Меню Рубрики

Установка интеркулера вода воздух

DexNeonClub › Блог › Подумываю использовать в проекте водяной интеркулер (воздух-вода-воздух)

В виду конструктивных особенностей авто, установка обычного интеркуллера дико не удобна и требует «адского напиллинга». Долго думал по этому поводу и решил использовать в проекте водяной интеркулер (воздух-вода-воздух) — данная система имеет немало плюсов по сравнению с обычным интеркуллером.
1) Занимает меньше места спереди (под бампером).
2) Нет необходимости тянуть длинные воздушные шланги большого диаметра. А это значит, при грамотной установке будет меньший лаг.
3) Эфективность намного выше чем у традиционного. Теплопроводность «железо — вода» намного выше чем «железо — воздух», а теплопроводность «вода — железо-воздух» по отношению «железо — воздух» почти идентична.
(У воды/тосола теплоемкость намного выше чем у воздуха, а это значит что правильный водяной кулер понизит температуру впуска с 70-80 гр. на 50-60%).
4) При добавлений орошения фронтального теплообменника водой\спиртом — эффективность повышается ещё больше.
5) Возможность добавления контура к кондиционеру для охлаждения воды (можно снизить температуру воды до 5-10*С.)

Цитата человека с похожей системой:
«Именно такой юзаю на своей двухсотке 2.2т вот уже 50ккм. Водяной контур невелик-всего то около 2-2.5 л жидкости, совсем мелкий радиатор от охлаждения коробки поставленный сбоку без обдува, помпа от газели-но и даже так эффективность его выше всяких похвал. Как не давил-выше 44 градусов так и не смог его нагреть при +27 на улице. Если сделать больший резервуар под жидкость+радиатор вынести вперед, штука будет очень эффективная.«

Радиатор теплообмена:
12X40X2 это примерно 10 рядный маслянный

Резервуар:
Я думаю добавить контейнер для льда, возможно совмещу с расширительным бачком для экономии места…

Насос:
30л\мин аналогичный или Бошевский насос 0 392 022 002 — присматриваюсь

Теплоноситель.
Используйте то же самое соотношение воды и антифриза в ин­теркулере, которое используется в системе охлаждения двигателя. Ис­пользование современного антифриза улучшит антикоррозионные свойства и предотвратит коррозию алюминия. Дистиллированная или деминерализованная вода обеспечит содержание системы в чистоте.

Размер резервуара имеет важное значение в эффективности жид­костного интеркулера. Большинство применений наддува продолжается всего несколько секунд — скажем, 15 в среднем. Тогда разумно убедиться, что в этом промежутке времени любая дан­ная часть воды не должна дважды попасть в интеркулер (в идеале). Насос с произ­водительностью 40 л в минуту будет перемещать 10 л за 15 секунд: таким образом, здесь подходящий размер резервуара — 10 л. Такой объем может показаться большим, но, чем больше ре­зервуар, тем больше время потребуется воде чтобы повторно пройти через интеркулер. Не трудно заметить, что поскольку используется большой резервуар, уменьшается потребность в передних радиаторах. Чем больше масса воды, тем больше тепловая инер­ция. Я остановился на 2-5л резервуаре (тут буду ещё расчитывать систему)

Передний радиатор — наименее важная часть системы промежуточного охлаждения, он выполняет свою работу, когда над­дува нет. В начале работы под наддувом, вся система будет иметь приблизительно температуру окружающей среды. Когда давление на­чнет расти, нагревая жидкость в основном ядре интеркулера, нагретая жидкость должна попасть в радиатор чтобы вытеснить теплоту. Она попадет в радиатор только через пару секунд, в зависимости от длинны шлангов и насоса. Этот интервал времени часто сопоставим с временем работы под наддувом. Теперь ясно, что передний радиатор будет выполнять большинство своей работы после работы под давлением. Так как перепад температур между водой и пе­редним радиатором мал по сравнению с перепадом температур между нагнетаемым воздухом и водой, время, требуемое для охлаждения воды намного больше, чем время, требуемое для ее нагрева из за теплоёмкости (вода отбирает тепло из воздуха быстрей чем воздух отбирает тепло у воды). Это еще одна причина для того, чтобы водяные насосы работали постоянно. Перед­ний радиатор не должен быть столь большим, как это может казаться на первый взгляд, потому что при установке двух радиаторов друг за другом, через передний радиатор будет проходить гораздо больше воз­духа, чем через задний. Например, при скорости около 90 километров в час сквозь охладитель площадью 0,1 квадратный метр потенциально может пройти 150 м3/ мин охлаждающего воздуха. Конечно это тот случай, когда больше значит лучше, но не настолько лучше, чтобы бежать за огромным передним радиатором.

Интеркуллер будет обклеен термоизоляцией (для снижения нагрева от ДВС — зачем лишнее тепло)
Водяной электро насос думаю где-то на 1700л/ч (хотя желательно по больше). Рассматриваю расход воды 30-40 л в минуту как оптимальный. Необходимо найти компромиссное решение относи­тельно ресурса насоса с одной стороны и эффективностью интеркулера с другой, если требуются, чтобы насосы работали постоянно. Имея в виду важность характеристик, ответ должен быть — насосы должны ра­ботать непрерывно. Если насосы работают непрерывно, происходит ин­тересная вещь — когда нет давления наддува, впускной воздух будет дополнительно охлаждать воду в интеркулере. Насосы должны быть установлены как низшие точки системы промежуточного охлаждения, так, чтобы они всегда были заполнены водой и таким образом, исключалась возможность их работы всухую. Возможно насосы будут врубаться от температуры…

На теплообменник поставлю орошение водой\спиртом и возможно вентилятор.

В следующий раз расскажу о расчёте выделяемого турбиной тепла, и расчёте необходимого размера интеркуллера (как воздушного, так и водяного).

Читайте также:  Установка задней стойки пассат б3

источник

Subaru Forester восьмой турбосубарь есть › Бортжурнал › интеркулер вода воздух PART#1

Купил таки интеркулер вода воздух!

Долго искал на просторах инета, нашел даже в очень хорошем состоянии

Будем сравнивать что лучше, жидкостный (вода воздух) или воздушный (воздух воздух)?

Может у кого какие советы будут?! буду только рад

Чтобы выяснить все плюсы кульков, было принято решение вмонтировать во впускной коллектор сенсор темп

воздуха, позаимствованный у мультитроникса

С помощью токаря было изготовлено крепление для сенсора (надо же его как то закрепить во впуске)

Так что, будем мониторить темп во впуске с помощью мультика))

Пока ищутся все необходимые запчасти для *водянки* будем мерить темп со СТИшным кульком, то есть как есть сей час!

Вчера был установлен сенсор во впуск, думаю к вечеру уже будут цифры по темп во впуске!

А вот и первые цифры:
на улице +14

Сегодня пробовал с места до упора (ради спортивного интереса)))
с места темп 40гр, ближе к упору 56гр — газ бросил темп еще продолжал расти, по моему до 62гр
Кста, на авто установлена орошайка интеркулера (только не подключена) можно буде с ней по мониторить темп и сравнить…

вчера весь вечер изготавливал четыре крепления для кулька, фото позже!

еще надо байпасс вварить в кулек

сегодня вварил переходник под байпасс

Онли блоу офф ОЧКАЭС, переделанный под байпасс)))

Был приобретен радиатор от КАМАЗа!
Сегодня хотел все это дело собрать в кучу, но придется переделывать патрубки на радиаторе((
Будем осваивать пайку меди.

насос поместил на крыло вместо бочка омывателя лобового стекла, как позже выяснилось ему там не место так как не может закачать антефриз с кулька. Пришлось переносить еще ниже, нашел ему место на лонжероне (там где стоит бачек орошайки у СТИх)
Встал как «там и был» ))

Радиатор на своем месте!
Единственное, пришлось повозиться с патрубками, я их полностью вырезал и перепаял в нужные мне места.

Ну и подкапотка естественно!
смотрица не дурно))

РС: вся система вместила 3.0литра антефриза, почти на 99% уверен что необходим дополнительный бачек, обьема 3-5 литов!

Дальше будут замеры по температуре всасываемого воздуха, Ждите!

На улице +21
После простоя 30-40 минут, темп была примерно 70гр пока доставал телефон упала до 62 причем довольно быстро!

А вот после того как проехал 3км (тем же маршрутом что и с кульком воздух-воздух)

И все-таки с водянкой есть свои плюсы, только завел темпер быстро падает до 50гр и держит ее +-5гр во всем диапазоне, в пробках вообще ни каких проблем! На обычном приходилось долго ехать чтобы кулек остыл!

источник

slon0505 › Блог › Про Интеркулер.

Интеркулер — промежуточный охладитель наддувочного воздуха, представляющий собой теплообменник (воздухо-воздушный, водовоздушный), чаще радиатор для охлаждения наддувочного воздуха. В основном используется в двигателях с системой турбонаддува.

Устройство предназначено для извлечения тепла из воздушного потока, который нагревается при сжатии в компрессоре. Существует много критериев, которыми руководствуются при создании интеркулера. Основные среди них — это максимальный отвод тепла, минимальные потери давления наддува, увеличения инерции потока.

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, улучшает процесс сгорания топлива в цилиндре, а также снижает детонационный порог.

Одним из видов тюнинга системы наддува ДВС является установка интеркулера с увеличенной площадью теплообмена.

Радиатор интеркулера обычно крепится перпендикулярно продольной оси автомобиля (фронтальный интеркулер) перед радиатором либо под крылом, пример — Mitsubishi Lancer Evolution

, VW Touareg. Другой способ крепления — горизонтально над двигателем (например,

). В таком случае в капоте автомобиля обычно имеется воздухозаборник для подвода потока воздуха к интеркулеру.

Интеркулер системы вода-воздух

На тепловозах для обеспечения компактности воздушного тракта применяется интеркулер системы вода-воздух (причём там он называется холодильник наддувочного воздуха), в контуре которого циркулирует вода, охлаждаемая в отдельном радиаторе. На судах применяется водовоздушый интеркулер в котором циркулирует забортная или внутренняя пресная вода в зависимости от схемы завода изготовителя .

Интеркулер системы вода-воздух применяется и в автоспорте, пример тому — Toyota Celica GT-Four (Alltrac)

. Также в автоспорте применяется орошение интеркулера водой при помощи специальных форсунок, и даже емкости со льдом для лучшего теплообмена при работе двигателя на экстремальном давлении наддува (например, в дрэг-рейсинге). Существуют схемы последовательного подключения интеркулеров систем вода-воздух и воздух воздух. Система интеркулера вода-воздух имеет ряд преимуществ, такие как минимальная длина наддувочной магистрали, большой коэффициент теплообмена, энергоемкость (жидкость в магистрали, которая еще не успела забрать температуру у нагнетаемого воздуха, имеет температуру ниже), возможность поддержания стабильной температуры нагнетаемого воздуха (за счет компонентов которыми можно управлять электронно). Недостатками данной системы являются её стоимость и сложность в сравнении с интеркулером системы воздух-воздух. Такие известные тюнинг ателье как Lotus, использовали данную систему ввиду ряда её преимуществ.

Читайте также:  Установка window на acer aspire one

Система имеет несколько способов реализации схемы подключения теплообменников, одна из которых является относительно герметичной и имеет собственный контур, вторая сообщается с системой охлаждения ДВС (что скорее является системой поддержания стабильной температуры наддувочного воздуха, чем системой его охлаждения, ориентированной на минимизацию температуры). На сегодняшний день такой системой охлаждения наддувочного воздуха, с завода, снабжены некоторые модели концерна VAG (Volkswagen Aktiengesellschaft).

Интеркулер типа «Воздух-Воздух»

Благодаря своей простоте и надежности интеркулер типа «воздух-воздух» являются наиболее распространенным. Этот вид интеркулера состоит из патрубков интеркулера и пластинчатого радиатора интеркулера.

Устройство интеркулера: патрубок интеркулера и пластинчатый радиатор интеркулера.

Принцип действия интеркулера: воздух через фильтр всасывается турбиной в радиатор, после чего проходит по тонким трубчатым пластинам, где и охлаждается за счет потока воздуха, который возникает при движении автомобиля.

источник

Jeep Cherokee 4.0, AW-4, 242, Lift 3″ › Бортжурнал › Статьи про интеркулеры, выбор, расчет, установка.

Скопировал ссылку с форума — очень много инфы надо переносить )))
www.vr-4.ru/forum/showthread.php?t=19067

Основные критерии при выборе интеркулера, это:
максимальный отвод тепла
минимальные потери давления наддува
увеличения инерции потока.

Размеры интеркулеров и их примерный потенциал.
530x140x63 300л.с.
550x180x63 340л.с.
530x230x70 380л.с.
530x230x75 400л.с.
530x250x75 450л.с.
450x300x75 470л.с.
500x300x75 470л.с.
600x300x75 600л.с.
600x300x100 750л.с.

Площадь теплообменника — сумма всех пластин и оболочек в теплообменнике,
которые являются ответственными за отвод тепла из системы.
Чем больше площадь теплообменника, тем эффективней интеркулер.

Однако, при увеличении вдвое площади, КПД интеркулера не удваивается.
10% увеличение площади прибавит примерно 10% эффективности.
Дальнейшее увеличение будет прибавлять эффективности все меньше и меньше.
Например, если существующий интеркулер имеет эффективность 70% то увеличение его еще на 10%,
прибавит 10% эффективности от недостающих 30%, иначе говоря полная эффективность будет 73%.

Внутреннее проходное сечение.
Чем сложнее воздуху пройти через интеркулер, тем больше тепла он потеряет.
Но минус в том, что это создает большие потери давления наддува.
Чтобы скомпенсировать затрудненное протекание воздушного потока через интеркулер,
внутреннее проходное сечение должно быть достаточно большим, чтобы забрать тепло из воздушного потока
и чтобы снижение этого потока и потеря давления были на приемлемом уровне.

Правило: единственный важный фактор при выборе интеркулера — низкие, внутренние потери давления.

Внутренний объем интеркулера.

Необходимый объем рассчитывается следующим образом: внутренний объем интеркулера делим на воздушный поток
через интеркулер при оборотах на которых дроссельная заслонка приоткрыта и умножаем на 2
(Коэффициент 2 — следствие приблизительного удвоения воздушного потока через систему при переходе
от спокойного режима движения к ускорению).

Если ДМРВ расположен далеко от корпуса дроссельной заслонки, то возможно увеличение времени реакции на нажатие газа.
Открытие дроссельной заслонки создает импульс разряжения, который идет к расходомеру.
Этому импульсу требуется время, чтобы достигнуть расходомера и заставить его среагировать.
Таким образом, время реакции на нажатие газа увеличивается.
Этот импульс, должен проделать путь от корпуса дросселя до интеркулера, сквозь интеркулер, к турбине,
затем к расходомеру и расходомер уже регистрирует изменения.
Только когда расходомер получит этот импульс, отношение воздух/топливо измениться с учетом новых условий нагрузки
двигателя.
Тем не менее, обычно, чем дальше дроссельная заслонка от расходомера, тем больше задержка (турбояма).
Таким образом, длину этого пути надо принять во внимание во время проектирования системы.

Чем короче длинна патрубков от турбины до интеркулера и от интеркулера до впускного коллектора тем меньше турбояма.

Однако существуют исключения связанные с конструкцией датчика положения дросселя, когда на двигателе нет ДМРВ,
(он заменяется map-сенсором ДАД и датчиком температуры воздуха на впуске), длина впускного тракта в этом случае
может быть любой без отрицательных последствий.
Основная задача в проектировании интеркулера заключается в максимизировании способности системы отводить теплоту от
наддувочного воздуха, одновременно не снижать давление наддува и не мешая быстрому нарастанию давления наддува.
Поэтому, если интеркулер прибавляет приблизительно 19% мощности.
Это означает, что в камере сгорания будет на 19% больше смеси.

Можно было бы ожидать подобное увеличение мощности, но это невозможно из-за потерь давления,
вызванных аэродинамическим сопротивлением в интеркулере.

Потери мощности, обусловленные потерей давления наддува в интеркулере, можно оценить, вычислив отношение
абсолютного давления с интеркулером к давлению без интеркулера и вычитая результат из 100%.

Идея, что потерянное давление может легко быть восстановлено, регулировкой клапана вестгейта, привлекательна,
но является не совсем правильной. Конечно, если давление наддува увеличить, мощность повысится,
но давление в выпускном коллекторе также повысится при увеличении нагрузки на турбину.
Увеличение давления в выпускном коллекторе повышает реверс выхлопных газов в камеру сгорания,
увеличивая температуру в ней, которая понижает плотность свежего заряда.

Читайте также:  Установка подогрев сидений фольксваген

Спроектировать и построить интеркулер имеющий нулевые потери не возможно.
Чтобы посчитать эффективность интеркулера, необходимо сравнить повышение температуры воздуха,
вызванного турбиной, с понижением температуры интеркулером.

Увеличение температуры при сжатии компрессором:
температура воздуха на выходе компрессора (Tco) допустим 100 гр-ов.
минус температура окружающей среды (Ta) допустим 20 гр-ов.
Temperature rise (рост темп) Tri = Tco — Ta температура воздуха после сжатия = 80 гр-ов.

Теплота, удаленная интеркулером это разница температур воздуха
на выходе компрессора (Tco) допустим 100 гр-ов
и на выходе интеркулера (Tio) допустим 40 гр-ов
Temperature removed (падение темп) Tre = Tco — Tio интеркулер остудил воздух на 60 гр-ов.

КПД интеркулера это отношение снижения температуры воздуха интеркулером к повышению температуры компрессором.
КПД= Tre/Tri*100
Правило. Чтобы найти процентное отношение двух чисел, нужно одно число разделить на другое, а результат умножить на 100.

Пример:
Допустим темп. окружающего воздуха = 20 гр -ов.
темп. выходящего воздуха из турбины = 100 гр-ов.
темп. воздуха выходящего из интеркулера = 40 гр-ов.

Тогда эффективность интеркулера рассчитывается так.
Темп. после турбины 100гр минус темп. после кулера 40гр = 60
Темп. посте турбины 100гр минус темп. окруж воздуха 20гр = 80
60 делим на 80 = 0.75*100=75 Эффективность интеркулера = 75%

В настоящее время наиболее распространены два типа интеркулеров: воздух/воздух и воздух/вода.

Интеркулер воздух/воздух более простой, у него выше КПД на высоких скоростях, выше надежность, его легче обслуживать.
Интеркулер воздух/вода имеет более высокую КПД на низких скоростях, но сложней и дороже.

Отсутствие свободного пространства и сложности с подводом патрубков часто не позволяют применить интеркулер воздух/воздух.

Внутренне проходное сечение.
Большая часть потери давления, при прохождении воздуха через интеркулер, определяется внутренним проходным сечением (ядра теплообменника).
Формулы для вычисления правильного проходного сечение для данного воздушного потока не существует,
однако опыт показал, что используя некоторые приемы можно получить удовлетворительные результаты.
Если бы не завихрители интеркулера (турбулизатор), можно было бы обойтись намного меньшим проходным сечением,
но теплопередача была бы значительно меньше.

Функции турбулизаторов в том, что бы не допускать ламинарного (слоистого) потока в интеркулере.
Если турбулизаторы расположены плотно, то каждая молекула надувного воздуха получает шанс прижаться к стенкам
интеркулера и передать ей тепловую энергию. Чем плотнее турбулизаторы, тем лучше теплообмен,
но выше потери потока.

И наоборот, при отсутствие турбулизаторов потери потока были бы минимальными, но и теплообмен будет недостаточным.
Если места для интеркулера достаточно, можно выбрать ядро с плотными турбулизаторами и скомпенсировать их высокое
сопротивление большим внутренним проходным сечением интеркулера.
Если пространство строго ограничено, необходимо применить ядро с турбулизаторами с низкой плотностью.

Размеры ядра.
Как только внутреннее проходное сечение рассчитано, можно определить фактический размер ядра и его форму.
У большинства ядер каналами для прохода воздуха занято приблизительно 45 % общей площади.
Чтобы найти площадь, через которую будет проходить воздух, разделите внутреннее проходное сечение на эти 45%.

Длина вентиляционных каналов, умноженная на ширину ядра — фактическая лобовая площадь интеркулера.

Во многих отношениях, лобовая площадь отражает количество окружающего воздуха, который проходит через интеркулер,
чтобы охладить надувной воздух. Чем больше масса окружающего воздуха, который может пройти через ядро,
тем выше охлаждающая способность.
Фактический объем воздуха зависит от лобовой площади интеркулера и скорости движения автомобиля.
Таким образом, очевидно, что из 2х интеркулеров с фактически равным внутренним проходным сечением
тот, что имеет большую лобовую площадь, будет лучше.

Чем легче охлаждающий воздух перемещается сквозь интеркулер, тем больший объем воздуха пройдет и,
следовательно, больше охлаждающий эффект.
Например, если каналы в ядре имеют скругленный край со стороны поступающего окружающего воздуха,
объем проходящего воздуха будет больше.

Подвод охлаждающего воздуха.

Каналы для подвода воздуха могут улучшить характеристики интеркулера. Они заставляют поток двигаться сквозь ядро,
а не огибать его. Не недооценивайте способность каналов улучшить КПД интеркулера.
Возможно 20% улучшение КПД при использовании хорошего канала по сравнению с отсутствием специального подвода
охлаждающего воздуха.
При изготовлении каналов, стоит особенно обратить внимание на то, чтобы поток не имел возможности миновать интеркулер.
То есть уплотнения стыков, граней, углов, соединений. Отверстие для забора воздуха не обязательно должно быть
такой же площади, как и интеркулер. Исходя из практики, вход канала может быть, по крайней мере,
равным одной четвертой площади интеркулера.
Это объясняется тем, что лишь четверть потока пройдет через интеркулер, если не принимать ни каких мер
для направления потока через него.

Выбор толщины ядра интеркулера дает меньшую возможность для манипуляций, чем турбулизатор.
Дело в том, что вторая половина любого ядра делает только одну четвертую часть работы.
Добавление толщины к ядру действительно улучшит КПД, но прирост будет все меньше и меньше.
Другой отрицательный эффект: увеличивая толщину, мы затрудняем прохождение через интеркулер окружающего воздуха.
С увеличением толщины, коэффициент лобового сопротивления ядра повышается.
Правило: При рассмотрении различных вариантов интеркулера, толстое ядро — не самый подходящий вариант.

источник

Добавить комментарий