Кулек что это авто
Кулек
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
ремонт кулька 2
Немного предыстории…
При наваливании возникала стандартная ошибка – загорелся чек с раздаткой. Чуть что – сразу загорается чек. Привык. Остановился, заглушил, подождал, поехал до сервиса. Обязательно надо смотреть причину. Снова грешил на один из датчиков подачи воздуха. При проверке выяснилось, что снова треснул кулек. Решил не тратить денег на очередной ремонт. Расположение его уж больно неудачное для нынешней эксплуатации за пределами ровных дорог. Периодически съезжаю с асфальта и равняю грунт защитой… видимо под весом машины кулек – слабое место. Подумал, что перестановка обойдется дешевле чем потом опять его ремонтировать.
Еще при первом ремонте думал о его переносе в другое место. Была мысль поставить как у Патрулей над ДВС. Основным доводом против были помимо неудобного расположения необходимость внесения изменений (уж больно палевно было бы не только при открытии капота) и ограниченность пространства (капот резать, лопухи ставить не очень на мой взгляд вариант).
Мои просьбы были услышаны и удалось засунуть кулек от Каминза ГАЗели перед радиаторами.
Если капот не открывать переделка вообще не замета. В сравнении с родным увеличение объема примерно в три раза. Проделанными работами (их качеством), сроками при такой сложности доволен вполне.
Первым вопросом было: ну что как, чувствуется? Если честно… после Эвы сел и поехал как обычно куда-то второпях. Разницы особо не заметил)), так и сказал. Однако потом, когда начал присматриваться, сравнивать заметил следующее.
1. Средний расход при моей манере езды стал не менее 14,5 до 18-20л. По городу. Летом. В среднем. Что-то показалось многовато. Если на трассе педаль облизывать и вообще не нажимать в пределах ПДД машина все равно едет) как обычно резво с расходом до 13,5л.
2. Если резко нажать до упора газ, то практически сразу держит максимальные обороты с резвым ускорением. Машина все-таки не легковая – гонять как на спортах бессмысленно, хотя и позволяет возможность. Месяц погонял, диски и накладки стерлись), менять пришлось…
3. В определенный момент, если топить до половины после примерно 90 км/ч стрелка тахометра замирает около 3000, а стрелка спидометра с той же динамикой продолжает двигаться. Прикольно.
4. Все, кто ездил до и после замены кулька говорят, что значительно изменилась динамика разгона. Все относительно и сугубо индивидуально субъективно. По мне после Эвы так вообще практически не заметно было, тем более что П4 относительно долго стоял. Конечно некорректно сравнивать… Только потом, после обычных пузотерок все прелести заметны)
5. На Паджере старался/стараюсь не рысачить, но сейчас, зараза, провоцирует.
Мои выводы: расходы прямо пропорциональны желаниям.
про кулек
До этого писал про турбины, следующая составляющая часть обязательная к любому турбомотору это кулек( интеркулер) осторожно букв очень много)))
Во время сжатия воздуха в турбине он нагревается. Попадание горячего во входной коллектор — это не есть хорошо.
Во-первых, теплый воздух имеет меньшую плотность, чем холодный, а значит и весит он меньше. Важно помнить, что масса (а не объем), воздуха вдохнутого двигателем определяет мощность. Так что если двигатель кормится теплым воздухом, то максимальная мощность падает. Вторая проблема, при поступлении теплого воздуха, — это увеличение детонации. Детонация — это нестабильный процесс сгорания, когда огонь не движется прогрессивно по камере сгорания, а вместо этого смесь воздуха и топлива взрывается. Когда это происходит, поврежлаются поршни, кольца и даже возможно головки блока.
Если удасться снизить температуру воздуха, на выходе из турбины, двигатель потенциально сможет выдать большую мощность. Интеркулеры используются как раз для этой цели.
Повышение температуры
Есть целый ряд факторов, который способствует повышению температуры. Во-первых, чем выше давление, тем больше будет температура. В качестве правила, если вы повышаете давление больше чем на 0.5 bar (
7 psi), интеркулер — становится хорошим предметом для инвестиций. Во-вторых, чем ниже эффективность компрессора, тем выше температура. Однако, очень трудно предсказать эффективность компрессора при конкретной установки, даже если есть данные произвожителя на компрессор. Другими словам, это комбинация из многих факторов потока воздуха, давления, работает ли компрессор на пределе или еще есть запас. Оптимальнее всего иметь небольшой запас. В-третьих, турбовый двигатель не работает в постоянных условиях. Типичная дорожная машина, находится «под давлением» примерно 5% от общего времени, и даже при повышении наддува это обычно длится не более 20 секунд. Почти любая турбовая машина при полном наддуве продолжительностью 20 секунд наберет более 160 км/ч с места, что означает что более продолжительный наддув требуется только при подъеме в горы, буксировке прицепа или управлении на максимальной скорости. В то время подразумевается, что все машины должны быть заточены для максимальной нагрузки, в раельность таких машин очень мало. Это означает, что теплоотводящие факторы должны приниматься во внимание.
Если температура воздуха во входном коллекторе при спокойной езде на 20 градучов выше окружающей, то при температуре воздуха в 25 градусов, на вход двигателя будет поступать 45-ти градусный воздух. Через приблизительно 30 минут такой езды, все окружающие компоненты тоже будут иметь такую температуру. Если такая машина, неожиданн выйдет на уровень полного наддува, то температура поступающего воздуха резко повысится, от него начнут греться другие компоненты (турбо-компрессор, входной коллектор), тем самым охлаждая воздух и ограничивая влияние интеркулера на такой вид наддува.
Как результат, на неругулярный короткий наддув, что типично для обычных авто, интеркулер не оказывает такого сильного влияения, как кажется по-началу. (это не означает что интеркулер неэффективен).
Эффективность интеркулера.
Интеркулер делает две вещи — он снижает температуру поступающего воздуха и в тоже время немного уменьшает давление наддува. Последнее происходит из-за сопротивления потока оказываемого интеркулером. Некоторые ограничения являются неустранимами, потому что воздушные потоки в интеркулере должны быть турбулентны, чтобы поддерживать эффективность интеркулера на должном уровне, за счет контакта большего количества воздуха с его поверхностью. Однако если давление падает слишком сильно, то это отразиться на мощности. Уровень падения в 1-2 psi — можно считать приемлимым для хорошего интеркулера.
Эффективность интеркулера измеряется снижением температуры поступающего воздуха. Если интеркулер уменьшает температуру воздуха в сравнении с окружающей, значит такой интеркулер эффективен на 100%.
Это было бы предметом восхищения, потому что в реальности ни один интеркулер не может достичь этого. Обычные цифры для хорошего интеркулера — это 70%.
Виды интеркулеров
Большинство интеркулеров делиться на две категориии воздух/воздух и воздух/вода. Есть так же специальные виды интеркулеров, которые охлаждают воздух ниже окружающей температуры за счет использования льда или закиси азота (нитроса), но они здесь рассматриваться не будут.
Интеркулеры воздух/воздух
Это наиболее распространенный вид интеркулеров, из предлагаемых в качестве заводских и в качестве тюнинговых. Технически они очень просты, грубы и надежны. Такого вида интеркулер состоит из трубы и пластинчатого радиатора. Воздух проходит через тонкие трубчатые пластины радиатора, соединенные в верхней части друг с другом. Часто внутри тонких трубок располагают небольшие перегородки, чтобы создавать турбулентность и таким образом повышать теплообмен. Между трубками находятся другие перегородки обычно уложенные зиг-загом. Практически все интеркулеры изготовлены из аллюминия. Поступающий при движении вперед поток воздуха способствует охлаждению, что и необходимо для правильной работы турбины.
Если кто то и правда дочитал до конца, спасибо тебе человек)))
Top-mount интеркуллер-КИТ AJS на мотор EJ255, на место штатного.
В прошлый раз я поведал драматичную историю о найденной потерянной мощности)
И виной тому оказался штатный интеркулер (что было выяснено путем диагностики противодавления в системе выпуска, на разных её участках).
Когда я купил авто, то решил поездить на сток конфигурации и уже потом, если почувствую необходимость, заменить что-то из железа (ну и сделать бустап). Первым делом напрашивались удаление катализаторов (что и было сделано прямо перед настройкой прошивки) и замена интеркулера, т.к. просто его вид не вызывал доверия, не говоря уже о том, что соты в нем давно выглядели уставшими… (это если говорить о моторе, а кроме него хотелось проставки на колеса для расширения колеи и я уже жду их изготовления, но это в другой записи;) Но шло время, заботы иные, а мощности вроде как и так хватало. Но вот мой спонтанный замер динамики внес свои коррективы:
Было два варианта — купить такой же стоковый БУ кулек, чтобы просто проверить теорию наличия проблемы со штатным (ведь можно сдать обратно) или заказать тюнячку… Что и было сделано 🙂
В продаже на мой мотор есть разные варианты и, в основном, очень дорогие, если говорить о бренде. Цены доходят до 100000 и даже переваливают за. Я не вижу смысла платить столько за кусок простого железа (я технически не вижу в кульке чего-то сверхъестественного, если только это не кулек болида Ф1), т.к. даже в будущем не планирую снимать более 450л.с. Уже давно я наткнулся на фирму AJS — у них на мой мотор есть два варианта — чистая замена стока 1в1 (но цельно-алюминиевый) и КИТ на место стока (который, судя по всему, бережно скопирован с чуть более дорого бренда). Вот второй вариант я и выбрал — он толстый, длинный, но чуть уже стока. Что очень удивило — на кульки данной фирмы совсем нет отзывов и данных об их эффективности (лишь домыслы, что они точно хуже стока) — я решил попробовать это исправить.
В целом качество кулька ощущалось хорошим. Забыл сфотографировать, но вход и выход тоже сделаны хорошо, не грубо.
Пришел он мне 22 февраля (ждал 2 недели с Владика), прямо на праздник 🙂 И я тут же поехал его ставить в СамТО (СПб, Московская славянка — рекомендую это место, если у Вас прямые руки и нет доверия к сервисам — я на монтаж потратил 2 часа и 600 рублей). Т.к. рядом авторынок, то проблем с чем-либо возникнуть не должно было, всё есть под рукой.
Снял штатный быстро, в этом ничего сложного — два болта на выходе турбины, 3 болта на правом кронштейне интеркулера (кронштейн тоже надо снять — мешать не будет и его все равно нужно будет снять, чтобы установить на имеющийся в комплекте переходник), два болта байпаса (для удобства его можно отсоединить от шлангов) и хомуты патрубка, идущего на коллектор. Затем визуально сравнил:
Распорку лучше снять — поверьте, ее точно лучше снять!))) А не пытаться сэкономить время из-за 6 гаек)
Далее на кулек (так зовут интеркулер в простонародии) одеваем левый патрубок и все это добро прицеливаем на место. Проще всего сначала положить кулек на опорный кронштейн, а другой стороной сразу вставить в патрубок, идущий на впускной коллектор. Затем притянуть снизу к кронштейну (все винты идут в комплекте, как и хомуты) — после этого он в целом уже будет на месте. Останется натянуть левый патрубок на переходник с турбины и прикрутить правый кронштейн к кульку. Затем поставить распорку на место, затянуть ее. После этого отвести радиатор максимально от распорки и в таком положении затянуть правый кронштейн полностью — это нужно, т.к. зазор между кульком и распоркой очень мал и каждый миллиметр лучше использовать.
Отдельная история с верхней пластиной забора воздуха, что крепится на капот. Возможно я не понял идеи, как ее крепить) Но я снял полностью резиновую часть штатного воздухозаборника с капота (и чуть подрезал штатную шумку), после чего через штатные клипсы поставил идущую в комплекте металлическую, а в двух местах не ясно как было задумано крепить и я использовал обычные стяжки. Проблема в том, что металл прижимается к металлу (к капоту) получается… В комплекте идут уплотнители, но не до конца понятно, как задумывалось их крепить, на какие места (а я делал в выходной и звонить в AJS было бессмысленно, тем более во Владик). В итоге я маленькие кусочки одел на верхние боковые торцевые пластины (сфотографировать конкретику забыл…), т.е. сделал так, чтобы они не стучали по капоту, прижимались через них. Остальные одевать никуда по началу не стал. Но в какой-то момент иногда были стуки — нижние части воздуховода задевали кулек — обычно когда трогаешься, даешь слишком мало оборотов и мотор вибрирует больше обычного. После этого я одел уплотнитель на боковые нижние торцы воздухозаборника — стук прошел, но уплотнитель прижимается к кульку и дает небольшие дополнительные вибрации на кузов. Пока езжу так, уплотнитель чуть прижался и вибраций практически нет. Но позже попробую сообразить и сделать эту часть иначе… Надо бы в AJS вопрос задать, может я что-то не так сделал) Хотя там вариантов особо нет. Я думаю, что верхние уплотнители там не задуманы и они оттопырили вниз воздухозаборник, который и стал слишком близко к кульку. Но ведь иначе он будет стучать об капот… Фиг знает 🙂 Возможно эту деталь стоило сделать из пластика. Или на верхнюю часть нанести мягкий клеющийся тонкий уплотнитель.
В целом можно и без этой детали обойтись (только снять штатную резинку с капота), но тогда будет не так эффективно, т.к. часть воздуха будет уходить мимо сот.
Ах да — когда первый раз взял воздухозаборник, у него отвалилась одна точка сварки… Неприятно конечно, но и не беда.
Ну а касаемо результата — мощность вернулась, теперь она как и должна быть после бустапа — 280л.с. и 450 момента:
Отдачей не могу нарадоваться) Когда с 220 сил появляется 280 — это круто) Теперь это стиха) Топлю педаль чаще обычного, крутые ощущения, кайфую!
Ну и я проверил производительность охлаждения: около 5ти минут ездил в зоне работы турбины от 3000 до 4500 оборотов, на 3-4-5 передачах — на улице было +2, температура на впуске при таком валилове и скоростях быстро падала до +6 (после стояния на месте или медленном движении). Ниже не падала, но и это хороший результат. При этом как не открою капот — кулек все время холодный. Штатный был чаще теплый (даже на холоде).
Вскрыл свой штатный кулек. Внутри закоксовки глухой нет, но масло в сотах есть. В целом он просвечивается полностью на свет. Скорее проблема была в том, что он травил — при разборке я обратил внимание, что пластик в одном месте был плохо прижат и слишком сухой уплотнитель — как буд-то в этом месте все время чуть травило. Возможно не заметили, т.к. травило на высоких оборотах и было не слышно. А может тго масла, что там есть достаточно, чтобы он плохо продувался. Сложно сказать точно. Однако на нем мощность даже не была стоковой (и это после бустапа!) — 222л.с. Если кому нужен — могу отдать. Его можно промыть, дома на коленке выпрямить все соты и собрать обратно.
Выбор интеркулера для Stage3 и его доработка
Для Stage3 нужен хороший интеркулер. Я думал, что у меня прокатит с кульком от Гольфа Р, но не тут-то было. Правда надо отдать должное этому кульку – он всего на 7-8мм толще родного тигуановского, но при этом раза в 3-4 тяжелее (я их не взвешивал специально, но ощущения такие) наврал — родной 3.25кг. от Рки — 6,1 все вместе с грязью, естественно)). Соты снаружи у него гораздо мельче чем у штатного, полагаю, что и внутри что-то наворочено для более эффективного съема тепла, иначе чем еще объяснить его вес.
Короче, интеркулер в картинках: все графики построены по логам 134 группы, снятым на 4 передаче, на абсолютные значения не смотрим, нас интересует только кривизна графиков. Синий – на чипе APR St1 Low Output 98бенз и на штатном кульке. Зеленый – тот же чип, но кулек от Гольф Р, видно, что он отлично справляется с работой, тогда как штатный куль не очень. Красный – гибрид и текущая моя safe-прошивка под него (дует 1,5 в пике и 1,1 к отсечке), на машине кулек от Гольф Р, очевидно, что он не справляется, сомнений у меня в необходимости установки более производительного кулька больше нет.
Сомнений нет, кульков в продаже тоже. Нет, есть конечно разные Wagnerы, но это не мой путь. Дима из AGP посоветовал брать кулек WagnerStyle, который продает компания AJS (ajs.su), но в наличии под мою машину ничего нет, когда привезут не знают, да и на сайте у них фотки левые выложены (написано, что кулек для Гольфа 6, а фотка чужая) и размеры не правильно указаны, да и на почту они лениво отвечают. В общем не стал я с ними связываться, а обратил внимание на BlackRock (BR), который у Jussi стоил приемлемо и был в наличии. Отзывы по BR в инете есть хорошие, но все они про кульки на платформу MQB, а для первого Тигуана кулек попроще и отзывов на него я не нашел. Поэтому принимал решение по картинкам))
Итак, проверенный ориентир хорошего кулька – APR. Ищу фотки в инете, считаю ряды и плотность сот. И здесь кульки BR и APR оказываются очень похожими:
И у BR ширина ядра даже больше на спичечный коробок. Вроде можно сделать вывод, что отдавать тепло природе BR должен не хуже APR. Но, как устроен APR мне известно (от сюда www.goapr.com/products/intercooler_20tfsi.html) А вот как BR устроен не узнаешь, пока не купишь и не распилишь)). У APR все устроено так, чтобы воздух и внутри кулька и снаружи проходил турбулентно и по максимуму отдавал/принимал тепло. Есть подозрение, что BR устроен попроще и течение воздуха внутри сот ламинарное, а не турбулентное.
Рискую, заказываю BR, а дальше посмотрим, тем более, что уже есть план по его улучшению.
Итак, кулек BR приехал. Вооружаюсь эндоскопом и лезу к нему внутрь
Вглядываюсь и понимаю, что предположения мои были верны – нет внутри тех наворотов, что есть у APR, и ожидать, что BR будет так же хорошо забирать тепло на себя не приходится.
Вглядываюсь дальше и мне становится чуточку легче:
У сот снаружи интеркулера поверхность не гладкая, а с некими ребрами, такие мне вспоминается я видел на кульке от Golf R, это должно увеличивать площадь соприкосновения с воздухом и создавать условия для турбулентного его прохождения. Не все так плохо с BR, но есть еще план его улучшить. И этот план мне подсказал Корки Белл в своей книге «Максимум буст». Вот DieselTeaM на своей страничке на Drive2.ru любезно разместил ссылочку на эту книгу yadi.sk/d/ImskvVQPTsFDv, если еще не читали, то полистайте — очень. интересно. Подсказка находится на странице 77
И так, план: делим входящий поток от турбины пополам, одну половину оставляем внизу интеркулера, вторую отправляем в верхнюю его половину. Получаем как бы два маленьких субкулька вместо одного большого, но которые в сумме дадут больший КПД охлаждения. Этот план хорош еще тем, что верхняя половина интеркулера, свободно обдуваемая и не прикрытая бампером в штатном варианте работает в полсилы (и у APR тоже!), а теперь должна заработать в полную и есть шанс, если и не обойти APR по эффективности, то приблизится к нему, правда не понятно, как это можно проверить)).
Это теория, теперь исполнение. Распилил, вставил перегородки, заварил и вот что получилось: