Mezichladič (intercooler)

Mezichladič, anglicky intercooler, je tepelný výměník instalovaný u přeplňovaných motorů, jehož úkolem je ochladit náplň vzduchu poté, co byla stlačena turbodmychadlem nebo mechanickým kompresorem, a před jejím vstupem do válců. Existuje proto, že komprese vzduch nevyhnutelně zahřívá: stlačení do menšího objemu výrazně zvyšuje jeho teplotu, a tento horký, roztažený vzduch zčásti maří právě tu výhodu, kvůli které se přeplňování zavádí. Mezichladič obnovuje hustotu náplně a chrání motor před důsledky vysokých teplot v sání.

Fyzika je přímočará. Smyslem turbodmychadla či kompresoru je dopravit do každého válce více vzduchu, aby bylo možné spálit více paliva a získat vyšší výkon. Hustota vzduchu s rostoucí teplotou klesá, takže velmi horký vzduch opouštějící kompresor — který může dosáhnout výrazně přes sto stupňů Celsia — obsahuje méně molekul kyslíku na litr, než by jeho tlak naznačoval. Průchodem mezichladičem před vstupem do motoru se jeho teplota prudce sníží, vzduch se smrští a zhustne a do každého spalovacího cyklu se při stejném plnicím tlaku dostane větší hmotnost kyslíku.

To je důležité ze dvou samostatných důvodů. Prvním je výkon: hustší nasávaný vzduch umožňuje čistě spálit více paliva, takže dobře sladěný mezichladič přímo zvyšuje výkon a zlepšuje odezvu na plyn. Druhým a možná důležitějším důvodem je spolehlivost. Chladnější nasávaný vzduch snižuje špičkové teploty hoření, což výrazně omezuje sklon paliva k předčasnému samovznícení — destruktivnímu jevu známému jako klepání či detonační spalování. Potlačením klepání mezichladič umožňuje motoru pracovat s agresivnějším předstihem zážehu a vyšším plnicím tlakem bez poškození a snižuje tepelné namáhání pístů a ventilů.

Mezichladiče se vyrábějí ve dvou základních provedeních. Typ vzduch–vzduch je nejběžnější: žebrované hliníkové jádro připomínající malý chladič je umístěno do proudu vzduchu v přední části vozu a předává teplo přímo proudícímu vzduchu. Typ vzduch–voda neboli kapalinou chlazený vede stlačený vzduch jádrem, jímž protéká chladicí kapalina, která pak teplo odevzdává v samostatném nízkoteplotním chladiči. Kapalinové jednotky jsou kompaktnější, fungují konzistentně bez ohledu na rychlost jízdy a využívají se tam, kde je málo místa nebo kde je potřeba přesně řídit teplotu náplně — za cenu vyšší složitosti. U mechanicky přeplňovaných motorů bývá kompaktní kapalinový mezichladič často integrován přímo do sacího potrubí.

Z konstrukce plyne několik praktických poznámek. Mezichladič přináší malý tlakový spád a kus potrubí, takže předimenzovaná nebo špatně vedená jednotka může mírně zvýšit prodlevu a snížit plnicí tlak; jeho velikost je proto kompromisem mezi chladicím výkonem a odezvou. Účinnost závisí i na dostatečném průtoku vzduchu, takže přední chladič ucpaný nečistotami nebo bez přívodu vzduchu ztrácí výkon. Dnes je mezichladič prakticky standardní součástí každého moderního přeplňovaného motoru, zatímco atmosférický motor, který nasává vzduch při okolním tlaku a teplotě, jej nepotřebuje.