img 3349 Принцип работы интеркулера. При сжатии воздуха в турбокомпрессоре он нагревается. При  поступлении горячего воздуха во  входной коллектор это плохо сказывается на смесеобразовании.

Во-первых, теплый воздух  менее плотный, чем холодный, а значит и весит он меньше. Однако следует помнить, что масса (не объем), воздуха потребляемого двигателем определяет его мощность. Так что если двигатель потребляет теплый воздух, то максимальная мощность снижается.

Следующая проблема, при поступлении теплого воздуха в двигатель, - это увеличение детонации. Детонация - это процесс сгорания, когда огонь не движется прогрессивно по камере сгорания, а  смесь воздуха и топлива резко взрывается, вызывая при этом повреждения поршней, колец и даже возможно головки блока. Если  снизить температуру воздуха, при выходе из турбины, двигатель может выдать значительно большую мощность.  Для этого как раз и используются интеркулеры.

Есть целый ряд факторов, который способствует повышению температуры.

Во-первых, чем выше давление, тем больше будет температура. В качестве правила, если вы повышаете давление свыше 0.5 bar (~ 7 psi), интеркулер как раз готов к этому.

Во-вторых, чем ниже эффективность компрессора, тем выше температура. Однако, очень трудно предсказать эффективность компрессора для конкретной установки, при всем при том, что есть данные производителя на компрессор. Иными словам, это комбинация из многих факторов потока воздуха, давления, работает ли компрессор на пределе или еще есть запас. Лучше всего иметь небольшой запас.

В-третьих, двигатель не всегда работает в постоянных условиях. Он находится "под давлением" примерно 3-5% от общего времени, и даже увеличение наддува  происходит не более 20 секунд.

Почти любая машина при полном наддуве продолжительностью 20 секунд наберет более 150 км/ч с места, что означает что более продолжительный наддув требуется только при пиковых нагрузках как то - подъем в горах, тяжелые дорожные условия или управление  при максимальных скоростях. Считается,что все машины должны работать по максимальной нагрузке, однако реально таких машин очень мало. Поэтому  факторы отвода тепла принимают первостепенное значение.

Если при спокойной езде температура воздуха во входном коллекторе на 20 градусов выше окружающей, то при температуре окружающей среды в 25 градусов, в двигателяь будет поступать 45-ти градусный воздух. Через  25-30 минут движения, все близлежащие детали будут иметь такую же температуру. Если такой автомобиль, неожиданно выйдет на уровень полного наддува, то температура поступающего воздуха резко возрастет и от него начнут нагреваться другие узлы (входной коллектор, турбо-компрессор), тем самым охлаждая воздух и ограничивая влияние интеркулера на такой наддув.

Следовательно на нерегулярный короткий наддув, для обычных автомобилей, интеркулер не окажет такого сильного влияния, как кажется сначала. Но это не значит что интеркулер неэффективен. Интеркулер снижает температуру поступающего в двигатель воздуха, а также незначительно уменьшает давление наддува. Происходит второе из-за сопротивления потока оказываемого интеркулером. Есть ограничения  неустранимые, из-за того, что воздушные потоки в интеркулере турбулентны, чтобы поддерживать эффективность интеркулера на должном уровне, за счет перемешивания большого количества воздуха с поверхностью интеркулера.

Если давление упадет слишком сильно, это может отразиться на мощности. Уровень падения в 1-2 psi - можно считать нормальным для хорошего интеркулера. Эффективность интеркулера измеряется процентом снижения температуры поступающего из вне воздуха. Если интеркулер уменьшает температуру воздуха в сравнении с окружающей средой, значит такой интеркулер эффективен на 100%. Это не достижимая мечта, поскольку в реальности ни один интеркулер не может достичь этого. Хороший интеркулер считается с эффективностью в 70%.

По видам интеркулеры деляться на две категориии воздух/вода и воздух/воздух. Разработаны и  специальные виды интеркулеров охлаждающие воздух ниже окружающей среды за счет использования льда или закиси озота (нитроса), но мы их рассматривать не будем. Наиболее распространенный вид интеркулеров воздух/воздух в качестве заводских и в качестве тюнинговых. Они очень просты технически и надежны.

Состоят они из пластинчатого радиатора и трубы.  Проходит воздух через тонкие трубчатые пластины радиатора, соединенные в верхней части друг с другом.  Внутри тонких трубок располагаются небольшие перегородки для создания турбулентности вследствии чего и повышается теплообмен. Между трубками есть другие перегородки обычно расположенные зиг-загом. Материалом для интеркулеров служит аллюминий. Поток воздуха поступающий при движении способствует охлаждению воздуха внутри радиатора, уносит избыток тепла в окружающую среду.

Для лучшего распределения воздуха по всех этих небольших трубках применяют конечные резервуары, которые приварены с обеих сторон радиатора. Есть также и двойной проход где вход и выход с одной стороны и разделены между собой перегородкой. Производители указывают обычно две спецификации - это эффект от охлаждения (как падение температуры) и падение давления для заданного потока воздуха (или для определенной мощности). Поскольку такой вид интеркуллера использует окружающий воздух, то он не может быть слишком эффективным следовательно чем он больше - тем лучше. Поэтому размер его ограничивается наличием свободного места под капотом вашего автомобиля и наличием наличности в кармане.

Интеркулеру типа воздух/воздух для пропуска через себя как можно большего количества воздуха полезно  установить металлические пластины которые бы направляли воздух сквозь защитную сетку на интеркулер, а также полоски из пенообразной резины, которые не дадут воздуху обойти интеркуллер. Чтобы трубы оказывали минимальное влияние на давление в системе турбоавтомобиля их используют плавно расширяющимися от 50 мм на выходе компрессора, до 80 мм на входе.Трубы интеркулера должны быть короткими с очень плавными изгибами. Обратная труба от интеркулера должна быть теплоизолирована по максимуму. Применяют для этого стекловолокно или керамическое волокно, так как это легкие материалы. Можно сверху обернуть аллюминиевой лентой.

Интеркулер типа вода/воздух состоит из следующих частей: радиатор, теплообменник, насос, трубы и блок управления. Интеркулер вода/воздух используется реже чем типа воздух/воздух. Но они имеют несколько  достоинств, особенно ценных в условиях тесных моторных отсеков. Здесь используется компактный теплообменник, который располагается под капотом рядом с компрессором. Тепло передается охлаждающей жидксти, а затем выходит на наружу через установленный отдельно небольшой радиатор, расположенный обычно спереди.

Водно-воздушный теплообменник должен быть таким, чтобы в нем было такое количество воды, которое предотвратит рост тепераратуры на пике давления наддува. Еще насос не вступил в действие по подаче холодной воды, а теплообменник уже может забрать достаточное количество тепла из поступившего в коллектор воздуха. Поэтому такие системы считаются более лучшими и эффективными при повседневной езде. Однако при нагреве воды, потребуется время, чтобы она могла остыть.

Радиатор и насос

Радиатор монтируется впереди и полностью отделяется от радиатора двигателя. Под радиатор могут служить радиаторы от кондиционеров, а также большие маслянные радиаторы. По мощности радиатор должен превышать мощность теплообменника или хотя бы быть ему равным. 

Циркуляцию воды обеспечивает электрический насос. Есть системы использующие постоянно работающий на маленькой скорости насос, при повышении наддува увеличивающий свою производительность. Есть системы включающие насос при определенном положении дроссельной заслонки и выключающие по таймеру после падения давления спустя 30 секунд. 
Есть насосы с крыльчаткой и есть с диафрагмой. Диафрагменные дают большее давление и но отличаються высоким уровнем шума - поэтому монтируют их с используя резинки.
 
 Блок управления
 
Режимов работы насосов существует несколько. Самый простой включать и выключать насос в зависимости от давления. При использовании наддува на короткие переоды и часто, это работает эффективно. Но все таки лучше с таймером, тогда насос поработает некоторое время после падения давления во впускном коллекторе. Следующий вариант использование микропереключателя, который включает насос при определенном положении педали газа. 
 
Если вдруг потребуется 2-х скоростное управление насосом, его можно подключить используя для этих целей резистор (сопротивление). Сопротивление должно быть керамическое, расчитанное на большую мощность.  Сопротивление может сильно греться и лучше его расположить на каком-нибудь радиаторе от транзистора поместив впереди, обеспечив хорошим обдувом. 
Как еще один из вариантов можно использовать показания датчика температуры скомутировав включение насоса тогда, когда он действительно нужен.
 Установка интеркулера
 
Самое главное при установке правильный выбор места. Температура окружающего воздуха - вот что самое главное на что следует обратить внимание в первую очередь. Интеркулер забирает тепло на себя также быстро как и защищает от него. Поэтому расположенный под капотом интеркулер может также быстро превратиться в печку для воздуха, если в этом направлении ничего не предпринимать. Турбированные автомобили имеют очень высокую температуру под капотом и требует пристального внимания к потокам воздуха под капотом.
 
Важно это становиться особенно когда впереди очередная светофорная гонка. При этом моменте тепло сильно продвигается прямо через интеркулер.
Практикой выбрано наиболее подходящее расположение интеркулера - впереди перед радиатором двигателя. Аэродинамически через это место проходят достаточно большие воздушные потоки для охлаждения двигателя.  Интеркулер должен быть впереди всех других радиаторов.

Смотрите также на страницах сайта Supertuning  интересную тему Mustang 4,6 GT Supercharger

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Форма входа

Copyright © 2010 Supertuning. All Right Reserve.