Как охладить интеркулер авто
Принудительное охлаждение штатного интеркулера и 3D печать. Часть 1.
В этой записи хочу рассказать о том, как я делал крепление для вентилятора на штатный интеркулер.
Так совпало, что вентиляторы на пробу я купил еще давно, но руки не доходили поставить. Всегда находится куча причин, что бы не трогать то, что и так работает. Однако в этот раз ужасные потеки из патрубков мне страшно надоели и я решился. Снял интеркулер, все патрубки и трубки и начал все отмывать. Раз уж пошла такая пьянка — решил подумать над креплением. Когда деталь лежит на столе ее значительно легче измерить.
Сказано — сделано. Страшно воняющий соляркой после промывки интеркулер я притащил на работу, а дальше все завертелось. За день я успел снять размеры и нарисовать примерные эскизы деталей.
Штатный интеркулер меняют на увеличенный китайский, некоторые притаскивают почтой поделки австралопитеков, которые тоже продают кучу тюнячек на патруль. Я изучил эту тему и хотел именно улучшить работу штатного.
Дело в том, что замена интеркулера достаточно накладное дело, а если он оказался целым, не треснутым и не сопливит. Зачем менять то, что еще работает и может проработать достаточно долго?
У интеркулера есть несколько крепежных точек за которые я и решил закрепить всю конструкцию. Померил контуры, и сделал первую версию деталей для крепления. И конечно же не попал.
В общем, 3d печать замечательная вещь. За день получилось сделать макет деталей и исправить допущенные при проектировании ошибки. Интеркулер имеет достаточно сложную форму и промерить его с первого раза оказалось очень тяжело. После получения макета детали проверил расположение вентилятора и чуть сместил посадочные отверстия. Все корректировки отметил прямо на макете.
Вторая версия деталей позволила собрать и проверить все в работе. Когда я делал эти детали — старался что бы все получилось как можно компактнее, что бы уместиться под капотом и ничего не задевать. Сейчас, спустя три месяца, могу сказать что все отлично получилось.
Вентилятор отлично работал продувал интеркулер, но часть потока разбивалась об него и уходила в стороны. Это не правильно, так как нужно очень интенсивно обдувать именно интеркулер, если такие вещи возникают на холодную, то при продуве горячего радиатора воздушный поток будет разбиваться еще сильнее. (При конструировании теплообменников вентиляторы размещают за горячим радиатором, как бы вытягивая из него горячий воздух. Продувание холодным воздухом менее эффективно из-за того, что воздух разогревается и расширяется при контакте с радиатором, что создает своеобразную пробку и мешает поступлению новой порции холодного воздуха).Так как приходится работать с тем что есть, приходится городить все сверху.
Были спроектированы и добавлены специальные шторки, направляющие излишки воздуха вдоль стенок интеркулера. Надо отметить, что после того как я их добавил, поток через интеркулер стал больше. Вот еще несколько фото конструкции.
Пока я это все конструировал я даже не представлял насколько сильно там все вибрирует. Однако, решил сразу сделать резиновый демпфер для вентилятора.
Когда что-то конструируешь, нужно проверить все в деле. Следующим вечером я все ставил на место, что бы проверить. Был очень волнительный момент. Влезет или нет, вдруг будет задевать, очень хотелось все скорее собрать.
Я специально ждал перед тем как садится писать эту статью, так как не был уверен в том, что вся эта конструкция окажет какое-то значимое влияние на машину и не хотел поддаваться эйфории и сначала проверить результаты. Да, вот так, научные сотрудники — странные люди.
А теперь о результатах:
Сейчас прошло более трех месяцев с момента установки этой системы и могу сказать что она работает и оказывает весьма существенное влияние. Особенно, если машина эксплуатируется в жару и в городе. Штатная ноздря начинает забирать воздух на скорости около 100-120 км/ч, так что при средней скорости движения по городу в 50-60 км/ч ей ничего не достается от воздушного потока. Примерные схемы на картинках. Установка «мухобойки» усугубляет ситуацию и даже на большой скорости ноздрей ничего не поймаешь. (Если честно, считаю, что мухобойка на патруле совсем не нужна) Есть варианты ставить большую ноздрю (Autoclubman), считаю, что это вариант на любителя и добавляет слишком много веса и без того тяжелому капоту, но при этом она действительно работает. (Если сомневаетесь про направление воздушных потоков — посмотрите при движении на поведение капель воды на капоте. )
Становится понятно, что большую часть времени (Если конечно вы не ездите только по трассе), интеркулер не охлаждается. В дальнейшем можно экспериментировать и измерять температуру на стоячей машине, результат примерно тот же.
Собственно, самый смак — цифры.
После установки охлаждения интеркулера удалось получить снижение среднего расхода с 16.5 литров по городу до 14.5-15 литров. При включенном охлаждении (20-30% от полной мощности) температура воздуха на выходе из интеркулера снижается минимум на 2-4 градуса (сильно зависит от температуры окружающего воздуха). Ну и конечно же «машын стал лучше ехать на свитофорах фсех делаю ваще ракета» небольшое улучшение динамики.
На мой взгляд, это достаточно хорошие результаты. Детали крепления сделаны из пластика (С ними ничего не случилось за 3 месяца) Пластик PLA, планирую сделать еще одну версию крепления из пластика ABS (Из него сделаны почти все детали в машине) и сравнить. Доделать систему регуляции оборотов. Сейчас у меня стоит постоянный обдув на 20-30% и пока хватает. Хочется сделать именно электронную систему регуляции, а там, чем черт не шутит, может и систему опрыскивания добавлю.
Ближе к зиме начну собирать еще один комплект, если кому-то интересно поэкспериментировать — обращайтесь. Вентиляторы приходится заказывать, срок доставки около месяца.
Интеркулер: что это такое и зачем он нужен
Всем современным двигателям автомобилей с турбонаддувом необходимо как-то охлаждать наддувочный воздух. Эту задачу решает интеркулер — теплообменник, в котором сжатый с помощью турбонагнетателя воздух охлаждается за счет воздуха или жидкости.
Турбокомпрессор — или просто турбина, — нужен для увеличения производительности и эффективности двигателя. Вот как все это работает:
1. Потенциальная энергия выхлопных газов, которые образуются после сгорания воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя, запускает турбинное колесо турбонагнетателя (8).
2. Его вращение приводит в движение компрессорное колесо (2), установленное на том же валу.
3. Компрессорное колесо забирает воздух через воздушный фильтр (1) и сжимает его до более высокого давления и затем нагнетает в сторону впускного коллектора.
4. Интеркулер (3) предназначен для охлаждения сжатого и горячего воздуха перед его подачей во впускной коллектор, откуда он попадает цилиндры (4).
Чем ниже температура наддувочного воздуха, тем больше его плотность. Следовательно, в камеры сгорания цилиндров можно подать больше воздуха, что приведет к более эффективному сгоранию воздушно топливной смеси, а это означает большую мощность и крутящий момент. Это приводит к повышению КПД двигателя, снижению расхода топлива и количества вредных выбросов.
Интеркулеры с воздушным охлаждением
Промежуточные охладители наддувочного воздуха с воздушным охлаждением — интеркулеры «воздух-воздух». Обычно их располагают в передней части автомобиля, например, перед основным радиатором или в районе подкрылка. Также возможно горизонтальное расположение интеркулера, в данном случае их устанавливают над двигателем. Интеркулеры могут быть изготовлены целиком из алюминия, а могут иметь пластиковые бачки.
Со стороны входа и выхода стоят пластиковые или алюминиевые бачки, а между ними — паяный сердечник, который состоит из трубок и сот охлаждения. Чтобы максимально увеличить внутреннюю охлаждающую поверхность, а, следовательно, и производительность, трубки имеют внутренние разделительные стенки или ребра.
Интеркулеры с жидкостным охлаждением
На некоторых автомобилях устанавливают интеркулеры с жидкостным охлаждением, в том числе и с использованием отдельного низкотемпературного радиатора. Они стоят рядом с основным радиатором охлаждения двигателя. Поскольку этот теплообменник очень компактен, его можно разместить практически в любом месте и даже в виде единого блока со впускным модулем. Даже если используется низкотемпературный радиатор, то он намного меньше обычного интеркулера, а значит занимает меньше места. Также больше не нужны большие трубы и шланги для наддувочного воздуха.
Помимо повышения эффективности охлаждения, к охлаждению наддувочного воздуха могут предъявлять еще одно требование: регулирование температуры сгорания воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя путем управления охлаждением наддувочного воздуха. Контроль температуры необходим в связи с постоянно растущими требованиями к выбросам выхлопных газов (нормы EURO 6). Водяной насос будет работать на основе данных от электронного блока управления: датчики передают в него показания, которые влияют на интенсивность охлаждения наддувочного воздуха.
Таким образом, применение в транспортных средствах интеркулеров с жидкостным охлаждением дает большие преимущества. Производительность охлаждения выше, потери давления наддувочного воздуха — ниже.
Есть типичные повреждения интеркулеров, которые снижают их производительность или выводят их из строя:
— Последствия ДТП
— Камни, которые летят в теплообменники
— Коррозия из-за грязи, скопления химических реагентов и соли
— Высокотемпературные нагрузки
Утечка в промежуточном охладителе приводит к снижению производительности двигателя. Утечки в интеркулере характеризуются в основном свистящим звуком, вызываемым выходящим сжатым воздухом.
В случае механической поломки турбины необходимо тщательно проверить промежуточный охладитель и подсоединенные трубки или шланги на предмет загрязнения металлическими частями и маслом. Металлическая стружка, например, может вызвать закупорку трубок и внутренних каналов и снизить производительность. В худшем случае она пойдет через промежуточный охладитель, попадет в цилиндры и вызовет серьезное повреждение двигателя. При обнаружении металлической стружки необходимо срочно заменить или почистить интеркулер, а трубки и шланги промыть специальными средствами, либо заменить их. Во избежание повреждения двигателя всегда проверяйте впускной коллектор двигателя на предмет любых загрязнений перед установкой нового промежуточного охладителя.
Ассортимент промежуточных охладителей NRF
NRF предлагает более 600 качественных интеркулеров, отвечающих вашим высоким ожиданиям и требованиям. Для получения дополнительной информации обратитесь к местному поставщику или посетите сайты www.nrf.eu, webshop.nrf.eu
Преимущества интеркулеров NRF:
1. Они проходят множество внутренних испытаний и производятся на заводах NRF: вариант контрактного производства исключен.
2. Они обеспечивают превосходную охлаждающую способность благодаря алюминиевым сердечника с высокими эксплуатационными характеристиками.
3. Некоторые модели доступны в комплектации Easy Fit, то есть со всеми необходимыми шайбами, прокладками и прочим крепежом.
4. Они доступны не только для легковых автомобилей и легких коммерческих автомобилей, но и для грузовиков и автобусов.
Холодает. Тест: «тёплый воздух в интеркуллер» и фэншуй «Картонка»
Похолодало, и в рамках открывания прошивки узнаем новое и полезное.
Сток прошивка у MPS имеет три карты по холодному старту:
— 10 градусов
— 20 градусов
— 36 градусов
Это очень хорошо, даже отлично, что инженеры продумали и прописали эти условия работы и адаптации. Если коротко: если нет этих карт, машина просто не заведётся.
При этом, оптимальный режим работы двигателя в прогретом состоянии это от +10 до +25 градусов в ВК (впускном коллекторе) это прогретый двигатель более +80 градусов ОЖ. В этом диапазоне двигатель работает и едет и тянет и шепчет и не ТУПИТ!
Мониторим по стандартному забору воздуха и открытом интеркуллере:
Машина тупит и не едет как ранее. Думает и не тянет. Причина понятна: отстройка прошивки по температуре. Значит нужно дать тепла.
Активация режима RUKOBLUD! И мысли в дело.
1. RUSSIA KARTONKA
2. Подача тёплого воздуха в интеркулер и каа следствие тёплый воздух в смесь камеры сгорания.
Поэтому и решено поставить полноразмерную «РАШШЭН КАРТОНКУ» и дополнить забором теплого воздуха с горячей части турбины.
P/s: на бензинках реализована подпитка теплого воздуха с коллектора в воздушный фильтр. На дизелях через EGR. У меня EGR удален на веки, возврата не будет. Понятие что интеркулер охлаждает воздух, нам известно, поэтому и смотрим комплексный подход.
Результат получил положительный.
Старт после удалённого прогрева автозапуск 10минут, перерыв 10минут самопрогрев на заглушенном, и новый старт:
Т ож +40
Т вк +6
При нагрузке в полпидали, 3 минуты после старта:
Т ОЖ + 50
Т ВК +15
Нагрузка, пидаль 50%
ТОЖ +85
Т ВК подьем в рабочий диапазон с +15 до +25
Режим пробки:
ТОЖ +85
Т ВК подьем в рабочий диапазон с +10 до +15
2 часа по городу, полгный прогрев:
ТОЖ +85
Т ВК рабочий диапазон с +20 до +25, максимальный подьем при навалке +30
В режиме ХХ, Т ВК +18.
Результат есть, то что нужно.
Теперь допиливаем прошивку.
что такое интеркулер
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
Доп охлаждение интеркулера (теория — планы на будущее)
Как то на drive натыкался на тему про орошение интеркулера для субару. После этого в голове засела мысль сделать нечто подобное, что мы хуже? =) но все не хватало времени изучить данный вопрос.
В процессе изучения наткнулся на несовершенство устанавливаемых систем, а именно ручное включение, все гайды, статьи, записи в бж и ролики на ютьюбе не имели автоматизации. Моменты когда необходимо доп охлаждение интеркулера, обычно наступают при валилове и там явно не до нажатия доп кнопочек… Поэтому идея была заброшена, но вчера меня осенило, почему бы включение орошения не завязать с подачей водометанола. То есть орошение будет включаться одновременно с включением водометанольной смеси на автомате. И тут я начал полуночное изучение вопроса, почему-то ничего подобного в интене я так и не смог найти хотя очень логичное комбо… Зато узнал, что интеркуллер можно охлаждать не только орошением, что не особо эфективно, но и с помощью, азота или углекислоты, крайний случай можно использовать сжатый воздух. Не обращали внимания, что дезодоранты становятся холодными, когда их «пшыкаешь»? =)
цена вопроса конечно сильно колеблется, если орошение можно собрать практически из подручных материалов, то за «газ» придется хорошо заплатить…
Что же мы имеем на практике, в РФ закись азота — он же веселящий газ, хоть и не входит список наркотических средств у нас в регионе могут и докопаться, куда проще система с использованием углекислоты (хотя балонам, наверное, пофиг чем их заправляют) или самое простое орошение.
Если от теории к практике, допустим метанол начинает подаваться с 5 PSI и выходит на максимум к 10 PSI, при использовании орошения с форсунками, превращающими воду в туман, орошение начнется с минимальной мощности и выйдет на максимум одновременно с подачей метанола. Если же использовать азот или углекислоту, соленоид будет открываться на 5PSI на все 100% и система будет дико морозить. Остается важный вопрос, на сколько будет хватать баллона с газом… И как это повлияет на работу двигателя и повлияет ли?
Вообщем вот такие мыслишки и наработки, ваши мысли?