, для регулировки силы потока выхлопных газов (Volkswagen, Opel).
- Установка двух турбокомпрессоров (bi-turbo), работающих параллельно. Обычно используется на V-образных моторах большой мощности (по одному на каждый ряд цилиндров). Эффект получается за счет того, что две небольшие турбинки менее инертны, чем одна крупная. Может быть и последовательное включение. В этом случае, различные крыльчатки работают на разных оборотах. Иногда встречается triple-turbo (BMW), и даже quad-turbo (Bugatti).
- Комбинированный наддув (twincharger). На один и тот же мотор ставится и механический нагнетатель, который работает на низких оборотах, и турбо от выхлопных газов.
В последнем случае, в качестве примера, можно привести патентованную технологию TCI (Volkswagen). В зависимости от нагрузки, различают следующие режимы. До 1000 об/мин – атмосферный, 1000 – 2400 об/мин – работает только механический нагнетатель, 2400 – 3500 – нагнетатель и турбокомпрессор включаются совместно, более 3500 об/мин – применяется только турбокомпрессор.
Еще одним недостатком можно назвать «турбоподхват»: после преодоления турбоямы, в системе наддува подскакивает давление. Также надо сказать, что подобные силовые агрегаты дороже атмосферных. А еще — им требуется специальное моторное масло.
Тем не менее, турбонаддув – это превосходный способ увеличения мощности двигателя. При всех его недостатках, плюсов получается намного больше.
Видео: Настройка турбины УВЕЛИЧЕНИЕ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ MAN
Поиск запроса «турбонаддув дизельных грузовиков» по информационным материалам и форуму
в чем причина, что делать, как промыть
При осмотре исправности элементов автомобиля водитель может заметить на дизельном моторе, что в интеркулере, который является промежуточным охладителем двигателей с турбонаддувом, имеются следы масла. Тому может быть множество причин, при этом как довольно «безобидных», так и серьезных. В любом случае, нужно определить, почему турбина гонит масло в интеркулер, либо откуда оно вообще там могло взяться.
Оглавление: 1. Зачем нужен интеркулер 2. Что собой представляет интеркулер 3. Почему масло попадает в интеркулер 4. Как промыть интеркулер после попадания масла
Зачем нужен интеркулер
Для водителей, которые не особо разбираются в конструкции автомобилей, может быть сразу не понятно, для чего предназначен интеркулер. Чтобы понять его назначение, нужно вспомнить из школьного курса физики, что при сильном нагреве детали могут расширяться, а при охлаждении уплотняться и сжиматься.
На моделях двигателей с турбонаддувом воздух при движении преодолевает пространство нагнетателя и приводится в движение с помощью горячих выхлопных газов. Поскольку выхлопные газы имеют высокую температуру, соответственно и воздух нагревается. Это приводит к расширению смеси, из-за чего теряются ее характеристики, и если в подобном виде ее подавать на сгорание, она сгорит не полностью. Соответственно, смесь нужно предварительно охладить, что и входит в обязанности интеркулера. За счет установленного интеркулера:
- Снижается в целом расход топлива, поскольку оно расходуется более эффективно;
- Увеличивается мощность двигателя, благодаря тому, что поступает хорошо подготовленное топливо;
- Уменьшается число токсичных газов в выхлопе.
Обратите внимание: Интеркулеры ранее автопроизводители устанавливали исключительно на дизельные двигатели, где крайне важно, чтобы температура используемой смеси была низкой. Но в данный момент интеркулеры начали устанавливаться и на бензиновые моторы, чаще это происходит не на заводе, а в автомобильных тюнинг-салонах, при повышении мощностных характеристик двигателя.
Что собой представляет интеркулер
Интеркулеры в данный момент используются:
- Воздушные. Их конструкция напоминает стандартный радиатор. То есть, такие интеркулеры имеют внутри соты, через которые при движении проходит воздух, тем самым охлаждаясь из-за замедления. Такие интеркулеры недорогие, но имеют большие размеры;
- Жидкостные. Подобные интеркулеры устанавливаются вместе с собственным насосом и «мозгами». Они занимают меньше места, но значительно дороже, поэтому практически не используются в массовом автомобильном сегменте.
Стоит отметить, что независимо от того, какой интеркулер установлен, все равно водитель может столкнуться с ситуацией, когда он обнаружит в нем масло.
Почему масло попадает в интеркулер
Обнаружив масло в интеркулере, нужно в кратчайшие сроки определить причину неисправности. Это могут быть как незначительные поломки, так и серьезные проблемы, способные привести к более серьезным повреждениям рабочих агрегатов двигателя. Рекомендуем действовать по следующему сценарию, чтобы определить, почему масло попало в интеркулер:
- Первым делом убедитесь, что сливной маслопровод, находящийся между турбиной и картером мотора, не изогнут и не имеет заметных повреждений. Если он излишне изогнут, это приводит к повышению давления, что вытекает в продавливание маслом уплотнительных колец. Как следствие, оно попадает в интеркулер. Если проблема в маслопроводе, его потребуется выпрямить и закрепить, либо заменить, в зависимости от ситуации;
- Когда проблема связана не с маслопроводом, нужно проверить воздуховод на наличие трещин и отверстий. Если они имеются, его потребуется заменить;
- Далее обязательно проверьте фильтр, возможно, он сильно загрязнен и не способен пропускать нужно количество воздуха. При сильном загрязнении фильтра его необходимо заменить.
Выше рассмотрены довольно простые проблемы, обнаружить и устранить которые водитель может самостоятельно, чтобы предотвратить попадание масла в интеркулер. Однако причины его там появления могут быть и более серьезные, например, нарушение сообщения с картером мотора. Чаще всего это возникает из-за образования засоров в сливном маслопроводе. При этом засоры могут быть разного характера, например, образованные нагаром. Чтобы решить проблему, потребуется снять с автомобиля сливной маслопровод, тщательно его очистить и установить на место. Важно в процессе очистки не повредить стенки трубки.
Еще одна причина, почему масло оказывается в интеркулере – это его высокий уровень. Если масло поднимается выше уровня дренажного патрубка, турбина будет направлять его в интеркулер. Если водитель просто налил много масла, излишки потребуется слить, но гораздо чаще причиной такой проблемы является нарушение вентиляции картера, например, из-за прохудившихся уплотнительных колец в цилиндро-поршневой группе. Когда такая проблема имеет место быть, отработанные газы направляются в картер и выталкивают через сливную трубку масло. В таком случае потребуется ремонт двигателя с заменой уплотнительных колец.
Как промыть интеркулер после попадания масла
После определения и устранения причины, которая приводит к попаданию масла в интеркулер, необходимо также выполнить очистку самого интеркулера, перед тем как продолжить эксплуатацию автомобиля. Если масло не удалить, оно будет попадать в воздух, следующий через радиатор. Тем самым, частицы масла окажутся в топливовоздушной смеси, что в целом скажется на качестве работы двигателя. Вместе с тем, снизится качество охлаждения интеркулером проходящего воздуха.
Обратите внимание: В редких случаях оставшееся масло в интеркулере, при высоких температурах, может загореться.
Чтобы очистить интеркулер от скопившегося масла, необходимо его снять с автомобиля. Если используется жидкостный интеркулер, лучше обратиться к специалистам или инструкции по снятия конкретной модели. Когда речь идет о воздушном устройстве, снять его можно очень просто – достаточно разжать хомуты и открутить несколько болтов.
Далее следует прочистить интеркулер. Для этого можно использовать специализированные средства (информация о которых должна быть указана в инструкции по эксплуатации автомобиля), либо допустимо применение универсальных автомобильных средств, например, Profoam 2000.
Важно: Если в инструкции по эксплуатации автомобиля не указано, что чистку интеркулера можно производить бензином, а также различными растворителями (уайт-спирит), применять их нельзя. Вероятнее всего, использование подобных средств приведет к необратимому повреждению устройства.
После того как интеркулер будет очищен от остатков масла, очистите его от оставшегося чистящего средства дистиллированной водой.
Обратите внимание: Воду нельзя подавать под высоким давлением, иначе это приведет к повреждению сот интеркулера.
Далее просушите интеркулер (можно оставить его сушиться на несколько часов, либо продуть феном). При продувании феном установите минимальную температуру и минимальное давление, чтобы не повредить устройство.
Когда интеркулер будет высушен, установите его обратной на автомобиль.
Загрузка…Berrima Diesel Service | Интеркулер
Охладители интеркулера
Интеркулеры нужны не для того, чтобы спасти двигатель с турбонаддувом. Они предназначены для дальнейшего безопасного увеличения мощности поверх турбо-системы. Турбонагнетатель сжимает воздух, поступающий в двигатель, и во время этого процесса нагревает воздух. Это тепло не является проблемой для дизельного двигателя, поскольку он в любом случае использует сверхсжатый нагретый воздух для воспламенения дизельного топлива. Подумайте о том, когда вы в последний раз накачивали шину компрессором, она нагревается от сжатия воздуха.Промежуточное охлаждение — это история, которую часто неправильно понимают, которая приводит ко всевозможным замечательным коммерческим презентациям и историям.
Почему мы устанавливаем промежуточный охладитель, чтобы мы могли охлаждать воздух, поступающий в двигатель, с возможно 90 ° C до 50 ° C или около того. Воздух переходит от горячего к теплому … не холодному. Таким образом воздух становится более плотным, и в итоге вы получаете больше частиц кислорода, которые можно сжечь вместе с дизельным топливом. Это небольшое увеличение количества частиц кислорода в сочетании с немного более низкой температурой сгорания теперь означает, что вы можете немного увеличить загрузку топлива в двигатель, чтобы получить мощность.Это так просто.
Можно ли использовать какой-либо сердечник промежуточного охладителя воздух-воздух и зачем вам «модернизировать» свой заводской промежуточный охладитель? Ядра заводского промежуточного охладителя похожи на большинство других частей автомобиля, построенного по определенной цене. Тип сердечника большинства установленных на заводе промежуточных охладителей использует простой сердечник «трубчатого типа» с небольшими внутренними ребрами или вообще без них для поглощения и рассеивания тепла. Они хорошо выглядят снаружи, но в целом довольно неэффективны. Правильные сердечники промежуточного охладителя типа «планка и пластина» имеют ребра внутри трубок того же типа, что и ребра, которые вы видите снаружи.Это означает, что воздух, проходящий через промежуточный охладитель, подвергается воздействию охлаждающих ребер с большой площадью поверхности, что, в свою очередь, более эффективно передает тепло от воздуха с турбонаддувом промежуточному охладителю для охлаждения. Некоторые более дешевые онлайн-интеркулеры, которые мы видели, на самом деле выглядели как настоящий интеркулер типа «планка и пластина» снаружи, но при осмотре внутри ядра охлаждающих ребер нет !! Будьте осторожны и всегда помните, что вы получаете то, за что платите сейчас. Интеркулер предназначен для передачи тепла, поэтому убедитесь, что имеющийся у вас интеркулер эффективен в передаче тепла.
Охлаждение наддувочного воздуха
Охлаждение наддувочного воздухаХанну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.
Abstract : Охлаждение наддувочного воздуха — важная особенность многих современных дизельных двигателей с наддувом, которая может использоваться для снижения выбросов и расхода топлива, а также увеличения удельной мощности.Наддувочный воздух может охлаждаться охлаждающей жидкостью двигателя, окружающим воздухом или отдельным низкотемпературным жидкостным контуром.
Введение
В современных двигателях также важно следить за тем, чтобы температура заряда не становилась чрезмерной. В современных форсированных двигателях это реальная возможность. Чрезмерно высокие температуры могут привести к снижению плотности заряда и повышению температуры сгорания, что может повлиять на крутящий момент, мощность и выбросы.
Хотя турбонагнетатели и нагнетатели увеличивают плотность наддувочного воздуха, они также повышают температуру воздуха во впускном коллекторе.Такая конструкция со сжатием всасываемого воздуха без последующего охлаждения подходила для таких применений, как североамериканские дизельные двигатели большой мощности до 1990-х годов. Поскольку стандарты выбросов становились все более жесткими, требовалось дополнительное увеличение плотности наддувочного воздуха. Хотя это может быть достигнуто за счет сжатия до более высоких давлений, это потребует более дорогостоящего оборудования для сжатия и еще больше повысит температуру цикла. С другой стороны, если бы температуру впускного коллектора можно было снизить, плотность впуска могла бы быть еще больше увеличена, и в двигатель можно было бы подавать больше воздуха без обязательного увеличения давления во впускном коллекторе.Хотя для этого потребуется компрессор, способный к более высокому потоку, его стоимость будет значительно меньше, чем у компрессора, который также может работать с более высоким давлением. Охлаждение воздуха с помощью теплообменника на выходе из компрессора — это распространенный способ охлаждения наддувочного воздуха. Такой теплообменник называется охладителем наддувочного воздуха (CAC), промежуточным охладителем или промежуточным охладителем (Рисунок 1). Эти термины обычно используются как синонимы. Термин промежуточный охладитель относится к тому факту, что этот теплообменник выполняет свою задачу между двумя стадиями сжатия, т.е.е., между сжатием в компрессоре и сжатием в цилиндре двигателя. Термин промежуточный охладитель относится к наддувочному воздуху, охлаждаемому после сжатия в компрессоре. Растущий спрос на улучшение экономии топлива и выбросов выхлопных газов сделал охладитель наддувочного воздуха важным компонентом большинства современных двигателей с турбонаддувом.
Рисунок 1 . Схематическое изображение турбокомпрессора и охладителя наддувочного воздуха###
Промежуточное охлаждение 101 (Just Chill Out….)
Принудительная индукция существует уже давно и является очень важной частью современной автомобильной культуры. Будь то супер- или турбонаддув, воздух всасывается из атмосферы и нагнетается в двигатель с помощью компрессора или насоса. В результате получается двигатель, который вырабатывает больше мощности, чем при естественном вдыхании, поскольку каждый цилиндр заполнен большим количеством воздуха, чем он мог бы втянуть сам по себе. Принудительная индукция особенно полезна для двигателей малого рабочего объема, поскольку мощность увеличивается при сохранении более высокой топливной эффективности.Вы должны знать несколько важных частей системы турбонаддува, и каждая из них выполняет не менее важную работу, чтобы система работала должным образом. Сегодня мы познакомимся с интеркулером поближе.
Наука повышения
Вы наверняка уже знаете основы: выхлопные газы покидают двигатель, чтобы вращать колесо турбины. Турбина прикреплена к валу, а на другом конце находится колесо компрессора, которое втягивает воздух из атмосферы, сжимает его и направляет сжатый воздух к двигателю.В некоторых приложениях есть перепускной клапан, который контролирует, сколько выхлопных газов позволяет перемещать турбинное колесо, а на газовом двигателе есть продувочный клапан, который направляет сжатый воздух вокруг дроссельной заслонки, когда она внезапно закрывается при замедлении. В целом система турбонаддува очень проста, но есть один важный закон физики, о котором мы не можем забыть, и который касается термодинамики.
Хотя математика, лежащая в основе всего этого, очень сложна, концепцию можно легко резюмировать: всякий раз, когда вы сжимаете газ (например, воздух), его температура будет повышаться.Кроме того, всякий раз, когда температура газа повышается, его плотность понижается, а в случае двигателя внутреннего сгорания менее плотный воздух может содержать меньше молекул топлива, и полученная смесь будет генерировать меньше энергии. Для некоторых реальных чисел температура воздуха, выходящего из турбокомпрессора, иногда может достигать 300 ° F, но для оптимальной мощности и эффективности вы хотите, чтобы воздух, входящий в двигатель, был как можно ближе к температуре атмосферы. Производители оригинального оборудования хорошо понимают эту проблему, и первые дизайнеры знали, что должен быть способ снизить температуру воздуха, выходящего из турбонагнетателя, и инженеры пришли к решению — интеркулер.
Воздух-Воздух: A2A
Есть два основных типа, но функция более или менее одинакова: чтобы отвести избыточное тепло, наддувочный воздух пропускается через устройство, подобное радиатору, которое имеет сотни крошечных проходов, которые экспоненциально увеличивают площадь поверхности, с которой соприкасается воздух. , а сердечник изготовлен из теплопроводного материала, такого как алюминий. Тепло сжатого воздуха быстро передается в сердечник. Чтобы отвести тепло от сердечника, у вас есть два метода передачи: воздух или вода.Наиболее часто используемый тип охладителя наддувочного воздуха классифицируется как воздух-воздух, потому что он просто использует внешний воздух для охлаждения сердечника, как и в случае радиатора, транс-охладителя или конденсатора кондиционера. Обычно интеркулер находится в передней части автомобиля сразу за решеткой радиатора и устанавливается перед любыми другими радиаторами или теплообменниками. Почти в каждом дизельном двигателе на дорогах сегодня используется промежуточный охладитель воздух-воздух, а в пикапах это началось примерно в 1991 году, когда компания VE Cummins добавила промежуточный охладитель, и вы все еще можете найти их сегодня практически на каждом дизельном грузовике, за исключением из 6.7 Powerstroke.
Воздух-вода: A2W
Безграничный воздухо-водяной промежуточный охладитель обеспечивает отличное повышение производительности в тяжелых условиях для двигателя 6,7 Powerstroke.Хотя система «воздух-воздух» недорога в производстве, проста в установке и почти никогда не выходит из строя, для нее требуется довольно много места перед вашей охлаждающей трубой. Если пространство в передней части автомобиля ограничено, иногда используется система промежуточного охлаждения воздух-вода, но это немного сложнее. Горячий воздух от турбокомпрессора перекачивается через теплообменник, и тепло передается от воздуха к сердечнику.Вода циркулирует через другую сторону сердечника, чтобы отводить тепло, но теперь у вас есть много горячей воды, с которой вам нужно иметь дело, поэтому вода циркулирует с помощью небольшого электрического насоса к передней части автомобиля и в другой, более компактный теплообменник (известный как LTR или низкотемпературный радиатор), в котором свежий воздух забирает тепло от воды. Охлажденная вода возвращается к первичному теплообменнику, чтобы снова нагреться и отвести больше тепла от наддувочного воздуха. Как видите, с системой промежуточного охладителя воздух-вода происходит гораздо больше.У вас есть трубопроводы охлаждающей жидкости, электрический насос, резервуар и расширительный бачок и, конечно же, низкотемпературный радиатор, не говоря уже об электронике, которая управляет всем этим, например, реле и датчики. Самым большим преимуществом системы воздух-вода является то, что теплопроводность жидкости примерно в 23 раза выше, чем у воздуха, поэтому рассматриваемый интеркулер может быть намного меньше и установлен в более узком месте.
Итак, что?
Теперь, когда мы рассмотрели основы промежуточного охлаждения, что все это значит для владельца дизельного грузовика в реальном мире? Как мы уже упоминали, каждый грузовик этого века имеет заводской промежуточный охладитель, так что вы должны иметь возможность увеличить наддув, добавить намного больше мощности и начать гонку, верно? Не так быстро…
Я снова и снова сталкиваюсь с этой концепцией, и она применима также и к промежуточным охладителям: каждый раз, когда вы добавляете мощность своему двигателю, вам необходимо настраивать каждый компонент, который является частью системы выработки энергии, в равных пропорциях, и если вы забываете про интеркулер, есть несколько способов довести его до предела.Во-первых, это тепловой КПД: как только вы увеличиваете мощность, вы работаете с турбокомпрессором сильнее, что выделяет больше тепла, но существует предел того, сколько тепла ядро может отклонить в любой момент времени, и если вы превысили этот предел, воздух, поступающий в ваш двигатель, будет более горячим, менее плотным, и ваша выходная мощность упадет, даже если вы сделаете больше наддува. (Помните: мощность зависит от плотности воздуха, а не только от давления наддува.) Затем у вас есть падение давления. Существует предел количества воздуха, который может проходить через ядро, а стандартные промежуточные охладители хорошо подходят для штатного турбонаддува и уровня мощности.Если вы увеличите воздушный поток с помощью более крупного турбокомпрессора или компаундов, воздух, проходящий через сердечник, может попасть в своего рода пробку. В интеркулер поступает больше воздуха, но выходить может только его количество. И, наконец, существует предел того, какое давление может физически выдержать конструкция, и в крайних случаях, когда давление наддува превышает 100 фунтов на квадратный дюйм, вы можете открыть стандартный алюминиевый интеркулер. Для некоторых грузовиков порог отказа намного ниже, особенно если у вас есть чудак, такой как LMM Duramax или один год только 2005 Ram, которые используют пластиковые концевые баки.По всем этим и другим причинам каждая производительная дизельная сборка должна иметь модернизированный промежуточный охладитель.
Больше и лучше…
Banks Power производит детали для дизельных двигателей дольше, чем кто-либо другой, и они используют очень научный и основанный на данных подход к разработке деталей, которые улучшают характеристики вашего дизеля, чтобы вы знали, что они будут соответствовать своим требованиям. Независимо от того, есть ли у вас более ранняя модель дизельного грузовика, которая пришла с завода без промежуточного охладителя, или вы увеличиваете производительность своей более поздней модели, система Technicooler будет работать намного лучше, чем любые заводские детали.Например, LLY Duramax имел промежуточное охлаждение на заводе, но грузовик страдал от перегрева по разным причинам, но суть проблемы — это тепло, выделяемое при сгорании. В то время как менее ограничительный турбонагнетатель в стиле LBZ имеет большое значение для поддержания низких температур охлаждающей жидкости, переход на систему Banks Technicooler значительно увеличит охлаждающую способность LLY. В этом случае он имеет сердцевину на 25% больше и пропускает на 34% больше воздуха, плюс он полностью изготовлен из высокопрочного алюминия, что исключает возможность растрескивания, а система Technicooler также поставляется с более крупными 3-дюймовыми трубками наддувочного воздуха для еще больше увеличить воздушный поток.В целом из сжатого воздуха удаляется больше тепла, температура сгорания и выхлопа снижается, эффективность использования топлива повышается, а температура охлаждающей жидкости двигателя также снижается, особенно в сценариях с постоянной мощностью, таких как буксировка тяжелого трейлера по горному перевалу, что Вот где у LLY больше всего проблем.
Разница между фабричным и интеркулером Бэнкса даже несопоставима. Если вы хотите отказаться от EGT, обновленный интеркулер обязательно должен быть в вашем списке.1994-97 гг. 7.3 Powerstroke, 1989–1991 гг. Cummins 5.9 и первые грузовики GM 6.5 были оснащены турбонаддувом, но не имели промежуточного охладителя. Выходная мощность этих двигателей с самого начала была невысока, и, возможно, поэтому дизайнеры не сочли целесообразным добавлять интеркулер, но это все равно, что выстрелить себе в ногу, поскольку отсутствие интеркулера может ограничить выработку мощности. . Когда вы работаете с грузовиком почти на пределе своих возможностей, температура воздуха на выходе из компрессора может достигать 300 ° F, что далеко не идеально для расхода топлива или мощности.Мы уже знаем, что ответ на эту проблему — добавление интеркулера, но обычно на более старом автомобиле вам придется проявить творческий подход со своим сварщиком и некоторыми потрясающими инструментами, чтобы установить интеркулер, но Бэнкс снова может прийти на помощь. Для ребят из OBS Powerstroke вы можете установить правильно спроектированный комплект интеркулера с основными ручными инструментами и без особых усилий, а в выходные система Technicooler System предоставит вашему 7.3 все преимущества высокопроизводительного интеркулера, который должен был быть на грузовике для начала.
До сих пор был построен только один пикап, оснащенный промежуточным охладителем воды и воздуха, и этим отличием является 6.7 Powerstroke. Первичный теплообменник расположен низко в моторном отсеке со стороны водителя за фарой, а низкотемпературный радиатор находится за решеткой на обычном месте. К сожалению, стандартный промежуточный охладитель, как известно, выходит из строя изнутри, и между воздушной и водной сторонами сердечника образуются трещины, что является плохой новостью, поскольку теперь охлаждающая жидкость может попасть в двигатель.При увеличении производительности может треснуть не только сердцевина, но и стандартный интеркулер также является ограничением воздушного потока. Mishimoto разработал лекарство от обеих проблем, разработав гораздо более прочный и эффективный сердечник в виде стержней и пластин. Концевые баки изготовлены из литого алюминия, и все это сделано методом высокоточной сварки TIG. После установки под капот вашего Superduty воздушный поток увеличивается на 22%, и тесты на динамометрических стенах показывают, что, просто поменяв интеркулер, вы можете увидеть это увеличение крутящего момента на 40 фунтов без дополнительных изменений.
Meth Is Bad for You…
Если у вас ограниченное пространство для интеркулера или просто проблема с более высокими EGT, есть еще один способ помочь без физического изменения размера интеркулера, и это с помощью химического спрея. Это может звучать абсурдно, но, впрыскивая точное количество смеси 50/50 воды и метанола во впускной поток прямо перед тем, как он попадает в двигатель, вы увидите те же эффекты, что и интеркулер. У AEM Electronics есть комплект, который включает все необходимое для установки впрыска водного метанола в дизельное топливо, включая резервуар, насос, шланги высокого давления, форсунку и, конечно же, электронный блок управления.После его установки вы получите прирост мощности, топливную экономичность, более низкую температуру воздуха и даже уменьшение содержания твердых частиц.
Сохраняйте спокойствие
Простой факт в том, что любой турбодизельный двигатель должен иметь интеркулер, и чем он больше, тем лучше. Хотя он в первую очередь отвечает за поддержание низкого IAT двигателя, вы помогаете интеркулеру выйти, создавая эффективность воздушного потока в других частях двигателя, например, используя воздухозаборник, выпускные коллекторы с высоким расходом и верхние и нижние трубы, хорошо тюнинг, и свободнотекущий выхлоп.Это как в школьной алгебре: не забудьте сбалансировать эти уравнения!
Интеркулеры для дизелей @ ExplorOz Статьи
Вместо теории работы и математических объяснений, касающихся коэффициентов теплопередачи, эффективной площади поверхности и т. Д., Мы рассмотрим эффекты охлаждения наддувочного воздуха.Давление, температура и объем фиксированной массы газа связаны с помощью правила физики, называемого уравнением идеального газа:
PV / T = постоянное,
, где P = абсолютное давление, V = объем и T = абсолютная температура. .
Все, что он на самом деле говорит, — это то, что если вы измените какой-либо из этих параметров, по крайней мере, один из других также изменится.
Другой способ записать это: P1V1 / T1 = P2V2 / T2,
где, скажем, P1, V1 и T1 описывают окружающий воздух, поступающий в воздухоочиститель, а P2, V2 и T2 описывают воздух, выходящий из нашего турбокомпрессора. компрессор.
Вы можете подумать, что так называемое уравнение «идеального» газа не применимо в реальном мире, но при низких давлениях и температурах, о которых мы говорим, оно довольно точное.[Хотя, например, для паровых котлов сверхвысокого давления на электростанциях математика может быть немного сложнее.]
Теперь мы немного изменим уравнение идеального газа, чтобы оно соответствовало нашим целям. [Любые физики-теоретики, пожалуйста, пойдем с нами ненадолго, хорошо?]
Как упоминалось ранее, уравнение применимо к фиксированной массе газа. В нашем случае, скажем, это масса воздуха, всасываемого через воздухоочиститель нашего двигателя за одну секунду, когда мы едем с полностью открытой дроссельной заслонкой и при большой нагрузке.Объем нашего воздуха связан с массой нашего воздуха уравнением:
V = m / d, где m = масса (граммы) и d = плотность (граммы / литр),
и так, если мы заменим «V» в нашем уравнении, мы получаем: P1m1 / T1d1 = P2m2 / T2d2.
Поскольку масса воздуха, выходящего из нашего турбокомпрессора, равна массе воздуха, входящего в него, m1 = m2, и наше уравнение принимает следующий вид:
P1 / T1d1 = P2 / T2d2
Мы можем изменить это на:
d2 / d1 = плотность после турбонагнетателя / плотность перед турбонагнетателем = P2 / P1 x T1 / T2.
Прежде чем мы продолжим, нам необходимо уточнить наши измерения давления и температуры. Мы обсуждали понятие абсолютного давления в первой статье этой серии, то есть давление выше абсолютного вакуума. Итак, чтобы преобразовать манометрическое давление (или давление наддува) в абсолютное давление, нам нужно добавить 14,7 фунтов на квадратный дюйм или 1,0 бар.
То же самое и с температурой. Нулевой градус Цельсия явно не такой холодный, как вообще возможно. Фактически, эта температура составляет -273,15 ° C или абсолютный ноль.Чтобы преобразовать температуру Цельсия в абсолютную температуру, нам нужно добавить 273,15 к температуре Цельсия.
Единицы абсолютной температуры — Кельвин (K), поэтому 0 ° C — это то же самое, что + 273,15K, а 25 ° C — это 298,15K и т. Д.
Абсолютное давление и абсолютная температура — это единицы, необходимые для использования нашего газа. уравнения.
Системы промежуточного охлаждения | Мощность для двигателей нагнетателя и турбокомпрессора
Быть плотным — это круто
Улучшение воздушного потока снижает температуру воздуха и увеличивает плотность и содержание кислорода в воздухе, поступающем в двигатель.Это увеличивает мощность! Более низкие температуры выхлопных газов (EGT) также улучшают экономию топлива. Когда EGT приручены, тюнеру не нужно ограничивать подачу топлива. Так вы получите больше мощности на любом EGT. Это очень круто!
Banks с промежуточными охладителями воздух-воздух и воздух-вода устраняет ограничения с большими трубками наддува (для большинства приложений), огромными впускными / выпускными отверстиями, толстым сердечником и прочными, обтекаемыми полностью алюминиевыми концевыми баками. Увеличивает повышенную плотность воздуха для более высокой продолжительной мощности и большего количества MPG.
Дизельные турбины сжимают воздух, увеличивая его плотность, но при этом нагревая.Интеркулер отводит это тепло, что добавляет еще большей плотности. Измерители повышения давления не считывают плотность, но запатентованный (и скоро будет выпущен) измеритель плотности Бэнкса. Если ваш новый интеркулер привел к увеличению наддува, хорошо, это менее жестко. Но улучшилось ли при этом плотность воздуха, лучше ли охлаждение? Вот что делают интеркулеры … они классные!
Но они должны делать это, не блокируя воздух в радиатор, который находится сразу за интеркулером. Если конструктор просто сделал интеркулер толстым, это не будет преимуществом, если ваш двигатель перегреется, а компьютер урежет топливо, чтобы защитить его.Теперь у вас потеря мощности. Правильная оценка учитывает все … и раскрывает правду о других парнях!
УВЕЛИЧЕНИЕ ЗАПАСА
Это первый показатель производительности интеркулера. Если послепродажный товар не может дать больше, чем товар на складе, нет смысла даже открывать коробку. Все устройства протестированы лучше, чем стандартные, с явным победителем Бэнкс… Пока все хорошо.
УВЕЛИЧЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ВОЗДУХА
Это причина в первую очередь интеркулера.Более холодный нагнетаемый воздух содержит больше кислорода. Более холодный всасываемый воздух и больше кислорода снижает EGT, повышает экономичность и раскрывает способность вашего топлива производить энергию. Измерение прироста плотности воздуха по сравнению с обычным является наиболее важным аспектом работы промежуточного охладителя. Здесь и вступает в игру запатентованное Бэнксом измерение плотности. Банки и AFE присутствуют в игре, но BD охлаждается так плохо, что фактически теряет плотность!
ПОТОК ВОЗДУХА К РАДИАТОРУ
Если промежуточный охладитель блокирует радиатор вашего двигателя от входящего потока воздуха, в котором он нуждается, возникающие высокие температуры заставляют ЭБУ сокращать топливо, в результате чего снижается номинальная мощность и возникают поломки, связанные с нагревом.Дело в том, чтобы улучшить характеристики вашего автомобиля, а не нанести ему вред. Сердечники стержней и пластин Spearco и AFE блокируют настолько много воздуха, что перед ним кладут картон.
ОКОНЧАТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Окончательная оценка суммирует три приведенных выше результата с весом 20% для усиления наддува, 60% для улучшения плотности и 20% для воздушного потока, проходящего через радиатор. Если сложить результаты этих испытаний, легко понять, почему Бэнкс выходит далеко вперед: интеркулер Бэнкса обеспечивает более быстрый отклик дроссельной заслонки, более высокую продолжительную мощность при любой температуре выхлопных газов, лучшую экономичность и более надежную установку. Все преимущества и никаких компромиссов.
СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ БАНКА
Banks устраняет ограничения, снижает падение давления нагнетаемого воздуха и значительно охлаждает воздух для большей плотности, содержания кислорода и мощности.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ДИНАМИКА ЖИДКОСТЕЙ (CFD)
Прочные литые алюминиевые торцевые баки, разработанныеCFD, обеспечивают долговечность и плавный поток воздуха. Чего нельзя сказать о сварных листовых резервуарах. Воздух плохо проходит через квадратные углы, и сварные швы могут сломаться при сильном наддуве, когда больше всего требуется производительность.
ВПУСКНОЙ ПАТРУБОК MONSTER-RAM ™
Улучшает поток воздуха из интеркулера. Banks Monster-Ram увеличивает наддув без увеличения противодавления в турбине. Результат: более отзывчивый и экономичный двигатель. До шести портов 1/8 дюйма NPT для добавления азота, воды / метана и многого другого …
Проверьте это — Узнайте, почему интеркулеры Banks — это система, необходимая для вашего грузовика!
* Состав, функции и результаты работы зависят от приложения.Большинство продуктов — это CARB E.O. сертифицированный или в процессе. Мощность измеряется на задних колесах, рекомендуется улучшить обдув.
FAQ — Производительность дизельных интеркулеров
Что за история с зеленой серией 80 на фотографиях?
У меня остались прекрасные воспоминания об удивительном приключении, которое я пережил на этой машине. Это была экспедиция в Магадан по Дороге костей с нашими друзьями в 4×4 World Explorer, а фотографии сделаны в Сибири.
Для начала мы подобрали локально 80-ю серию с бензиновым двигателем, который работал хорошо, но не подходил для предстоящей жизни автомобиля в кругосветных путешествиях.
Во время предыдущей поездки по маршруту Canning Stock Route с Томасом и его друзьями из 4×4 World Explorer я заметил (и снял со счетов) автомобиль 105 с разбитым кузовом, но у него было хорошее шасси. После моего возвращения в Перт, когда я решил, что мне нужен Lexus LX470 с кузовом и двигателем 1HD-FTE 105, я связался с владельцем. Мы обнаружили, что двигатель 1 Гц выглядел нормально, но запускался и останавливался из-за проблемы, которая, вероятно, была связана с электронным управлением на топливном насосе.
Сняв корпус, мы очистили 1HZ от красной грязи, установили его в 80 с помощью Grunter Extreme от GTurbo и большого интеркулера с передней панелью и пластиной и экспортировали в Куала-Лумпур, чтобы начать свое приключение.Мы сохранили номерные знаки Eastern Goldfields 4WD Club в знак признания того, что он в прошлом не путешествовал по территории Вашингтон. Самым первым владельцем оказался товарищ за углом, который сделал жене предложение с этим автомобилем!
Итак, с множеством приключений, уже за плечами, мой друг и его сын присоединились к конвою из 4×4 World Explorer и поехали на север из Куала-Лумпура, через Таиланд, горы Лаоса и в Китай. Я присоединился к ним на севере Китая с женой и тестем, и мы направились на запад, в Монголию, затем на север, в Сибирь, где начались настоящие приключения и группа поредела.
В течение следующего месяца мы пробирались по знаменитой Дороге костей до самого дальнего востока России, доступного автомобильным транспортом, а затем до Владивостока. Множество горных пейзажей и грунтовых дорог с несколькими снегопадами, чтобы мы знали, что там может быть очень холодно.
Производительность пакета с GTurbo и передним промежуточным охладителем была исключительной. Экономия топлива была намного выше, чем у безнаддувного 1HZ в колонне, как и производительность. Способность автомобиля легко поддерживать скорость на длинных горных перевалах в Китае быстро стала легендарной, поскольку другие 1HZ упали на большой высоте.
Этот автомобиль не только прожил полноценную жизнь на грубых золотых приисках Западной Австралии и проехал до самой восточной точки азиатского континента, но и в следующем путешествии вернул его в Китай, базовый лагерь Эвереста, Москву, верхний край. Норвегии, вдоль побережья и в Лондон. Итак, это был самый дальний восток, самый дальний юг, самый дальний север и самый дальний запад огромной территории Азии и Европы. Он завершил двухмесячную поездку в Африку, а в следующем году отправится в Южную Америку еще на двухмесячную поездку в качестве основного транспортного средства поддержки, поэтому он сильно загружен.
Эти поездки сами по себе подтверждают способность хорошо настроенной 1 Гц работать с правильно подобранным турбонагнетателем, а также мощность и эффективность переднего промежуточного охладителя.
BD Diesel Cool-It Intercooler для Cummins, GM Duramax & Powerstroke
Название продукта: Intercooler
Производитель: BD Diesel
BD с обтекаемыми внешними воздушными каналами улучшает охлаждение двигателя, предлагая меньший шум вентилятора и меньшее сопротивление лопастей, а также повышая мощность двигателя и эффективность радиатора и теплообменников системы кондиционирования воздуха.Разработанные в результате испытаний при давлении турбонаддува 100+ фунтов на квадратный дюйм и температурах на выходе турбонагнетателя 500 ° F, наши баки с литым концом увеличенной толщины с опорными стойками обладают целостностью и долговечностью без вздутия и трещин.
Микроэкструдированная трубка предназначена для приложений, обеспечивающих давление наддува 20–100 фунтов на кв. Дюйм и температуру на входе 500 + OF. Трубки имеют толщину стенки 0,025 дюйма и улучшенные внутренние ребра, улучшающие рабочие характеристики, и уже прочную опорную конструкцию, обеспечивающую передачу теплопроводности 95%.При испытании под давлением более 400 фунтов на кв.
Эти промежуточные охладители BD Diesel Cool It имеют на 57 процентов большую площадь охлаждающей поверхности, что увеличивает эффективность охлаждения до 90 процентов по сравнению со стандартным промежуточным охладителем с 70 процентами. Это равносильно снижению температуры почти на 200 градусов по Фаренгейту по сравнению со стандартным интеркулером! Большие впускные и выпускные трубки обеспечивают значительное увеличение потока, который может превышать 1500 кубических футов в минуту, при этом падение давления составляет менее 1 фунта на квадратный дюйм.- Новая конструкция со свободнотекучим экструдированным сердечником имеет на 36% больше впускного и выпускного отверстия, что приводит к перепаду давления в охладителе 1 фунт / кв. Дюйм при 60 фунт / кв. Дюйм и 1600 куб. Фут / мин.
- Фронтальная поверхность составляет 756 кв. Дюймов, а усиленный охладитель толщиной 2,75 дюйма имеет эффективность 90% по сравнению со стандартным кулером с эффективностью 70%.
- Thoroughbred Diesel предлагает широкий ассортимент продукции BD Diesel Performance в нашем интернет-магазине. Бесплатная доставка большинства продуктов BD Power в магазине Thoroughbred Diesel.
ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА
Сжатый воздух — это нагретый воздух, и когда вы комбинируете агрессивную кривую топлива с повышенным уровнем наддува, это может привести к высокой температуре на входе.Вот почему компания BD разработала интеркулер Coo-It. Благодаря увеличенной на 57% площади охлаждающей поверхности и толщине сердечника до 33% эффективность охлаждения Cool-It увеличивается примерно до 90% по сравнению с 70% для стандартного промежуточного охладителя. Это может означать снижение температуры до 200 градусов по Фаренгейту по сравнению со стандартным интеркулером! В то же время увеличенные на 36% впускные и выпускные трубки могут выдерживать давление наддува до 100 фунтов на квадратный дюйм и более 1500 кубических футов в минуту, удерживая падение давления на уровне менее 1 фунта на квадратный дюйм.С новым блоком BD Chevy LB7 / LLY Duramax, имеющим площадь фронтального охлаждения более 780 кв. Дюймов и почти 2000 куб. Дюймов.охлаждающего объема, что делает его на 12% больше площади и на 79% больше объема по сравнению со складами, на 4% больше площади и на 37% больше по сравнению с некоторыми конкурентами.
Cool-It — это самый красивый и эффективный промежуточный охладитель на рынке, который представляет собой прямую замену стандартного блока на болтах. Шланги и подпружиненные Т-образные зажимы включены в некоторые комплекты. Благодаря новой производственной конструкции все концевые баки отлиты с эксклюзивными цельными внутренними опорными колоннами, повышающими жесткость и прочность бака.
Не теряйте хладнокровия.Получите это — с новым интеркулером Cool-It от BD.500o по Фаренгейту .. Этого тепла достаточно, чтобы приготовить пятифунтовую курицу за 45 минут. Это также температура воздуха, поступающего в ваш стандартный интеркулер. Сжатый воздух — это нагретый воздух, и когда вы комбинируете агрессивную топливную кривую с повышенными уровнями наддува, это может привести к уровням температуры на входе конвекционной печи.
Вот почему компания BD разработала новый интеркулер Cool-It. С увеличенной на 57% площадью охлаждающей поверхности и толщиной сердечника на 33% (2.68 дюймов против 2 дюймов), Cool-It увеличивает эффективность охлаждения примерно до 90% по сравнению с 70% для стандартного интеркулера. Это может означать снижение температуры до 200 градусов по Фаренгейту по сравнению со стандартным промежуточным охладителем. В то же время впускные и выпускные трубки на 36% больше (3,125 дюйма против 2,625 дюйма) могут выдерживать давление наддува до 90 фунтов на квадратный дюйм и более 1500 кубических футов в минуту, удерживая падение давления менее 1 фунта на квадратный дюйм. (Технические характеристики интеркулера Dodge 3-го поколения)
Мы гарантируем, что это воздухо-воздушный интеркулер высочайшего качества и с лучшими характеристиками на рынке.Наша конструкция с экструдированной трубкой превосходит другие низкокачественные конструкции стержней и пластин и труб и ребер. Один только размер сердечника составляет 2,68 x 28 x 26 дюймов.