Войти
Интеркулер (вверху) этого 1910 года Ingersoll Rand воздушный компрессор извлекает отходящее тепло между двумя ступенями компрессора. промежуточный охладитель - это механическое устройство, используемое для охлаждения газа после сжатие. Сжатие газа увеличивает его внутреннюю энергию, что, в свою очередь, повышает его температуру и снижает его плотность. Промежуточный охладитель обычно представляет собой теплообменник , который отводит отработанное тепло в газовом компрессоре. Интеркулеры имеют множество применений, и их можно найти, например, в воздушных компрессорах, кондиционерах, холодильных установках, газовых турбинах, и автомобильные двигатели. Они широко известны как охладители воздух-воздух или воздух-жидкость для принудительной индукции (с турбонаддувом или с наддувом ) двигатели внутреннего сгорания, используемые для повышения объемного КПД. Это достигается путем увеличения плотности всасываемого воздуха за счет почти охлаждения постоянного давления.
Автомобильные интеркулеры были впервые представлены в 1977 году на Porsche 911.
Интеркулеры используются для отвода тепла от первой ступени двухступенчатых воздушных компрессоров. Двухступенчатые воздушные компрессоры производятся из-за присущей им эффективности. Охлаждающее действие промежуточного охладителя в основном отвечает за эту более высокую эффективность, приближая ее к эффективности Карно. Удаление теплоты сжатия из разряда первой ступени приводит к уплотнению заряда воздуха. Это, в свою очередь, позволяет второй ступени производить больше работы с фиксированной степенью сжатия. Добавление интеркулера в установку требует дополнительных вложений.
Двухступенчатый компрессорный насос, показывающий расположение промежуточного охладителя Промежуточные охладители повышают эффективность системы впуска за счет снижения тепла, создаваемого нагнетательным воздухом, создаваемого нагнетателем или турбонагнетателем, и способствуя более полному сгоранию. Это удаляет теплоту сжатия (то есть повышение температуры), которая возникает в любом газе, когда его давление повышается (т.е. его единица массы на единицу объема - плотность - увеличивается).
Снижение температуры всасываемого воздуха поддерживает использование более плотного всасываемого заряда в двигатель в результате принудительной индукции. Снижение температуры всасываемого наддувочного воздуха также устраняет опасность преждевременной детонации (детонации) топливно-воздушного заряда перед синхронизированным искровым зажиганием. Это сохраняет преимущества большего сжигания топлива / воздуха за цикл двигателя, увеличивая мощность двигателя.
Интеркулеры также исключают необходимость использования расточительного метода снижения температуры всасываемого заряда путем впрыска излишка топлива в камеры впуска воздуха цилиндров для охлаждения всасываемого воздушного заряда перед его потоком в цилиндры. Эта расточительная практика (до использования промежуточных охладителей) почти исключала повышение эффективности двигателя за счет принудительной индукции, но была вызвана большей необходимостью предотвратить любой ценой повреждение двигателя, которое вызывает детонация двигателя перед детонацией.
Префикс inter в названии устройства связан с его использованием в качестве охладителя между циклами сжатия. Обычно в автомобилях промежуточный охладитель устанавливается между турбонагнетателем (или нагнетателем) и двигателем (сжатие поршня вызывает следующий цикл сжатия). Более описательным или информативным термином был бы дополнительный охладитель / охладитель заряда, тем самым устраняя любую двусмысленность в том, что автомобили имеют последовательный двухступенчатый турбонаддув. Авиационные двигатели иногда строятся с охладителями наддувочного воздуха, которые устанавливались между несколькими ступенями принудительной индукции, поэтому обозначение интер. В автомобиле, оснащенном двухступенчатым турбонаддувом, можно установить как промежуточный охладитель (между двумя турбокомпрессорами), так и дополнительный охладитель (между турбонаддувом второй ступени и двигателем). Дизельный автомобиль JCB Dieselmax, рекордсмен наземной скорости JCB Dieselmax, является примером такой системы. Обычно промежуточный или дополнительный охладитель называется охладителем наддувочного воздуха.
Интеркулеры могут сильно различаться по размеру, форме и конструкции, в зависимости от производительности и требований к пространству всей системы нагнетателя. Распространенными пространственными конструкциями являются промежуточные охладители, устанавливаемые спереди (FMIC ), промежуточные охладители, устанавливаемые сверху (TMIC ), и промежуточные охладители гибридного монтажа (HMIC). Каждый тип может охлаждаться системой воздух-воздух, системой воздух-жидкость или их комбинацией.
Моторный отсек 2003 MINI Cooper S. Установленный сверху промежуточный охладитель обведен красным. 
Интерьер промежуточного охладителя «воздух-воздух» крупным планом 
Внешний вид того же сердечника промежуточного охладителя Турбокомпрессоры и нагнетатели спроектированы так, чтобы нагнетать больше массы воздуха (и, следовательно, больше молекул кислорода) во впускной коллектор двигателя и камеру сгорания . Промежуточное охлаждение - это метод, используемый для компенсации нагрева, вызванного наддувом, естественным побочным продуктом процесса полу- адиабатического сжатия. Повышенное давление воздуха может привести к чрезмерно горячему всасываемому заряду, что значительно снижает прирост производительности от наддува из-за уменьшения плотности. Повышенная температура всасываемого заряда также может повысить температуру сгорания цилиндра, вызывая детонацию, чрезмерный износ или тепловое повреждение блока цилиндров или поршней.
Прохождение сжатого и нагретого всасываемого заряда через промежуточный охладитель снижает его температуру (из-за отвода тепла) и давление (из-за ограничения потока ребер). Если устройство правильно спроектировано, относительное снижение температуры больше, чем относительная потеря давления, что приводит к чистому увеличению плотности. Это увеличивает производительность системы за счет возмещения некоторых потерь неэффективного процесса сжатия за счет отвода тепла в атмосферу. Дополнительное охлаждение может быть обеспечено путем внешнего распыления мелкого тумана на поверхность промежуточного охладителя или даже на сам всасываемый воздух, чтобы дополнительно снизить температуру всасываемого заряда за счет испарительного охлаждения.
промежуточных охладителей, которые обмениваются теплом. непосредственно с атмосферой предназначены для установки в помещениях автомобиля с максимальным потоком воздуха. Эти типы в основном устанавливаются в системах с передним креплением (FMIC). Такие автомобили, как Nissan Skyline, Saab, Volvo 200 Series Turbo, Volvo 700 Series (и 900 series) turbo, Dodge SRT-4, 1-е поколение Mazda MX-6, Mitsubishi Lancer Evolution и Chevrolet Cobalt SS - все используют установленные спереди интеркулер (ы) возле переднего бампера, на уровне радиатора автомобиля.
Многие другие автомобили с турбонаддувом, особенно в тех случаях, когда эстетика автомобиля не должна ухудшаться из-за верхнего крепления, например, Toyota Supra (только JZA80), Nissan 300ZX Twin Turbo, Nissan Silvia (S13 / 14 / 14a / 15), Nissan 180sx, Mitsubishi 3000gt, Saab 900, Volkswagen, Fiat Turbo Diesel, Audi TT и Turbo Mitsubishi Eclipse используют устанавливаемые сбоку воздухо-воздушные промежуточные охладители (SMIC). в переднем углу бампера или перед одним из колес. Боковые промежуточные охладители, как правило, меньше по размеру, в основном из-за нехватки места, и иногда два промежуточных охладителя используются для получения производительности более крупного одиночного промежуточного охладителя. Такие автомобили, как Subaru Impreza WRX, MINI Cooper S, Toyota Celica GT-Four, Nissan Pulsar GTI-R, Acura RDX, Mazdaspeed3, Mazdaspeed6 и турбодизели PSA Peugeot Citroën, используют верхние воздушно-воздушные охладители (TMIC), расположенные сверху двигателя. Воздух направляется через промежуточный охладитель с помощью воздухозаборника вытяжки. В автомобилях PSA воздух проходит через решетку над передним бампером, а затем через воздуховоды под капотом. Установленные сверху промежуточные охладители иногда страдают от рассеивания тепла из-за близости к двигателю, нагревая их и снижая их общую эффективность. В некоторых автомобилях Чемпионата мира по ралли используется система реверсивной индукции, при которой воздух проходит через воздуховоды в переднем бампере к горизонтально установленному интеркулеру.
Установка переднего промежуточного охладителя послепродажного обслуживания на автомобиль с установленным на заводе верхним охладителем Поскольку системы FMIC требуют открытой конструкции бампера для оптимальной производительности, вся система уязвима для мусора. Некоторые инженеры выбирают другие места крепления из-за этой проблемы надежности. FMIC могут быть расположены перед или за радиатором, в зависимости от потребностей двигателя в отводе тепла.
Помимо допуска большей массы воздуха в двигатель, промежуточные охладители играют ключевую роль в регулировании внутренней температуры в двигателе с турбонаддувом. При оснащении турбонаддувом (как и с любой формой наддува) удельная мощность двигателя увеличивается, что приводит к более высоким температурам сгорания и выхлопа. Выхлопные газы, проходящие через турбинную часть турбокомпрессора, обычно имеют температуру около 450 ° C (840 ° F), но могут достигать 1000 ° C (1830 ° F) в экстремальных условиях. Это тепло проходит через турбонагнетатель и способствует нагреву воздуха, сжимаемого в компрессорной секции турбонагнетателя. Если оставить его неохлажденным, этот горячий воздух попадает в двигатель, повышая внутреннюю температуру. Это приводит к накоплению тепла, которое в конечном итоге стабилизируется, но это может происходить при температурах, превышающих проектные ограничения двигателя - «горячие точки» на головке поршня или выпускном клапане могут вызвать коробление или растрескивание. этих компонентов. Высокая температура наддувочного воздуха также увеличивает вероятность преждевременного воспламенения или детонации. Детонация вызывает резкие скачки давления в цилиндрах двигателя, которые могут быстро повредить двигатель. Эти эффекты особенно заметны в модифицированных или настроенных двигателях, работающих с очень высокой удельной мощностью. Эффективный промежуточный охладитель удаляет тепло из воздуха в системе впуска, предотвращая циклическое накопление тепла через турбонагнетатель, позволяя достичь более высокой выходной мощности без повреждений.
Сжатие турбонагнетателем вызывает нагрев всасываемого воздуха и добавление тепла из-за неэффективности компрессора (адиабатический КПД). На самом деле это более серьезная причина повышения температуры воздуха в воздушном заряде. Дополнительная мощность, полученная от принудительной индукции, связана с дополнительным воздухом, доступным для сжигания большего количества топлива в каждом цилиндре. Иногда это требует использования более низкой степени сжатия, чтобы обеспечить более широкое отображение опережения момента зажигания до того, как произойдет детонация (для данного октанового числа топлива). С другой стороны, более низкая степень сжатия обычно снижает эффективность сгорания и снижает затраты на электроэнергию.
Некоторые высокопроизводительные тюнинговые компании измеряют температуру до и после промежуточного охладителя, чтобы гарантировать, что выходная температура максимально приближена к температуре окружающей среды (без дополнительного охлаждения; комплекты для распыления воды / сжиженного газа).
Специально изготовленный промежуточный охладитель воздух-вода, который использовался в time attack автомобиль 
двигатель S55 в 2014 году. BMW M3 ; Металлический элемент кубовидной формы представляет собой охладитель наддувочного воздуха типа «воздух-жидкость». 
Морской интеркулер с медно-никелевыми трубками и бронзовыми крышками для забортной воды Промежуточные охладители «воздух-жидкость», также известные как охладители наддувочного воздуха, являются теплообменники, передающие тепло всасываемого заряда промежуточной жидкости, обычно воде, которая в конечном итоге отводит тепло воздуху. В этих системах радиаторы используются в других местах, обычно из-за нехватки места, для отвода нежелательного тепла, подобно автомобильной системе охлаждения радиатора. Интеркулеры типа воздух-жидкость обычно тяжелее своих аналогов воздух-воздух из-за дополнительных компонентов, составляющих систему (насос циркуляции воды, радиатор, жидкость и водопровод). Toyota Celica GT-Four имела эту систему с 1988 по 1989, с 1994 по 1999 год, а также в версии Carlos Sainz Rally Championship с 1990 по 1993 год. 1989-1993 годы Subaru Legacy с 2,0-литровым двигателем DOHC flat-4 также использовала установленный сверху промежуточный охладитель воздух-вода на моделях GT и RS, продаваемых в Японии, Европе и Австралии.
Большим преимуществом системы воздух-жидкость является меньшая общая длина трубы и промежуточного охладителя, что обеспечивает более быструю реакцию (снижает турбо-задержку), обеспечивая пиковое усиление быстрее, чем в большинстве конфигураций с передним промежуточным охладителем. В некоторых установках есть резервуары, которые могут удерживать лед, обеспечивая при этом температуру на входе ниже, чем у окружающего воздуха, что дает большое преимущество (но, конечно, лед требует постоянной замены).
Компания Ford приняла эту технологию, когда они решили использовать принудительную индукцию (через нагнетатель) на своих грузовых платформах Mustang Cobra и Ford Lightning. В нем используется промежуточный охладитель водно-гликолевой смеси внутри впускного коллектора, прямо под нагнетателем, и установлен длинный передний теплообменник, работающий от насоса Bosch, изготовленного для Ford. Ford до сих пор использует эту технологию в своих Shelby GT500. В Chevrolet Cobalt SS Supercharged 2005-2007 годов также используется аналогичная установка.
Промежуточные охладители воздух-жидкость на сегодняшний день являются наиболее распространенной формой промежуточных охладителей, используемых в судовых двигателях, учитывая, что имеется неограниченный запас охлаждающей воды и большинство двигателей расположены в закрытых отсеках, где обеспечивается хороший поток охлаждающей жидкости. охлаждение воздуха для блока воздух-воздух будет затруднено. Морские промежуточные охладители представляют собой трубчатый теплообменник , в котором воздух проходит по ряду труб внутри корпуса охладителя, а охлаждающая вода циркулирует внутри труб. Источник воды для промежуточного охладителя зависит от конкретной системы охлаждения, установленной на двигателе. В большинстве судовых двигателей циркулирует пресная вода, которая проходит через теплообменник, охлаждаемый морской водой. В такой системе промежуточный охладитель будет присоединен к контуру забортной воды и размещен перед собственным теплообменником двигателя, чтобы обеспечить подачу холодной воды. Основные материалы, используемые для этого вида применения, предназначены для защиты от коррозии морской воды: медно-никелевый сплав для трубок и бронза для крышек забортной воды.
.
A охладитель наддувочного воздуха используется для охладите воздух двигателя после того, как он пройдет через турбокомпрессор, но до того, как он попадет в двигатель. Идея состоит в том, чтобы вернуть воздух к более низкой температуре, чтобы обеспечить оптимальную мощность для процесса сгорания в двигателе.
Охладители 4-тактных дизельных двигателей Размеры охладителей наддувочного воздуха варьируются в зависимости от двигателя. Самые маленькие из них чаще всего называются промежуточными охладителями и устанавливаются на автомобильные двигатели или двигатели грузовых автомобилей. Самые большие предназначены для использования на огромных морских дизельных двигателях и могут весить более 2 тонн (см. Рисунок).
Охладители наддувочного воздуха для судовых дизельных двигателей по-прежнему в основном производятся в Европе, несмотря на то, что самые крупные двигатели в основном производятся на Дальнем Востоке. Vestas aircoil A / S и GEA - старейшие производители, продолжающие свою деятельность. Подавляющее большинство производителей судовых двигателей используют легковые и грузовые базовые двигатели и маринуют их. Одной из основных задач, которую необходимо решить, является создание полной системы охлаждения для использования преимуществ морской воды, и MOTA является лидером на этом рынке.
Первый охладитель наддувочного воздуха для судового дизельного двигателя был построен Vestas aircoil A / S в 1956 году.
Существует некоторая путаница в терминологии между промежуточным охладителем, промежуточным охладителем и охладителем наддувочного воздуха. В прошлом в авиационных двигателях турбокомпрессоры запускались поэтапно, при этом компрессор первой ступени питал вход компрессора второй ступени, который дополнительно сжимал воздух перед его поступлением в двигатель. Из-за чрезвычайно высокого давления, которое могло возникнуть, воздухоохладитель был расположен между компрессорами первой и второй ступеней. Этим кулером был «интеркулер».
Другой охладитель будет расположен после второй ступени, которая была последней ступенью компрессора, и это был «дополнительный охладитель». Дополнительный охладитель был охладителем, выход которого питал двигатель.
Расположение охладителя на большом дизельном двигателе Охладитель наддувочного воздуха - это просто всеобъемлющий термин, обозначающий систему, которая охлаждает сжатый наддувочный воздух перед его направлением в двигатель. Обычно охладитель наддувочного воздуха означает охладитель воздух-воздух, в котором тепло отводится с помощью окружающего воздуха, проходящего через теплообменник, как и радиатор охлаждающей жидкости двигателя. Хотя многоступенчатые системы турбонаддува все еще используются в некоторых тяговых классах тракторов, избранных высокопроизводительных дизелях, а также используются на более новых, поздних моделях коммерческих дизелей, термины промежуточный охладитель и промежуточный охладитель сегодня используются как синонимы. Термин «интеркулер» широко используется для обозначения промежуточного звена между турбокомпрессором и двигателем. Оба термина, промежуточный охладитель или дополнительный охладитель, являются правильными, но они являются источником двух терминов, которые взаимозаменяемо используются экспертами всех уровней.
Промежуточный охладитель, или "охладитель наддувочного воздуха", представляет собой теплообменное устройство воздух-воздух или воздух-жидкость, используемое в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом и наддувом (принудительная индукция) для повышения их объемного КПД. за счет увеличения плотности всасываемого воздуха за счет изохорного охлаждения. Снижение температуры всасываемого воздуха обеспечивает более плотный всасываемый заряд в двигатель и позволяет сжигать больше воздуха и топлива за цикл двигателя, увеличивая выходную мощность двигателя.
Префикс интер- в названии устройства восходит к историческим разработкам компрессоров. Раньше авиадвигатели строились с охладителями наддувочного воздуха, которые устанавливались между несколькими ступенями наддува, отсюда и обозначение интер. Современные автомобильные конструкции технически обозначаются доохладителями из-за их размещения в конце цепи наддува. Этот термин сейчас считается архаичным в современной автомобильной терминологии, поскольку большинство автомобилей с принудительной индукцией имеют одноступенчатые нагнетатели или турбокомпрессоры. В автомобиле, оборудованном двухступенчатым турбонаддувом, возможно наличие промежуточного охладителя (между двумя турбокомпрессорами) и дополнительного охладителя (между турбонаддувом второй ступени и двигателем). Обычно промежуточный охладитель или дополнительный охладитель называется охладителем наддувочного воздуха. Текст взят с веб-сайта Av-Tekk Charge-Air Coolers
 | На Викискладе есть медиафайлы, относящиеся к интеркулерам. |
