Автор: Зная устройство турбины авто, мы также понимаем, что кроме положительной функции — подачи дополнительного воздуха в ДВС — она непроизвольно может выполнять некоторые «нехорошие» функции. Давайте разберёмся, о чём же идёт речь.
Дело в том, что во время сжатия воздуха в турбине он нагревается, ну и что в этом такого — спросите вы. Так только кажется на первый взгляд. На самом деле, зная физические свойства воздуха, мы понимаем, что от его нагрева теряется плотность, а значит, содержание кислорода в исходном воздухе уменьшается. Первой возникшей проблемой будет уменьшение мощности двигателя из-за недостаточной подачи необходимого для горения кислорода. Неплохо, не так ли? Но это ещё и не всё! Из-за высоких температур нагретого воздуха топливовоздушная смесь способна воспламениться раньше, чем она достигнет камеры сгорания, а вот это уже, как говорится, «ягодки». Нагретый воздух вызовет предварительную детонацию смеси, что может привести к полному уничтожению двигателя.
Надеюсь, теперь вы понимаете необходимость охлаждения на первый взгляд безобидного нагретого воздуха. Что же делать в этом случае? Да всё уже давно придумано для нас. Существует в природе такой зверёк под названием «интеркулер» он и берёт на себя всю грязную работу по охлаждению воздуха перед смешиванием и подачей в ДВС. Как и любые другие детали авто, интеркулеры также подразделяются на разные виды. Есть бюджетные варианты, есть подороже, но мы более детально остановимся на первых, так как у нас всё-таки отечественный автомобиль (ВАЗ 2109). Насколько важна эта тема, судите сами, но по опытным данным качественно охлаждённый воздух придаёт дополнительно 15-20 лошадей под капот вашего автомобиля. Я думаю, значимость этого охлаждения очевидна.
Дёшево и сердито!
Бюджетные варианты не такие уж и плохи, как может показаться из названия. Во-первых, вы сэкономите неплохую сумму денег, а во-вторых, его эффективность охлаждения составляет примерно 70%, что уже является довольно хорошим процентным показателем. Разумеется, эффективность кулера оценивается по «манере» охлаждения входящего потока. В идеальном случае было бы 100%, и при этом охлаждении температура равнялась бы температуре окружающей среды, но, как всем известно, это практически невозможно, из-за потерь теплоты и так далее. Вернее, конечно, теоретически это возможно при использовании охлаждения с помощью азота, льда и т.д., но эти методы вряд ли можно рассматривать для машин серии ВАЗ, мы ведь не ядерный реактор строим.
По принципу действия интеркулеры подразделяют на «воздух-воздух» и «воздух-вода». Из названия уже можно догадаться как они работаю, но более детально остановимся ниже.
Для «совдеповского» авто широкое распространение получил кулер «воздух-воздух». Он имеет лёгкую конструкцию, всего лишь радиатор и трубы, а для охлаждения использует «бесплатный» воздух. Изготавливается в основном из алюминия из-за хороших теплообменных характеристик этого материал, но есть одно «но», привязка к размеру оборудования. Он не очень эффективен, если не имеет громоздких размеров, поэтому тут ориентироваться относительно пустого пространства под капотом вашего авто и денег в вашем бумажнике. Понятное дело, что с увеличением веса металла этого теплообменника будет и удорожание всей конструкции в целом. Зато есть основной плюс в надёжности этого оборудования, заржавеет она не скоро, а другие какие-либо поломки наблюдать сложно, потому что конструкция очень проста.
Остановимся более детально на устройстве для глубокого понимания принципа действия. Заучивать тут ничего не надо, можно просто представить. Обычный теплообменник, состоящий из пластин, нанизанных на трубу, по которой идёт воздух. То есть блок параллельных пластин, соединённых в верхней части трубопроводом. Иногда пластинки немного «входят» в трубки создавая в них маленькие перегородки. Делается это для создания турбулентности потока и впоследствии улучшения теплообмена. И вот, когда машина находится в движении на полном ходу, с помощью этого радиатора потоком воздуха из окружающей среды происходит охлаждение. Поток нагретого воздуха после турбины при этом движется в той самой трубке. Исходя из принципа работы системы охлаждения, становится понятно, что кулер не очень эффективный, так как используется охлаждение с помощью ОС (окружающей среды), а она, как известно, может тоже меняться.
То что надо!
Вторым известным типом является кулер «вода-воздух». В нём имеется ряд преимуществ по сравнению с первым. Во-первых, размеры этого кулера не такие внушительные, как у первого, что позволяет сэкономить пространство под капотом. Во-вторых, теплообмен между водой и воздухом славится своей высокой эффективностью. Это гораздо лучше, чем охлаждать просто воздухом, но только при условии использования чистой воды. Конструкция такого аппарата, соответственно, тоже усложняется. Тут ещё дополнительно появляется насос для перекачки жидкости и блок управления. За счёт установки дополнительных устройств и появляется удорожание всей схемы, но мы думаем, преимущества всё же окупают их. Принцип действия по-ленински прост: имеется радиатор и теплообменник, насос перекачивают воду из одной части в другую, при этом вода нагреваясь в части ДВС, охлаждается при соприкосновении воздуха в радиаторе. Такой способ охлаждения редко используется в серийных ВАЗах, в основном он применяется на более продвинутых машинах со спортивным уклоном. Вода очень хорошо впитывает и отдаёт предоставляемое ей тепло, поэтому процесс охлаждения ускоряется по сравнению с первым способом.
Кстати, не советуется добавлять антифриз в заранее подготовленную чистую воду, так как это уменьшает эффективность схемы на 6-25%, имейте в виду.
Работать такой теплообменник начнёт ещё до того, как насос включится в действие и поглотит почти всё количество выделившейся теплоты. Но если же вода нагрелась, то на её остывание может понадобиться определённое время. Все эти достоинства делают этот вид теплообменников незаменимыми и самыми эффективными в наше время. Но не забывайте, что для ВАЗ это вряд ли можно назвать самым лучшим вариантом по указанным выше причинам.
Морока с установкой
Здесь надо быть особо внимательным, ведь неправильная установка может повлечь за собой обратный эффект, ваш поток воздуха будет не охлаждаться, а нагреваться. А поэтому советуем сразу определиться с правильным место установки будущего кулера. Советуем размещать его ближе к передней части авто, к радиатору, где присутствует наибольший поток воздуха из атмосферы. Можно также установить по бокам авто неприметные короба, чтобы увеличить площадь соприкосновения и тем самым улучшить теплообмен. Инженерной мысли нет края, тут уж что придумаете. Неплохой вариант — замена труб, идущих из турбины в интеркулер, это поможет уменьшить потери давления. А если приобрести трубки из дорогого материала и качественно установить их, то можно добиться дополнительного эффекта охлаждения.
Подведём итоги
Каждый выбирает интеркулер относительно своих финансовых возможностей и способностей авто. Так для более дорогих иномарок будет более подходит вариант с кулером типа «воздух-вода» из-за мало количества занимаемого места, дороговизны и качества теплообмена. Для отечественных авто, о которых мы говорим, типа ВАЗ, лучше старый дедовский метод охлаждения с радиатором и трубкой. Дёшево и сердито, а эффект охлаждения всё равно будет достигнут, хоть и не идеальный.
