Intercooler

O intercooler é um permutador de calor montado em motores sobrealimentados para arrefecer a carga de ar depois de esta ter sido comprimida por um turbocompressor ou compressor, mas antes de chegar aos cilindros. Existe porque a compressão aquece inevitavelmente o ar: comprimi-lo num volume menor eleva substancialmente a sua temperatura, e esse ar quente e dilatado anula em parte o próprio benefício que a sobrealimentação pretende proporcionar. O intercooler restitui densidade à carga e protege o motor dos efeitos secundários das elevadas temperaturas de admissão.

A física é simples. O objetivo de um turbo ou de um compressor é introduzir mais ar em cada cilindro para queimar mais combustível e produzir mais potência. A densidade do ar diminui à medida que a temperatura sobe, pelo que o ar muito quente que sai de um compressor, capaz de ultrapassar largamente os cem graus Celsius, contém menos moléculas de oxigénio por litro do que a sua pressão isolada faria supor. Ao fazer passar esse ar pelo intercooler antes de entrar no motor, a sua temperatura desce acentuadamente, o ar contrai-se e torna-se mais denso, sendo entregue uma maior massa de oxigénio a cada combustão para a mesma pressão de sobrealimentação.

Isto é importante por duas razões distintas. A primeira é a potência: um ar de admissão mais denso permite queimar mais combustível de forma limpa, pelo que um intercooler bem dimensionado aumenta diretamente o rendimento e melhora a resposta ao acelerador. A segunda, e talvez mais importante, é a fiabilidade. Um ar de admissão mais frio reduz as temperaturas máximas de combustão, o que diminui acentuadamente a tendência do combustível para detonar prematuramente, a pré-ignição destrutiva conhecida por detonação ou pinking. Ao suprimir a detonação, o intercooler permite ao motor adotar avanços de ignição mais agressivos e maiores pressões de sobrealimentação sem danos, aliviando ainda o esforço térmico sobre pistões e válvulas.

Os intercoolers apresentam-se em duas arquiteturas principais. O tipo ar-ar é o mais comum: um núcleo de alumínio com alhetas, semelhante a um pequeno radiador, é montado no fluxo de ar à frente do automóvel e dissipa o calor diretamente para a corrente de ar. O tipo ar-água, ou arrefecido a líquido, faz passar a carga por um núcleo onde circula líquido de refrigeração, transferindo o seu calor para um radiador de baixa temperatura independente. As unidades a líquido são mais compactas, respondem de forma consistente independentemente da velocidade e são preferidas onde o espaço é reduzido ou onde a temperatura da carga deve ser rigorosamente controlada, à custa de maior complexidade. Nos motores com compressor, é frequente integrar uma unidade compacta arrefecida a água no próprio coletor de admissão.

Daqui decorrem alguns aspetos práticos. O intercooler introduz uma pequena queda de pressão e um troço de tubagem, pelo que uma unidade sobredimensionada ou mal encaminhada pode acrescentar algum atraso e reduzir a sobrealimentação; o seu dimensionamento é, por isso, um compromisso entre capacidade de arrefecimento e capacidade de resposta. A sua eficácia depende também de um fluxo de ar adequado, pelo que um núcleo frontal obstruído por detritos ou privado de ar perde desempenho. Atualmente, o intercooler é praticamente equipamento de série em qualquer motor turbo ou sobrealimentado moderno, ao passo que um motor atmosférico, que aspira ar à pressão e temperatura ambiente, não necessita dele.