Intercooler

Intercoolerul este un schimbător de căldură montat pe motoarele supraalimentate pentru a răci aerul după ce a fost comprimat de un turbocompresor sau de un compresor mecanic, dar înainte de a ajunge în cilindri. El există pentru că procesul de comprimare încălzește inevitabil aerul: îndesarea lui într-un volum mai mic îi ridică temperatura în mod considerabil, iar acel aer fierbinte și dilatat anulează în parte chiar beneficiul pe care supraalimentarea trebuie să îl ofere. Intercoolerul redă densitatea încărcăturii de aer și protejează motorul de efectele secundare ale temperaturilor mari de admisie.

Fizica este simplă. Rostul unui turbocompresor sau al unui compresor mecanic este de a îndesa mai mult aer în fiecare cilindru, pentru a putea arde mai mult combustibil și a obține mai multă putere. Densitatea aerului scade pe măsură ce temperatura crește, astfel încât aerul foarte fierbinte care iese din compresor — care poate depăși cu mult o sută de grade Celsius — conține mai puține molecule de oxigen pe litru decât ar sugera presiunea singură. Trecând acel aer prin intercooler înainte să intre în motor, temperatura îi scade brusc, aerul se contractă și devine mai dens, iar o masă mai mare de oxigen este livrată la fiecare ardere pentru aceeași presiune de supraalimentare.

Acest lucru contează din două motive distincte. Primul este puterea: aerul de admisie mai dens permite arderea curată a unei cantități mai mari de combustibil, astfel încât un intercooler bine dimensionat crește direct puterea și îmbunătățește răspunsul la accelerație. Al doilea, și poate mai important, este fiabilitatea. Aerul de admisie mai rece coboară temperaturile maxime de ardere, ceea ce reduce considerabil tendința combustibilului de a detona prematur — aprinderea distructivă cunoscută drept detonație sau bătaie. Prin suprimarea detonației, intercoolerul permite motorului să ruleze cu un avans la aprindere mai agresiv și o presiune de supraalimentare mai mare fără avarii și ușurează solicitarea termică a pistoanelor și a supapelor.

Intercoolerele vin în două arhitecturi principale. Tipul aer-aer este cel mai răspândit: un radiator din aluminiu cu lamele, asemănător unui radiator mic, este montat în fluxul de aer din fața mașinii și cedează căldura direct curentului de aer care trece. Tipul aer-apă, sau răcit cu lichid, trece aerul peste un radiator prin care circulă lichid de răcire, transferându-i căldura unui radiator separat de joasă temperatură. Variantele cu lichid sunt mai compacte, răspund constant indiferent de viteza de deplasare și sunt preferate acolo unde spațiul de montaj este strâmt sau unde temperatura aerului trebuie controlată riguros, cu prețul unei complexități sporite. La motoarele cu compresor mecanic, un schimbător compact răcit cu apă este adesea integrat chiar în galeria de admisie.

Din construcție decurg câteva aspecte practice. Intercoolerul introduce o mică pierdere de presiune și o lungime de tubulatură, astfel încât o unitate supradimensionată sau prost dispusă poate adăuga puțină întârziere și poate reduce supraalimentarea; dimensionarea este, prin urmare, un compromis între capacitatea de răcire și promptitudinea răspunsului. Eficiența lui depinde și de un flux de aer adecvat, astfel încât un radiator montat în față, blocat de impurități sau lipsit de aer, își pierde din performanță. Astăzi intercoolerul este practic dotare standard pe orice motor turbocompresat sau cu compresor mecanic modern, în timp ce un motor aspirat natural, care trage aer la presiune și temperatură ambiantă, nu are nevoie de el.