Для чего служит интеркулер на дизеле
Что такое Интеркулер на дизеле: принцип работы и причины поломки устройства
Дизельные двигатели в большинстве своём оснащаются системой турбонаддува. Такая доработка позволяет добиться высоких показателей мотора и значительно повысить эксплуатационные характеристики. Тем не менее, такая модернизация дизельного двигателя требует пересмотра традиционной системы его охлаждения.
Дело в том, что нагнетаемый в цилиндры воздух в значительной степени повышает температуру двигателя. А повышенный нагрев неизбежно приведёт к выходу из строя его основных узлов и деталей. Конструкция современных дизельных двигателей, оснащенных турбиной, лишена подобных недостатков во многом благодаря использованию теплообменника, более известного под названием «интеркулер» или «промежуточный охладитель».
Зачем в автомобиле нужен интеркулер
Практически любой современный дизельный двигатель оснащается интеркулером. Несмотря на всевозможные разновидности подобных устройств, основное их назначение остаётся неизменным – понижение температуры нагнетаемого воздуха. Как правило, промежуточный охладитель устанавливается непосредственно после турбины. Воздух, проходя через трубки представленного устройства отдаёт большую часть тепла и, будучи охлажденным, поступает в камеру сгорания двигателя.
Охлажденная воздушная смесь обладает большей плотностью. Такая консистенция наиболее оптимальна с точки зрения эффективной работы любого двигателя. Чем больше плотность воздушной смеси, тем значительнее объём поступившего в камеру сгорания воздуха. Такая смесь будет способствовать более высокому давлению внутри цилиндров, что существенно повысит КПД дизельного двигателя.
Сама конструкция интеркулера выполнена таким образом, чтобы проходящий через него воздух не встречал на своём пути каких-либо препятствий. В противном случае, это бы повлекло за собой снижения давления, нагнетаемого турбиной воздуха, что неблагоприятно отразилось бы на эффективной работе мотора.
Принципиальное расположение теплообменника может варьироваться, в зависимости от особенностей подкапотного пространства конкретного автомобиля. В большинстве случаев его монтируют перед основным радиатором системы охлаждения, либо в боковой части у крыла.
Полезная площадь охлаждающих элементов теплообменника рассчитывается индивидуально, для каждого отдельно взятого типа дизельного двигателя, с учетом его технических характеристик и условий эксплуатации.
Разновидности конструкций
В настоящее время интеркулер используется повсеместно, на различных видах автомобилей. Его можно встретить, как на бензиновых, так и на дизельных машинах.
Первый и наиболее распространённый вид интеркулера относится к воздушному типу теплообменников. Он представляет собой некого рода батарею, состоящую из трубок, соединённых между собой пластинами. И те, и другие выполняют функцию теплоотводящих элементов.
В среднем, такой тип промежуточного охладителя способствует тому, что, проходящая через него воздушная смесь, охлаждается до 45-50 градусов. Его наличие позволяет увеличить мощность мотора на 15-20%. Наибольший положительный эффект от работы теплообменника прослеживается при движении со скоростью не менее 40 км/ч.
Несмотря на все достоинства представленного устройства, есть у него и один достаточно существенный недостаток. В силу своих функциональных особенностей, интеркулер «воздух-воздух» очень громоздкий.
В заводских условиях, решить эту проблему удаётся без особых затруднений. Куда сложнее смонтировать данное устройство, есть возникла необходимость оснастить свой автомобиль турбокомпрессором в гаражных условиях. В данном случае, нередко возникает необходимость внесения изменений в конструкцию кузова авто, что влечет за собой массу неудобств.
Следующий вид теплообменников принято называть водным. Рабочей средой в данном случае является вода или хладагент. Внешне, такой типов интеркулера разительно отличается от представленного ранее вида.
Сопоставительный анализ двух систем показал, что водный теплообменник в разы превосходит воздушный по основным рабочим показателям.
Всем хорош водный интеркулер, но всё же есть у него один минус. Кроется он в конструктивных особенностях устройства. Дело в том, что для обеспечения полноценной работы интеркулера, он оснащается датчиком температуры, блоком управления и водяным насосом. Каждый из представленных компонентов системы требует систематической диагностики и своевременного обслуживания.
Помимо этого, в случае поломки одного из этих узлов, владелец авто будет вынужден заплатить достаточно большие деньги. Именно поэтому, с целью удешевления, на большинстве бюджетных авто монтируется именно воздушный аналог данного устройства.
Где расположено устройство в моторе и как оно работает
В зависимости от типа устройства, интеркулер может монтироваться в различных местах. Наиболее оправданное, с практической точки зрения, расположение – передняя часть подкапотного пространства.
Чаще всего, его можно встретить до радиатора системы охлаждения двигателя. Именно здесь он будет работать с наибольшей эффективностью. Потоки встречного воздуха, проходя через «жабры» теплообменника будут способствовать наилучшему охлаждению нагнетаемого турбиной воздуха.
В качестве альтернативного варианта, нередко прибегают к так называемой верхней схеме. Суть её сводится к тому, что интеркулер устанавливается над двигателем.
Таким способом монтажа чаще всего пользуются в том случае, когда, в силу особенностей конструкции авто, нет возможности поставить теплообменник внутри так называемого «телевизора». Такая схема требует установки дополнительного воздухозаборника на капоте авто.
Как эксплуатировать авто с интеркулером
Дизельный двигатель, конструкция которого отличается наличием турбокомпрессора с интеркулером, требует от водителя определенных навыков и умений.
Помимо всего прочего, при эксплуатации подобных моторов, следует придерживаться некоторых правил:
Почему теплообменник может сломаться
Как любой другой механический узел автомобиля, интеркулер, в процессе работы может быть подвержен разного рода неисправностям.
Чаще всего они возникают вследствие несвоевременной замены расходных элементов и отсутствия должного уровня обслуживания всех сопутствующих узлов и элементов.
Одна из основных проблем с интеркулером связана с нарушением его герметичности. Проще говоря, его попросту рвёт. Такая проблема может быть вызвана рядом причин.
Головную боль владельцам турбодизелей доставляют также и подводные патрубки. Случается, что в ходе длительной эксплуатации или попросту ввиду их низкого качества, они лопаются или теряют эластичность.
Важно помнить, что в данном случае нужно использовать только специальные соединительные и уплотнительные элементы, рассчитанные на заданные параметры. Это позволит добиться бесперебойной эксплуатации авто и избавит вас от лишних трат.
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:
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.
» alt=»»>
Назначение и принцип работы Интеркулера
В автомобилях, которые имеют турбированный двигатель, одним из основных элементов системы является интеркулер.
Назначение интеркулера
Все просто — в систему под большим давлением нагнетается воздух, что приводит к повышению его температуры практически до 200 градусов Цельсия. От выхлопных газов нагревается и турбокомпрессор.
Как следствие, плотность воздушных потоков уменьшается, чего не желательно допускать по причине снижения давления наддува и эффективности самого устройства.
В бензиновых моторах такая ситуация чревата вероятной детонацией по причине повышенного содержания окиси азота в выхлопе машины.
Для эффективной борьбы с перегревом как раз и предназначено простое, но гениальное изобретение — интеркулер.
Его основное назначение — охлаждение воздуха, который поступает в турбокомпрессор.
Слово «интеркулер» переводится как «промежуточный охладитель». Воздух проходит через устройство и охлаждается до температуры 50-60 градусов Цельсия.
При этом он становится не только холоднее, но и качественнее, что позволяет рассчитывать на увеличение мощности и производительности двигателя.
Получаемый эффект
Не секрет, что охлаждение воздуха всего на десять-пятнадцать градусов Цельсия позволяет рассчитывать на серьезную прибавку мощности (до 3-5%). При этом горючая смесь сгорает гораздо быстрее, что дает неплохую экономию топлива.
Уменьшается и объем вредных выбросов в атмосферу. Суммарная эффективность, на которую можно рассчитывать от установки интеркулера, составляет около 20%.
Но охлаждение воздуха — не единственная особенность интеркулера. Данное устройство выступает в роли некоторого препятствия на пути воздушного потока, что приводит к резкому снижению давления наддува.
Поэтому однозначно говорить о целесообразности установки интеркулера нельзя. Перед монтажом необходимо произвести точный расчет, выиграет или потеряет двигатель в мощности.
Типы устройств
На сегодня можно выделить два основных типа устройств — с водным или воздушным охлаждением.
Конструкция самого охладителя очень проста — он представляет собой систему промежуточных пластин и труб. Наибольшей популярностью (именно по причине своей простоты) пользуются воздушные охладители.
Устройство воздушного интеркулера
Разработчики с умом подошли к созданию устройства. Для повышения эффективности охлаждения конструкторами были увеличены специальные камеры устройства, толщина и направление которых может меняться.
Многочисленные «хода» интеркулера выполнены из медных или алюминиевых пластин, что увеличивает площадь и, как следствие, эффективность охлаждения.
Но не стоит и забывать об одном «но». Чем больше препятствий создается для воздуха, тем меньшим будет давление в самом турбонаддуве. Соответственно, эффективность турбонаддува также упадет.
Где устанавливается «воздушный» интеркулер
Монтаж интеркулера воздушного типа осуществляется непосредственно под капотом, в местах, где скапливаются большие потоки воздуха. Чаще всего специалисты производят установку прямо перед радиатором охлаждения.
Ранее была популярной установка интеркулера над двигателем, но сегодня данный вариант встречается все реже. Если же принимается такое решение, то без установки воздухозаборника на крыше обойтись не получится.
Кроме этого, интеркулер может получать «порцию» воздуха через дополнительные отверстия в боковой части кузова транспортного средства.
Интеркулер с водным охлаждением.
Интеркулер, имеющий водяное охлаждение, может похвастаться целым рядом преимуществ.
Во-первых, он более компактный, поэтому установку можно произвести в любом месте под капотом.
Во-вторых, эффективность данного устройства намного выше, чем у интеркулера с воздушным охлаждением.
Нельзя не отметить и некоторые недостатки водного охлаждения. В частности, устройства такого типа обладают сложной конструкцией.
Обязательным элементом системы является воздушный радиатор, электронных блок управления, система патрубков и водяная помпа.
Активно используется и штатная система охлаждения, которая в комплексе с вышеперечисленными устройствами образует эффективную систему
Также читайте — что такое система вентиляции картера двигателя, клапан EGR, устройство, принцип работы PCV, схема, как проверить, чистка.
Подводим итог
Какой можно сделать вывод? В большинстве случаев достаточно интеркулера с воздушным охлаждением, ведь данное устройство обладает простой конструкцией и доступно для каждого кошелька.
В случае, если данный тип устройства по различным причинам установить на авто не удается, тогда отдается предпочтение водяному интеркулеру. В любом случае, только автолюбителю принимать решение.
Зачем нужен интеркулер в автомобиле
Масло в интеркулере – это распространенная проблема, которая указывает на неисправность различных элементов в системе турбированного двигателя. Автолюбители часто жалуются на то, что масло гонит в интеркулер, и происходит провал мощности. Причину можно выяснить после детальной диагностики. А чтобы решить данную проблему, необходимо понимать принцип действия турбированных моторов и сопутствующих систем, что позволит правильно определить тип неисправности.
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.
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:
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.
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:
Смазочное масло поступает из турбины из-за повышенного давления в системе смазки либо утечек, связанных с износом деталей:
Основные причины попадания масла в интеркулер
Вот основные причины, по которым масло гонит в промежуточный охладитель:
Неисправности системы вентиляции картерных газов
Во время резкого разгона, движения по неровным дорогам, а также при работе под большой нагрузкой, давление, которое создает сгорающая топливовоздушная смесь, гораздо выше, чем обычно. Из-за этого количество газов, которые прорываются через поршневые кольца в картер, увеличивается. Если система вентиляции картера работает исправно, то эти газы проходят через интеркулер, затем поступают в цилиндры, где и сгорают вместе с топливом. Со временем эта система начинает работать все хуже. Маслоуловитель перестает справляться со своей функцией, а пружина PCV клапана теряет упругость.
Если система вентиляции работает неэффективно, то давление в картере возрастает, из-за чего вместе с газами в радиатор интеркулера гонит капельки масла. После охлаждения они скапливаются внизу интеркулера. Если масло гонит по этой причине, то вскоре избыточное давление приведет к продавливанию сальников и появляется течь.
Забитый патрубок вентиляции картерных газов
Кроме того, характеристики смазки начнут ухудшаться, турбина будет испытывать масляное голодание, появятся задиры на валу. Еще одна неприятность, к которой приведет плохая работа этой системы – падение мощности мотора и увеличение расхода топлива. Капельки масла, которые поток воздуха кидает в цилиндры, будут менять режим горения топлива.
Забит масляный фильтр
Если масляный фильтр забит, циркуляция смазки ухудшается и одновременно возрастает давление. Из-за этого продавливает сальники силового агрегата, возникает течь, и турбина гонит капельки масла внутрь интеркулера. Установка чистого фильтра снижает течь масла, но не может полностью устранить ее. Поэтому придется менять все сальники.
Статья в тему: Турбированный ДВС против атмосферного
Грязный воздушный фильтр
Когда впускные клапаны открыты, а поршень идет вниз, в патрубке, к которому подключен выход системы вентиляции картерных газов возникает сильное разряжение. Если воздушный фильтр забит, то из-за перепада давления в патрубке и системе газы выходят гораздо сильней и увлекают за собой капельки масла. В этом случае маслоуловитель не справляется, из-за чего смазка попадает в интеркулер. Кроме того, недостаток воздуха сильно влияет на состав топливовоздушной смеси. Смесь получается переобогащенной, а капельки масла, которые попадают в цилиндры, еще сильней меняют соотношение между воздухом и топливом.
Перегрев мотора
В большинстве случаев мотор закипает при долгой работе на пределе мощности. Если это произошло, то к большому объему картерных газов, которые прорываются из цилиндров, добавляется усиленное испарение масла, вызванное сильным нагревом. Когда охлаждающая жидкость закипает, в головке блока цилиндров (ГБЦ) образуется паровая пробка. Температура ГБЦ сильно увеличивается что приводит к усиленному испарению смазки. Кроме того, перегретое масло становится более жидким, из-за чего изношенные сальники дают течь. Из-за этого турбина гонит воздух с капельками масла, что меняет режим работы двигателя, снижает его ресурс, а также ухудшает эксплуатационные характеристики.
Турбина дает течь из-за поврежденного сальника
Турбина работает 100–150 тысяч километров при использовании качественного масла и нормальном давлении в системе смазки. Ухудшение качества смазки или рост давления приводят к протечке сальника, из-за чего турбина кидает капельки масла в радиатор интеркулера. Какое-то время радиатор может играть роль маслоуловителя, не пуская капельки в цилиндры.
Как только уровень масла достигнет нижних ячеек, возникает карбюрация, из-за которой поток воздуха начнет утягивать капельки смазки за собой, меняя состав топливовоздушной смеси.
Изгиб возвратного маслопровода турбины
Для нормальной работы турбины необходимо отводить масло без задержек. Если маслопровод по каким-то причинам сильно согнуло, то отвод масла будет затруднен. Итог такой неисправности: турбина, давшая течь через сальники, не только подает сжатый очищенный воздух, но и кидает в него капельки смазки.
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:
Внимание: для дизелей с турбонаддувом необходимо использовать специальное масло с присадками, сохраняющими смазывающие свойства при высокой температуре в газовой турбине.
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.
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.
Попадание масла в интеркулер дизельного или бензинового ДВС является частой неисправностью, которая присуща исключительно моторам с турбонаддувом. В том случае, если моторное масло гонит в интеркулер, наблюдается снижение мощности двигателя, на различных режимах работы ДВС при нажатии на педаль газа происходят провалы. Данная проблема напрямую связана с особенностями устройства и принципом работы системы наддува посредством турбокомпрессора.
Читайте в этой статье
Опасно ли попадание масла в интеркулер
В интеркулере дизельного двигателя с пробегом свыше 100 тысяч километров почти всегда присутствует небольшое количество масла (20–50 грамм). Это вызвано более высоким давлением, возникающим при сгорании топливовоздушной смеси. До тех пор, пока масло находится ниже уровня ячеек охлаждения, оно не влияет на работу мотора. Когда радиатор интеркулера заполнен маслом до уровня нижних ячеек, возникает карбюрация.
Из-за попадания масла топливовоздушная смесь не успевает сгореть за время такта сжатия, из-за чего догорает в ГБЦ и выпускном коллекторе. Последствия этого – прогар клапанов и выпускного коллектора.
Температура перегретого выпускного коллектора достигает 700 градусов, что негативно влияет на двигатель. Ведь температура блока цилиндров начинает увеличиваться, система охлаждения не справляется с отводом тепла, что приводит к перегреву мотора, снижению его ресурса.
Статья в тему: Как не нужно мыть двигатель керхером
Что такое промежуточный охладитель
Как известно, принудительный наддув воздуха под давлением позволяет сжечь больше топлива и добиться существенного прироста мощности ДВС без увеличения физического объема цилиндров. Данное решение широко используется практически на всех современных дизельных моторах, а также применяется в конструкции форсированных бензиновых агрегатов.
Интеркулер является составным элементом, который входит в общую схему реализации турбонаддува. Дело в том, что воздух сильно сжимается турбокомпрессором, в результате чего происходит его нагрев. Если сразу подать в цилиндры разогретый воздух, тогда его объема будет недостаточно для эффективного и полноценного сгорания порции топлива. Мощность мотора снижается, расход горючего также заметно возрастает.
Суть проблемы
Из школьного курса физики вы помните, что при нагревании плотность воздуха падает. Соль в том, что компрессор должен подавать в двигатель сжатый воздух, то есть воздух высокой плотности. А так как сам компрессор нагревается, да и воздух при повышении давления тоже не становится холоднее, то в итоге в камеру сгорания подаётся горячий воздух. Из-за этого падает давление турбонаддува, а значит, и его эффективность. Решать эту проблему призвана система охлаждения, которая, пропуская через себя всасываемый компрессором воздух, снижает его температуру до расчётных 50 градусов. Это, для чего и нужен интеркулер, можно сделать несколькими путями: воздушное охлаждение, водяное, различная компоновка деталей и расположение их под капотом. Суть от этого не меняется, интеркулер работает, как охладитель. Собственно, иногда его именно так и называют.
Конечно, не бывает абсолютно верных решений. У конкретно этого тоже есть оборотная сторона: при охлаждении создаётся препятствие для непрерывной подачи воздуха, что влияет на эффективность работы, понижая давление. Но в то же время охлаждённый воздух в итоге даёт больший прирост мощности. Баланс потерь и выгод остаётся на откуп инженерам-проектировщикам системы турбонаддува. Собственно, теоретически такую систему можно сделать своими руками, однако мы не рекомендуем делать это неопытным водителям, так как малейшая неточность в расчётах приведёт к дополнительным нагрузкам на двигатель, что сильно ускорит его износ и уменьшит ресурс работы.
Если подробнее рассматривать вопрос воздушного охлаждения, то такой интеркулер универсален. Его можно использовать практически на любом турбированном двигателе, так как он не требует особых разъёмов или входов для подключения. Его располагают, как правило, под капотом автомобиля, хотя возможны и варианты. Главное, чтобы он был расположен между компрессором и впускным коллектором, чтобы воздух проходил через него и охлаждался перед попаданием в камеру сгорания. Если вам доводилось видеть машины, особенно старые мускул-кары, с прорезями в крышке капота, то это явный признак, что такой интеркулер в автомобиле и установлен.
Воздушный интеркулер представляет из себя радиатор. Обычно он алюминиевый или медный, в связи с теплопроводными свойствами этих металлов. Комплект продольно расположенных металлических трубок с пластинками между ними, по которым из компрессора через герметичный патрубок поступает нагнетаемый воздух, задерживает движение воздуха. Но во время прохождения через эту систему воздух при контакте с трубками отдаёт часть тепловой энергии, приобретённой в процессе работы компрессора, и через патрубок поступает во впускной коллектор. Таков, в общем, принцип работы интеркулера. Интеркулер на дизель конструктивно не отличается от интеркулера для бензинового двигателя. Отличны только создаваемые и обрабатываемые им температуры, ведь температура воспламенения дизельного топлива выше, чем бензинового. Если же говорить о фронтальном интеркулере, который устанавливается обычно в передний бампер, то для него специально вырезаются воздухозаборники с непрямой геометрией профиля, чтобы объём поступающего воздуха был выше. Патрубок от него отходит к компрессору вглубь подкапотного пространства, а выходной — обычно с другой стороны — подводится к двигателю. Конструктивно они идентичны, но в такой схеме воздух проходит большее расстояние. Таким образом, он охлаждается сильнее, но и падение мощности больше из-за лага в подаче воздуха в камеру сгорания.
Для чего нужен интеркулер
Охладитель представляет собой своеобразный радиатор. Задачей устройства является охлаждение сжатого воздуха перед подачей в цилиндры ДВС. Охлаждение позволяет поместить большее количество воздуха в цилиндр, в результате чего удается сжечь больше горючего. Мощность двигателя при подаче холодного воздуха под давлением оказывается намного выше. Местом установки интеркулера закономерно выступает участок после турбины. Использование охладителя на дизеле позволило добиться прироста мощности, снизить токсичность отработавших газов, получить полное сгорание топливно-воздушной смеси, уменьшить расход топлива. Дизельный мотор с турбонаддувом стал более оборотистым, возросла моментная характеристика «на низах» и КПД двигателя, максимальная скорость дизелей стала выше.
Охлаждение воздуха в системе может происходить по следующим схемам:
Назначение интеркулера
Все просто — в систему под большим давлением нагнетается воздух, что приводит к повышению его температуры практически до 200 градусов Цельсия. От выхлопных газов нагревается и турбокомпрессор.
Как следствие, плотность воздушных потоков уменьшается, чего не желательно допускать по причине снижения давления наддува и эффективности самого устройства.
В бензиновых моторах такая ситуация чревата вероятной детонацией по причине повышенного содержания окиси азота в выхлопе машины.
Для эффективной борьбы с перегревом как раз и предназначено простое, но гениальное изобретение — интеркулер.
Его основное назначение — охлаждение воздуха, который поступает в турбокомпрессор.
Слово «интеркулер» переводится как «промежуточный охладитель». Воздух проходит через устройство и охлаждается до температуры 50-60 градусов Цельсия.
При этом он становится не только холоднее, но и качественнее, что позволяет рассчитывать на увеличение мощности и производительности двигателя.
Специальный охладитель воздуха (радиатор), который необходим для эффективной работы дизельного двигателя называется интеркулером. Оборудование двигателя системой турбонаддува приводит к повышению температуры воздуха в топливной смеси до 200 градусов.
Таким образом, интеркулер по своей сути является набором трубок с высоким уровнем теплопроводности, благодаря которым излишки тепла выводятся, а в дизельный двигатель поступает охлажденный кислород.
Дополнительными плюсами от использования охладителя являются:
В структуру воздушного интеркулера входят своеобразные соты, через которые под давлением движется воздух. Такие охладители наиболее популярны. Их главными достоинствами являются практичность и доступная цена. Однако они имеют крупный размер, а для размещения их под капотом требуется много свободного места. Также важно, чтобы охлаждающая поверхность была чистой и без дефектов, иначе деталь будет функционировать с нарушениями.
Внимание! Интеркулер типа «воздух-воздух» лучше всего ставить перед радиатором охлаждения. Если неправильно выбрать место для монтажа устройства, то вместо охлаждения воздуха, оно будет греть его, что отрицательно скажется на работе дизельного двигателя.
Жидкостные интеркулеры более удобны. Воздух в них охлаждается, проходя через емкость с водой. Такие конструкции компактны, но требуют дополнительного монтажа водяного насоса, а также электронного блока управления.
ПОДРОБНОСТИ: Как правильно прокачать ГУР Признаки неисправности и рекомендации по обслуживанию и прокачке гидроусилителя
Ни один из этих видов интеркулеров не застрахован от проблемы появления масла, что со временем может перерасти в нарушение функционирования всей турбированной системы.
Диагностика и устранение неисправности
Моторное масло может попадать как в воздушный, так и в жидкостной интеркулер. В результате качество охлаждения наддувочного воздуха снижается, система турбонаддува не обеспечивает должной производительности.
В том случае, если турбина бросает масло в интеркулер, стоит начать с диагностики неисправностей турбокомпрессора. Масло часто гонит на интеркулер в случае проблем с маслопроводом. Указанный маслопровод является сливным патрубком и соединяет турбокомпрессор и картер двигателя. Необходимо визуально оценить состояние элемента на предмет наличия трещин, загибов и т.д.
Маслопровод со временем может деформироваться, уплотнительные элементы также могут прийти в негодность. Пережатый маслопровод будет означать, что в системе турбонаддува создается слишком высокое давление, а масло выдавливается через уплотнительные кольца. В случае обнаружения дефектов рекомендуется полностью заменить деталь и уплотнители. Если маслопровод изогнут, но повреждений нет, тогда решением проблемы может быть простое выравнивание данного элемента и надежная фиксация.
Во время осмотра стоит отдельно учитывать вероятность трещин самого корпуса интеркулера. Если таковые обнаружены, тогда возможно их устранение при помощи сварки. При наличии масла на интеркулере также обязательно производится осмотр воздуховода, который подводит воздух к турбине. Осмотрите элемент на наличие трещин и других дефектов.
Дополнительно понадобится проверить состояние воздушного фильтра. Если воздуховод поврежден и/или фильтр сильно забит, тогда достаточное количество воздуха не поступит в турбину. В турбокомпрессоре образуется разрежение, моторное масло «высасывается», уплотнители разрушаются и смазка попадает в интеркулер. Неисправность устраняется заменой/чисткой фильтра и исправлением дефектов/заменой воздуховода.
Сильное загрязнение охладителя маслом может указывать на то, что в картере двигателя слишком высокий уровень смазки. Избыток смазочного материала заставляет турбину кидать масло на радиатор охлаждения воздуха. Данная ситуация может возникнуть по нескольким причинам:
В первом случае будет достаточно удалить лишнее масло из двигателя, оставив в картере рекомендуемый объем. Второй случай относится к более серьезным неисправностям, так как попадание масла через маслопровод в турбину указывает на высокое давление картерных газов. Высокое давление свидетельствует о неисправностях системы вентиляции картера, а также может говорить об износе ЦПГ, разрушении поршневых колец, самого поршня или стенок цилиндра.
Отработавшие газы переполняют картер и начинают выдавливать моторное масло по сливной трубке в турбину, откуда смазка и попадает в интеркулер. Для устранения проблемы может потребоваться очистка системы вентиляции, а также вполне возможна необходимость капитального ремонта ДВС.
Причины возникновения расхода масла в турбине
Перед тем как перейти к рассмотрению непосредственно причин, из-за которых возможно подтекание масла, необходимо определиться с его допустимым объемом. Дело в том, что любая, даже полностью исправная, турбина будет подъедать масло. И этот расход будет тем больше, чем на больших оборотах будет работать как сам двигатель, так и турбина. Не вдаваясь в подробности этого процесса нужно отметить, что приблизительный нормальный расход масла турбированного мотора составляет около 1,5…2,5 литра на 10 тысяч километров пробега. А вот если значение аналогичного расхода перевалило за 3 литра, то это уже повод задуматься о поиске неисправности.
Большой расход масла
Рекомендуем: Как делается замена лампы ближнего света на Ладе Калина
Если двигатель жрет масло, то это как минимум указывает на неисправность ЦПГ, износ маслоколпачков или забитую вентиляцию картера. Большой расход масла — признаки, причины и что нужно делать
Начнем с самых простых причин, почему может возникнуть ситуация, когда гонит масло из турбины. Как правило, ситуация связана с тем, что запорные кольца, которые, собственно, и не дают маслу вытекать из турбины, изнашиваются и начинают пропускать. Происходит это из-за того, что давление в агрегате падает, и в свою очередь масло капает из турбины туда, где меньше давление, то есть, наружу. Итак, перейдем к причинам.
Забитый воздушный фильтр. Это самая простая ситуация, которая, однако, может стать причиной указанной проблемы. Нужно проверить фильтр и при необходимости заменить его (в редких случаях получается его прочистить, но все же лучше не искушать судьбу и поставить новый, особенно если вы эксплуатируете машину на бездорожье). Зимой вместо или вместе с засорением в некоторых случаях возможно его замерзание (например, в условиях очень высокой влажности). В любом случае, обязательно нужно проверить состояние фильтра.
Коробка воздушного фильтра и/или его заборный патрубок. Тут ситуация аналогична. Даже если воздушный фильтр в порядке нужно проверить состояние указанных узлов. Если они забиты — нужно исправить ситуацию и прочистить их. Сопротивление поступающего воздуха должно быть не выше 20 мм водного столба при работе двигателя на холостом ходу (приблизительно 2 технические атмосферы, или около 200 кПа). В противном случае нужно выполнить ревизию и чистку систему или ее отдельных элементов.
Нарушение герметичности крышки воздушного фильтра. Если такая ситуация имеет место, то неизбежно попадание в воздушную систему пыли, песка и мелкого мусора. Все эти частички будут работать как абразив в турбине, постепенно «убивать» ее из строя вплоть до полного выхода из строя. Поэтому ни в коем случае нельзя допускать разгерметизации воздушной системы у двигателя с турбиной.
Некачественное или неподходящее масло. Любой двигатель внутреннего сгорания очень чувствителен к качеству моторного масла, а турбированные двигатели — тем более, поскольку скорости вращения и температура у них гораздо выше. Соответственно, во-первых, необходимо пользоваться тем маслом, которое рекомендует завод-изготовитель вашей машины. А во-вторых, нужно выбирать ту смазочную жидкость, которая является наиболее качественной, от более известного бренда, синтетическое или полусинтетическое, и не заливать в силовой агрегат всякий суррогат.
Жаростойкость масла. Масло для турбин обычно более жаростойкое, чем обычное, поэтому нужно пользоваться соответствующей смазывающей жидкостью. Такое масло не пригорает, не прикипает к стенкам элементов турбины, не засоряет масляные каналы и нормально смазывает подшипники. В противном случае турбина будет работать в экстремальных условиях и существует риск ее быстрого выхода из строя.
Интервал замены масла. В каждом двигателе масло нужно менять по регламенту! Для турбированных моторов это особенно актуально. Лучше выполнять соответствующую замену приблизительно на 10%!раньше, чем это указано по регламенту изготовителем автомобиля. Это наверняка увеличит ресурс как двигателя, так и турбины.
Через сколько км менять масло в двигателе
Рекомендуем: Как работает гидротрансформатор?
Интервал замены моторного масла нужно рассматривать исходя из условий эксплуатации, пробега авто, качества расходников и еще 7-ми факторов. Периодичность 8-12 тыс. км. общий показатель
Состояние подводящих масляных патрубков. Если долго не менять масло или пользоваться некачественной смазывающей жидкостью (или попросту будет забит масляный фильтр), то существует риск того, что со временем масляные патрубки забьются и турбина будет работать в критическом режиме, что значительно снижает ее ресурс.
Попадание масла из турбины в интеркулер (впускной коллектор). Такая ситуация возникает нечасто, однако ее причиной может быть уже упомянутый выше забитый воздушный фильтр, его крышка или патрубки. Другой причиной в данном случае могут стать забитые масляные каналы. В результате этого происходит разность давления, из-за которой, собственно, масло и «выплевывается» в интеркулер.
Попадание масла в глушитель. Тут аналогично предыдущему пункту. В системе возникает разность давления, которая спровоцирована либо забитой воздушной системой (воздушным фильтром, патрубком, крышкой) или масляные каналы. Соответственно, в первую очередь необходимо проверить состояние описанных систем. Если это не помогло — возможно, сама турбина уже имеет значительный износ и нужно выполнять ее ревизию.
В некоторых случаях такая проблема может следствием использования в процессе монтажа подающего и сливного маслопроводов герметиков. Их остатки могли раствориться в масле и стать причиной того, что масляные каналы закоксовались, в том числе могут частично выйти из строя подшипники компрессора. В данном случае необходимо выполнить чистку соответствующих каналов и отдельных частей турбины.
Нередко результатом попадания масла в глушитель и вообще в систему выхлопа будет синий дым из выхлопной трубы автомобиля.
Теперь переходим к более сложным причинам, соответственно, и дорогостоящим ремонтам. Они возникают в случае, если турбина очень сильно износилась вследствие ее неправильной эксплуатации или просто из-за своей «старости». Износ мог быть вызван чрезмерной нагрузкой на двигатель, использование неподходящего или некачественного масла, замена его не по регламенту, механическое повреждение и так далее.
Выход из строя крыльчатки. Такая ситуация возможна, если имел место значительный люфт на ее валу. Это возможно либо от старости либо от воздействия на вал абразивных материалов. В любом случае ремонту крыльчатка не подлежит, ее нужно только менять. При этом обычно выполняются сопутствующие ремонты. Самостоятельно их вряд ли имеет смысл выполнять, лучше обратиться за помощью в автосервис.
Износ подшипников. При этом наблюдается значительный расход масла. И оно может попадать в полость, в непосредственной близости от них. А поскольку подшипники не ремонтируются, то их нужно менять. Лучше также обратиться за помощью в автосервис. В некоторых случаях проблема состоит не столько в непосредственной замене подшипников, сколько в их подборе (например, на редкие машины нужно заказывать запчасти из-за рубежа и ждать значительное время, пока они будут доставлены).
Заклинивание вала крыльчатки. При этом она вообще не вращается, то есть, турбина не работает. Это одна из самых тяжелых ситуаций. Обычно его заклинивает по причине перекоса. В свою очередь, перекос может возникнуть из-за механического повреждения, значительного износа или выхода из строя подшипников. Тут нужна комплексная диагностика и ремонт, поэтому необходимо обратиться за помощью в автосервис.
Неисправности автомобильной турбины. Как устранить неполадки?
Полезные рекомендации по устранению неисправности турбины двигателя автомобиля. 3 частые причины неисправности турбины и основные признаки выхода из строя турбокомпрессора. А также как их устранить
Самостоятельная очистка интеркулера дизельного двигателя
После устранения неисправностей, которые привели к выбросу масла в охладитель, необходимо осуществить очистку интеркулера. Данная процедура нужна для того, чтобы воздух нормально охлаждался, а остатки моторного масла в воздушном радиаторе не смешивались с подаваемым турбиной воздухом.
Попадание смеси масла и воздуха в цилиндры снижает эффективность работы дизельного двигателя, приводит к сильному нагарообразованию и коксованию, изменяются условия сгорания топливно-воздушной смеси и т.д. В критических случаях возможно даже возгорание моторного масла в цилиндрах и перегрев дизельного двигателя.
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.