Система охлаждения двигателей 1.2 и 1.4 tsi концерна VAG

Рассказывая об очередном проекте по доработке системы охлаждения наддувочного воздуха двигателей 1.2 и 1.4 tsi концерна vag сталкиваешься с комментариями типа: а зачем это нужно, и неужели инжерены vag сделали неправильное охлаждение.
Ответ на данный вопрос прост и в тоже время у многих вызывает споры, зачем так было делать.
Инженеры сделали начиная с 16-го модельного года сделали просто замечательный двигатель с неимоверным запасом по ресурсу и тюнингу. Но, при этом в целях снижения расходов, они пошли по пути максимального упрощения конструкции, в плане проектирования системы охлаждения наддувочного воздуха.
В результате получилось так, что главное правило турбовых моторов, а именно минимальная разница между уличной температурой и температурой впуска, было нарушено (назовем дельтой температур). А получилось так по нескольким причинам, которые становятся понятными, если изучить мат.часть.

1. В системе охлаждения наддувочного воздуха было применено жидкостное охлаждение. Но при этом контур охлаждения наддува и контур охлаждения двигателя объеденены в единый контур. Да, в технотах написано, что в целях надежного разделения контуров применена система клапанов, которая обеспечивает надежное разделение контуров. Но, при этом, согласно схемы из тех же технот идёт постоянный обмен антифризом между контурами через единый расширительный бачок. И соответственно в контур охлаждения наддувочного воздуха постоянно идет поток антифриза с температурой 90+ градусов. Естественно ни о какой минимальной дельте речи идти не может.

Внимательно смотря на эту схему, видим, что через 2 тройника через систему постоянного сброса жидкости в расширительный бачок, идет постоянный обмен антифризом между контурами (двигателя и интеркуллера).

2. Второй причиной высокой температуре на впуске является странный на мой взгляд алгоритм работы штатного насоса контура интеркулера. Как следует из технот он работает по следующему алгоритму:
— кратковременно при каждом запуске двигателя (на несколько секунд)
— постоянно при запросе крутящего момента больше 100 Нм
— постоянно при температуре наддувочного воздуха во впускном коллекторе выше 50 °C
— если разность температуры наддувочного воздуха на входе и выходе охладителя наддувочного воздуха меньше 8 °C
— при работающем двигателе каждые 120 секунд на 10 секунд во избежание образования тепловой пробки, прежде всего в турбонагнетателе
— на 0–480 секунд после выключения двигателя во избежание перегрева, сопровождаемого образованием паровых пробок в турбонагнетателе.

То есть, делая вывод из вышеперечисленных условий, в контуре интеркуллера очень часто находится жидкость с температурой близкой к температуре корпуса ГБЦ (подкапотного пространства). И на это многие обращали внимание, особенно летом, что при прикосновении к крышке интеркуллера, она горячая, что можно обжечь пальцы. Естественно ни о какой минимальной дельте речи уже не идет.
И в момент, когда требуется максимальная отдача от двигателя (когда водитель нажал в пол на педаль газа) такую отдачу двигатель естественно не даст. Потому как воздух на впуске перегрет, пока эл.помпа прогонит жидкость через контур и пока она остудит интеркуллер, на это требуется время.

И вот тут, уже зная причину можно подумать над способами ее решения. Самым простым способом, находящимся на поверхности, является разделение контуров двигателя и интеркуллера.
Таким образом, мы отсекаем от контура интеркуллера горячий антифриз, который имеет температуру 90+ градусов.

Следующим решением, тоже находящимся на поверхности, является изменение режима прокачки антифриза через контур интеркуллера. Как уже было сказано, из-за своеобразного алгоритма работы штатной помпы, интеркуллер постоянно перегрет. Если обеспечить постоянную прокачку, то не потребуется время на охлаждение интеркуллера и он будет в режиме "постоянного максимального КПД" с момента запуска двигателя (упростил термин, для максимально простого понимания).
Это возможно двумя способами, либо програмно, включив штатную помпу на постоянку, либо через установку дополнительной помпы, которая будет обеспечивать постоянную циркуляцию охлаждающей жидкости через контур интеркуллера при запущенном двигателе.

Ну и последнее решение, это отделение турбины от контура интеркуллера и подключение ее в контур охлаждения двигателя. Турбина в процессе своей работы выделяет огромное количество тепла, которое "сбрасывается" в контур интеркуллера, опять же не давая максимально эффективно охлаждать наддувочный воздух. Противниками такого решения приводится аргумент, что подшипники турбины в таком случае будут постоянно перегреты. Но при этом упускают из вида тот факт, что турбина по факту охлаждается не антифризом, а маслом которое под давлением постоянно прокачивается через подшипники турбины. Антифриз же нужен по сути для охлаждения турбины после остановки двигателя во избежание перегрева, образования тепловых пробок и деформации (так называемый режим турботаймера). И к тому же, у многих производителей турбины охлаждаются только маслом, антифриз к ним не подключен. В данном случае это техническое решение ваг для увеличения ресурса турбины.
Естественно для сохранения функции турботаймера при отделении турбины от контура интеркуллера требуется установка дополнительного реле, которое обеспечит прокачку антифриза через турбину, сохранив штатную функцию.
Данное решение, отделение турбины от контура интеркуллера также позволяет снизить температуру на впуске на несколько градусов от результатов уже полученных при разделении контуров, повышая эффективность системы охлаждения наддувочного воздуха.

Ну и чтобы не быть голословным может быть приведен пример одного автомобиля, в котором были произведены указанные доработки комплексно (разделение контуров охлаждения и отделение турбины).
Перед заездом в бокс пирометром была замерена температура интеркуллера, которая при уличной -6, составила +37 градусов. При этом автомобиль перед остановкой ехал в спокойном режиме, со скоростью ниже 60 км/ч, то есть давление наддува было минимально и воздух не грелся.
После установки владельцем был осуществлен тестовый заезд "на все деньги". Температура корпуса интеркуллера при той же уличной температуре была всего +6 градусов. При этом на ходу, учитывая обдув интеркуллера и радиатора контура интеркуллера, температура интеркуллера была еще ниже, так как замер осуществлялся после остановки и в любом случае интеркуллер успел немного нагреться от подкапотного пространства. То есть, снижение температуры составило 31 градус. Много это или мало, каждый решает сам. Но довольная улыбка владельца, сразу же после заезда была красноречива)))

Ну и небольшая еще ремарка: снижение температуры впуска при чипе даст возможность выставить чуть более злые углы и соответственно снять чуть больше мощности и момента, минимизируя откаты.

Всем добра и море адреналина)