Hladnjak napuhanog zraka (intercooler)

Intercooler je izmjenjivač topline ugrađen na motore s prednabijanjem koji hladi punjenje zraka nakon što ga komprimira turbopunjač ili kompresor, ali prije nego što stigne do cilindara. Postoji jer kompresija neizbježno zagrijava zrak: stiskanje u manji obujam znatno mu podiže temperaturu, a taj vrući, rastegnuti zrak djelomično poništava upravo onu korist koju prednabijanje treba pružiti. Intercooler vraća gustoću punjenju i štiti motor od posljedica visokih usisnih temperatura.

Fizika je jednostavna. Svrha turbopunjača ili kompresora jest natrpati više zraka u svaki cilindar kako bi se moglo izgorjeti više goriva i ostvariti veća snaga. Gustoća zraka pada s porastom temperature, pa vrlo vruć zrak koji izlazi iz kompresora — a može doseći znatno više od sto stupnjeva Celzija — sadrži manje molekula kisika po litri nego što bi njegov tlak sam po sebi sugerirao. Propuštanjem tog zraka kroz intercooler prije ulaska u motor njegova temperatura naglo pada, on se steže i postaje gušći, pa se veća masa kisika isporučuje svakom izgaranju pri istom tlaku prednabijanja.

To je važno iz dvaju različitih razloga. Prvi je snaga: gušći usisni zrak omogućuje da se čisto izgori više goriva, pa dobro usklađen intercooler izravno povećava snagu i poboljšava odziv na gas. Drugi, a vjerojatno i važniji, jest pouzdanost. Hladniji usisni zrak snižava vršne temperature izgaranja, što oštro smanjuje sklonost goriva da preuranjeno detonira — razorno samozapaljenje poznato kao detonacija ili lupanje. Suzbijanjem detonacije intercooler omogućuje motoru agresivnije paljenje i veći tlak prednabijanja bez oštećenja te ublažava toplinsko opterećenje klipova i ventila.

Intercooleri dolaze u dvjema glavnim izvedbama. Tip zrak-zrak najčešći je: orebreno aluminijsko jezgro, nalik na mali hladnjak, ugrađuje se u struju zraka na prednjem dijelu vozila i odbacuje toplinu izravno u nadolazeću struju zraka. Tip zrak-voda, odnosno tekućinom hlađeni, propušta punjenje preko jezgre kroz koju kruži rashladna tekućina koja prenosi toplinu zasebnom niskotemperaturnom hladnjaku. Tekućinske izvedbe kompaktnije su, dosljedno reagiraju bez obzira na brzinu vozila i preferiraju se ondje gdje je prostor skučen ili gdje temperatura punjenja mora biti čvrsto kontrolirana, uz cijenu dodatne složenosti. Na motorima s kompresorom kompaktna jedinica hlađena vodom često je ugrađena u sam usisni razvodnik.

Nekoliko praktičnih napomena proizlazi iz izvedbe. Intercooler unosi mali pad tlaka i dužinu cijevi, pa predimenzionirana ili loše vođena jedinica može dodati malo zaostajanja i smanjiti prednabijanje; dimenzioniranje je stoga kompromis između rashladnog kapaciteta i brzine odziva. Njegova učinkovitost ovisi i o dostatnoj struji zraka, pa će sprijeda postavljena jezgra začepljena nečistoćom ili bez dovoljno zraka izgubiti učinkovitost. Danas je intercooler praktički standardna oprema na svakom suvremenom motoru s turbopunjačem ili kompresorom, dok ga slobodnousisni motor, koji uvlači zrak pri okolnom tlaku i temperaturi, ne treba.