Установка интеркулера на атмосферный двигатель

Интеркулер в турбо моторе

Зачем он нужен, принцип работы, нюансы

Что такое и зачем нужен интеркулер (охладитель)?

Интеркулер охлаждает поступаемый воздух в цилиндры мотора.
Чем холоднее воздух, тем выше плотность и больше кислорода в нем.
Охлаждение позволяет повысить мощность турбо мотора до 20%.

Принцип работы интеркулера?

Турбина или турбокомпрессор мотора создает мощное статистическое давление воздуха, но данный процесс и соседство с выхлопной трубой может нагреть воздух до +150°С. А такой горячий воздух менее плотный (меньше кислорода) и топливная смесь горит менее эффективно.
Поэтому воздух попадает в интеркулер где немного тормозится из-за лабиринта лопаток сердцевины интеркулера (падает давление), но ощутимо охлаждается и благодаря этому воздух сжимается и его больше поступает в цилиндры — топливная смесь горит лучше, КПД и мощность двигателя повышается.
Нужно понимать, что от стояния в пробках и светофорах интеркулер нагревается и поэтому первые сотни метров мощность может быть временно ухудшена. После интеркулер остужается и работает как надо.

Где устанавливается?

В современном автомобиле интеркулер устанавливается на все турбо моторы (на бензиновые и дизельные).
Обычно устанавливают в нижней части переднего бампера перед основным радиатором (иногда и после) и называют фронтальным.

Какими бывают интеркулеры?

Воздушный – выглядит как обычный радиатор, устанавливается перед или после основного радиатора. Охлаждается от попутного потока воздуха, т.е. чем выше скорость, влажность и холоднее температура на улице тем быстрее и сильнее остывает.
Жидкостный (водяной) — используется в экстремальном тюнинге, на заводских авто встречается редко. В интеркулере проходят трубки с водой или охлаждающей жидкостью с отдельным контуром и насосом. Недостатки: цена, конструктивная сложность и надежность. Преимущества:
1) Меньше турбо-задержки за счет коротких воздухопроводов (если конструкция позволит);
2) При активной и долгой езде температура в итоге меньше чем у воздушного (но остывает дольше);
3) Непосредственно перед гонкой (обычно в дрэг рейсинге) вместо воды можно заправить водой со льдом или охл.жидкостью с отрицательной температурой, но это ;

Мыть или не мыть интеркулер?

Конечно мыть. Из-за грязного воздушный интеркулера вы можете потерять до 10% мощности. Самое важное мыть аккуратно, чрезмерно высокое давление воды может повредить соты радиатора.
За время эксплуатации решетка накапливает грязь, пыль, пух, а дорожные камни повреждают её соты. В результате воздух охлаждается хуже и мощность двигателя снижается.

Интеркулер и зима

Зимой в морозы с воздушным интеркулером можно ощутить дополнительную прибавку мощности или экономичность. Уличный воздух его постоянно охлаждает, к тому же сам морозный воздух более плотный.
Однако, при долгой езде по трассе в морозы за -30°С воздушный интеркулер рекомендуется закрывать от встречного ветра, т.к. он может промерзать:
1. В двигатель будет поступать слишком холодный воздух, и он будет остывать на ходу. А холодный двигатель потребляет больше топлива.
2. Внутри интеркулера может образовываться конденсат, который тут же будет замерзать и образовывать ледяные пробки. Из-за чего наддув турбины ослабнет, мощность двигателя снизится, а расход топлива увеличится.

Устанавливают ли интеркулеры на обычные атмосферные двигатели?

Нет
Поступаемый воздух не перегревается как в случае турбины или компрессора, он поступает таким же холодным как на улице (в сравнении с t° мотора). Кроме того конструкция интеркулера будет препятствовать нормальному поступлению воздуха и двигатель будет «голодать».

Тюнинг/замена интеркулера

Не всегда замена интеркулера на «побольше» добавит мощности, а может даже ухудшить показатели. Т.к. с ростом объема интеркулера возрастает сопротивляемость продувки и турбина меньше успевает прокачать воздуха чем это было с заводским. А полученная чуть ниже температура не сможет компенсировать потерю статического давления воздуха.
Поэтому меняют интеркулер совместно с заменой воздушного фильтра на так называемый «нулевик», бонусом будут работы над выхлопом и перепрограммируют мотор (чип-тюнинг). Так получают полноценный Stage 2 тюнинг. Но, чтобы выжать максимум — совместно с интеркулером установить и более мощную турбину получив Stage 3.
Замена воздушного интеркулера на водяной не всегда оправдана даже в спорте и требует расчетов.
Для скоростных заездов и не долгих гонок на треке для кратковременных улучшений эффектвиности интеркулера устанавливают поливальные системы воды, которые опрыскивают радиатор и даже устанавливают систему заморозки например DIE CryO2.

источник

Nissan Patrol GR Y61 ۞ (YOZHIK) › Logbook › Destroyers of legends. Turbocharged diesel. Part number 2. Intercooler.

What is an intercooler for?

In order to fully burn 1 kg of fuel (any hydrocarbon), you need about 3.5 kg of oxygen. This amount of oxygen is contained in 15 kg of air.

Читайте также:  Набор для установки грм двигателя m271

The engine for preparing a combustible mixture does not weigh fuel or oxidizer. Both that and another arrives in cylinders measured by VOLUMES. On primitive engines, no one tried to measure how much air actually enters the cylinders or injected fuel. By and large on diesels this is not necessary today. But toughening environmental standards on the one hand and the desire of the manufacturer to declare the greatest possible engine power on the other hand — they still force the diesel engine to weigh a bunch of sensors. What do these sensors do? These sensors make it possible to understand how much air is supplied to the combustion chamber in GRAMs at each cycle and how much fuel is supplied in GRAMs. And it is very precise to limit the fuel supply to the engine — literally on the verge of what is allowed by law.

The density and viscosity of hydrocarbon fuels is very dependent on temperature:

Air density is even more dependent on temperature:

Therefore, for precision mixing, you need to know both the temperature of the fuel and the temperature of the air. But the purpose of this article is not mixture formation (we have already dealt with this issue in previous articles), but a completely applied task — how to cram the maximum number of MOLECULES of air into the engine cylinders.

A turbocharger is usually used to compress air. It is it that allows you to double, or even triple the PRESSURE of air in the intake manifold of the engine — to double, or even triple the amount of air entering the cylinders, which means it will burn more fuel and get ultimately increased power from a constant engine volume.

Well, what does the intercooler have to do with it?

With rapid (adiabatic) compression of air, its temperature increases proportionally.
When air is compressed to a pressure of 0.5 atm excess, the air will heat up to 45 ° C simply as a result of compression. If you compress the air to a pressure of 1 atm excess — then it will heat up already at 85C. In modern highly accelerated diesel engines, air is compressed to 2-3 atmospheres and its temperature rises to 200 degrees. It is clear that due to heat transfer from the heated blades, the turbine housing and the walls of the intake manifold, the air will be heated even more strongly.

But with increasing temperature DENSITY of air decreases.

If we analyze it roughly, then we get approximately such a dependence when compressing air with a temperature of + 20C:

boost 0.5atm — increase in air temperature at 45C — air density drop by 15%
pressurization 0,7atm — increase in air temperature at 65 ° C — drop in air density by 23%
pressurization 1atm — increase in air temperature at 85С — drop in air density by 30%
pressurization 1,5atm — increase in air temperature at 100С — drop in air density by 34%
pressurization 2 atm — increase in air temperature by 125 ° C — drop in air density by 42%
3atm supercharging — increase in air temperature by 160C — air density drop by 55%

Count on the fingers:
If our turbine pumps 1atm of excess, then we hope to double the amount (mass) of air driven into the cylinders. But without an effective intercooler, due to a decrease in air density during compression, we get not a doubling of the AIR MASS, but only: X * 2 \ 100 * 70 = 1,4X
Alas and ah!

That is why old non-intercooler diesel engines with primitive turbines (with a pressure in the jump up to 0.7 atm) do not sparkle with an increase in power. For — X * 1.7 \ 100 * 77 = 1.31X
A 30% increase in MAXIMUM is even theoretically.
Almost everything is usually much worse due to the organization of fuel supply on these diesels.

Intercooler can significantly reduce the temperature of compressed air and thus increase its density. It is clear that it is practically impossible to cool the air after the turbine back to the outside air temperature, but it is worth it. True, the manufacturer rarely bothers with this issue on production cars — that’s why we observe intercoolers of ridiculous sizes, puffed on top of the engines not in the most favorable place from the point of view of cooling — it is enough to bring down the peak temperature (and fit into the eco-standards). It was because of the lower emissions of nitrogen compounds that the intercooler became the standard unit of any turbodiesel — to such an extent standard (as the TURBO diesel itself) that inscriptions like «2.8 intercooler turbo» disappeared from car bodies long ago.

Читайте также:  Двигатель для велосипеда варианты установки

There is another interesting point.
Unlike a turbocharger, where quite substantial power is spent on “ramming” the air (do not believe the claims that the turbine utilizes the “gratuitous” energy of exhaust gases — there is nothing gratuitous in this world), it is usually such an enormous amount of energy that is used to “ram” the air with an intercooler not required. Therefore, at partial power modes, an efficient intercooler allows you to significantly “unload” the turbocharger — because the pressure at the inlet to the engine can be reduced in proportion to the increase in the density of the air charge.

Again we count on the fingers:
Let the turbine crush 0.7 atm of excess. Air heats up at 65C. The air density in this case drops by 23%.
If you install an intercooler that will reduce the temperature of the air compressed by the turbine at least by 40-45C — then the air density after the intercooler will increase by 15%. You can reduce the pressure of the turbine by these 15% — up to 0.45 atm excess. The engine power will remain the same — the same amount of air flows in grams, but the fuel consumption will noticeably decrease — after all, air has to be compressed to much lower values.

On antediluvian turbines with Westgate, the effect of fuel economy due to this effect is weakly expressed — after all, the energy of exhaust gases due to the installation of an intercooler decreases slightly and the turbine presses exactly as much as it can. On turbines with controlled geometry controlled by a mechanical valve (or a primitive electronic controller), the gain is also not great — all these systems strive to provide the highest possible pressure (the very same at which the relief valve starts to open), regardless of whether it is necessary to work so much in this mode of operation high pressure or not. Let’s recall once again — TURBINE on common TURBO diesel engines provides from 20 to 35% of thrust. In other words — when you press the gazulka up to 2/3 of its stroke, we don’t need turbine pressure AT ALL!
Therefore, at partial loads due to unnecessary boost, the overall engine efficiency noticeably suffers. But when controlling the geometry of the turbine with a computer smarter — you can get significant fuel savings due to the exact dosage of boost. We are talking about real 10-15% of the flow — this is how much the owners of the ZD30 received just by twisting the turbine geometry rod adjustment towards lower pressure. But a stupid decrease in turbine pressure also causes a decrease in the maximum power of the engine.

For the highest, it is ALWAYS necessary to maintain the inlet pressure only Slightly ABOVE necessary for the complete combustion of fuel (the amount of fuel required is determined by the gas burner) — then ALL POSSIBLE will be available (the ZD30 turbine pumps up to 1.7 atm of excess without harm to itself — which gives a moment to 620 Nm long-term with an effective intercooler) engine power and fuel economy in partial power modes. The turbine with variable geometry just allows you to PERFECTLY DO such things.

Why at least?
Read about it in the following articles.

источник

Турбирование атмосферного двигателя своими руками

Турбирование атмосферного двигателя

В этой статье узнаем, что такое турбирование, рассмотрим как турбирование влияет на атмосферный двигатель и также поговорим о приемуществах данного тюнинга. Стоит отметить, что данную статью не стоит принимать как точное руководство для каждого отдельного случая, так как все индивидуально.

Турбирование на современный день это один из самых эффективных способов увеличить мощность двигателя под капотом. Прирост мощности от турбины может достигать 50% и более. При этом рабочий объем двигателя остается таким же.Кроме того турбированные двигатели являются более экологичными, так как часть выхлопных газов забирает турбина. Не даром большинство автомобильных концернов в серьез увлеклись разработкой турбированных двигателей которые постоянно совершенствуют.

Турбирование атмосферного двигателя достаточно серьезный процесс который потребует знаний и умений. Давайте вначале рассмотрим плюсы и минусы данного вида тюнинга, а затем кратко рассмотрим принцип работы турбины.

Плюсы и минусы

1) Мощность двигателя увеличивается на 50% и более( в зависимости от силы наддува).

Читайте также:  Двигатели для аэролодок винтомоторные установки

2) Расход топлива при обычном режиме не увеличивается, что нельзя сказать о более объемных атмосферных моторах.

3) Польза для экологии так как турбина утилизирует часть выхлопных газов используя их как энергию для движения крыльчатки.

4)Есть будущий потенциал для увеличения мощности.

1) Необходимо доработать двигатель и другие комплектующие, для грамотной работы. Что может выльется в копеечку. Если делать самостоятельно ,то можно значительно сэкономить.

2) Ресурс двигателя понижается так как, возрастает нагрузка на него.

3)Турбированные двигатели очень требовательны к качеству бензина требуется минимум 95-й, а лучше 98 бензин. Температура горения низко октанового бензина выше, а высокая температура быстрее изнашивает турбину и ее компоненты.

Принцип работы турбины

Обычно турбина крепится к выпускному коллектору используя энергию выхлопных газов крыльчатка турбины ( горячая часть турбины) раскачивается и через вал передает энергию вращения на крыльчатку компрессора( холодную часть турбины). Затем воздух проходя по трубам проходит через интеркулер тем самым охлаждаясь подается во впускной коллектор для образования топливно воздушной смеси.

Соответственно чем больше топливно воздушной смеси будет преобразовано в энергию тем больше мощности выдает двигатель. Интеркулер используется для охлаждения воздуха. Крыльчатка турбины может развивать скорость в 100 тыс.оборотов и более. Турбина нуждается в охлаждении и смазке. Это одна из причин почему этот вид тюнинга сложнее чем установка простого центробежного компрессора о нем Вы можете прочитать здесь.

Теперь давайте поговорим о работах которые необходимо произвести на примере автомобиля ваз.

Комплекс работ

1) Приобрести турбину для автомобилей ваз многие приобретают турбины TD04L от Subaru, либо TD05 от Mitsubishi. Кто-то приобретает мощных улитки Garrett которые дороже. Есть еще вариант покупки готовых турбо китов от ClubTurbo. Приблизительную цену на турбины узнаем чуть ниже.

2)Необходимо приобрести выпускной коллектор с которым можно будет состыковать турбину и установить ее. Потребуется еще и впускной коллектор, так как стандартный попросту может не выдержать давления.

3)Будет оправдано приобретение более производительных форсунок и насоса типа Вальбро либо можно взять от Волги.

4)Пайпинг. Нужно приобрести хорошие прочные трубы они будут служить магистралью для подачи воздуха от турбины до впускного коллектора. Также потребуются различные хомуты и соединители.

5)Понижение степени сжатия. Турбирование на ваз 2110 требует понижение степени сжатия. Избыточное давление попросту разорвет мотор в клочья. Для этого можно воспользоваться толстой прокладкой ГБЦ либо сделать углубление в кованых поршнях.

6)Интеркулер. Интеркулер будет являться промежуточным охладителем воздуха. Обычно устанавливается возле радиатора. Пренебрегать им нельзя особенно если давление в турбине серьезное 1 бар и более.

7)Охлаждение. Турбине требуется подвод охлаждения, требуется и отводка антифриза.

8)Подвод масла. Подвод масла к турбине осуществляется от датчика давления масла с тройником от классики.

9) Также необходимо подвести обратку масла от турбины к масленному поддону.

10)Установка клапана Blow off. Он необходим для того, что бы чрезмерное давление выхлопных газов не привело к быстрому износу турбины для этого он выпускает излишки выхлопных газов обратно в выпускной коллектор. Этот клапан и издает всеми любимый пшик.

11)Фильтр нулевик. Нулевик будет способствовать более хорошей пропускаемости воздуха. Турбирование это тот случай когда фильтр нулевик здесь не просто для красоты. Подробней о фильтре нулевике и зачем он нужен можно узнать перейдя по ссылке.

12)Чип-тюнинг. После всех мероприятий необходимо грамотно настроить параметры двигателя. Штатные параметры после турбирования не подойдут, двигатель будет работать неправильно. Для автомобилей ваз есть хорошее решение это замена ЭБУ на инженерный Январь который имеет возможность более точной онлайн прошивки.

13)Если давление более 1 бара, а мощности более 200 л.с. В таком случае необходимо менять штатный ДМРВ ( датчик массового расхода воздуха) на ДАД( датчик абсолютного давления) и ДТВ( датчик температуры воздуха). Так как стандартный ДМРВ не может считывать правильно такое количество воздуха и соответственно отправляет не правильные данные в ЭБУ. О том, что такое ЭБУ Вы можете узнать здесь.

Частые вопросы:

Можно ли турбировать карбюраторный двигатель ?

Ответ да, есть умельцы которые турбируют карбюраторный мотор, но большинство все же решают менять на инжектор.Настройка ЭБУ, более мощные форсунки и насос будет достаточным для обеспечения правильной топливно-воздушной смеси. В отличие от карбюратора которому обеспечить такую топливно-воздушную смесь не так , то просто.

1)Турбина TD04L от subaru б/у будет стоить от 15 000 рублей и выше.

2)Новые турбины Garrett стоят от 50 тыс и более.

3)Комплект ClubTurbo для 8 клапанного двигателя с комплектующими с давлением в 0,5 бар будет стоить около 40 тыс.руб. Для 16 клапанного двигателя ваз 2110 турбо кит будет стоить в районе 70 тыс.рублей давление у этой турбины 1 бар.

Вот и все надеюсь информация была полезной ставьте лайки и если я что-то забыл упомянуть обязательно оставляйте комментарии. На сайте будет еще много всего интересного.

источник

Оцените статью
Авто мастер
Adblock
detector