Ladeluftkjøler (intercooler)

En ladeluftkjøler, ofte kalt intercooler, er en varmeveksler montert på motorer med overlading for å kjøle luftladningen etter at den er komprimert av en turbolader eller mekanisk kompressor, men før den når sylindrene. Den finnes fordi komprimering uunngåelig varmer opp luften: når luften presses sammen til et mindre volum, stiger temperaturen betydelig, og denne varme, utvidede luften opphever delvis selve gevinsten overladingen er ment å gi. Ladeluftkjøleren gjenoppretter tettheten i ladningen og beskytter motoren mot virkningene av høye innsugstemperaturer.

Fysikken er enkel. Poenget med en turbo eller kompressor er å presse mer luft inn i hver sylinder, slik at mer drivstoff kan forbrennes og mer effekt produseres. Lufttettheten faller når temperaturen stiger, så den svært varme luften som forlater en kompressor — og kan komme godt over hundre grader celsius — inneholder færre oksygenmolekyler per liter enn trykket alene skulle tilsi. Ved å lede denne luften gjennom ladeluftkjøleren før den går inn i motoren, faller temperaturen kraftig, luften trekker seg sammen og blir tettere, og en større masse oksygen leveres til hver forbrenning ved samme ladetrykk.

Dette har betydning av to ulike grunner. Den første er effekt: tettere innsugsluft gjør at mer drivstoff kan forbrennes rent, slik at en godt tilpasset ladeluftkjøler direkte øker ytelsen og bedrer gassresponsen. Den andre, og kanskje viktigste, er pålitelighet. Kjøligere innsugsluft senker de høyeste forbrenningstemperaturene, noe som kraftig reduserer drivstoffets tendens til å detonere for tidlig — den ødeleggende selvtenningen som kalles banking. Ved å dempe banking kan motoren kjøre mer aggressiv tenningstidspunkt og høyere ladetrykk uten skade, og det letter den termiske belastningen på stempler og ventiler.

Ladeluftkjølere finnes i to hovedutforminger. Luft-til-luft-typen er vanligst: en finnet kjerne i aluminium, som ligner en liten radiator, monteres i luftstrømmen foran på bilen og gir varmen fra seg direkte til luften som passerer. Luft-til-vann-typen, eller den væskekjølte typen, leder ladningen over en kjerne der kjølevæske sirkulerer og overfører varmen til en separat lavtemperaturradiator. Væskekjølte enheter er mer kompakte, virker jevnt uavhengig av kjørehastighet og foretrekkes der det er trangt om plassen eller der ladetemperaturen må styres nøye, mot prisen av økt kompleksitet. På kompressormatede motorer bygges ofte en kompakt vannkjølt enhet inn i selve innsugsmanifolden.

Noen praktiske forhold følger av konstruksjonen. En ladeluftkjøler gir et lite trykkfall og en lengde rørføring, slik at en for stor eller dårlig lagt enhet kan gi litt ekstra forsinkelse og redusere ladetrykket; dimensjoneringen er derfor et kompromiss mellom kjølekapasitet og respons. Effektiviteten avhenger også av tilstrekkelig luftstrøm, så en frontmontert kjerne som er tilstoppet av smuss eller får for lite luft, taper ytelse. I dag er en ladeluftkjøler praktisk talt standardutstyr på enhver moderne turbomotor eller kompressormatet motor, mens en sugemotor, som trekker inn luft ved omgivelsestrykk og -temperatur, ikke trenger noen.