Interkuler (međuhladnjak)

Interkuler je izmenjivač toplote ugrađen na motore sa prinudnim punjenjem koji hladi vazdušni naboj nakon što ga komprimuje turbopunjač ili kompresor, a pre nego što stigne do cilindara. Postoji jer kompresija neizbežno zagreva vazduh: sabijanje u manju zapreminu znatno mu podiže temperaturu, a taj vreo, rašireni vazduh delimično poništava upravo onu korist koju prinudno punjenje treba da pruži. Interkuler vraća gustinu naboju i štiti motor od posledica visokih usisnih temperatura.

Fizika je jednostavna. Smisao turbopunjača ili kompresora jeste da utisne više vazduha u svaki cilindar, kako bi se sagorelo više goriva i dobilo više snage. Gustina vazduha opada kako temperatura raste, pa veoma vreo vazduh koji izlazi iz kompresora — koji može daleko premašiti sto stepeni Celzijusa — sadrži manje molekula kiseonika po litru nego što bi se po samom pritisku očekivalo. Propuštanjem tog vazduha kroz interkuler pre ulaska u motor njegova temperatura naglo pada, vazduh se skuplja i postaje gušći, pa se veća masa kiseonika isporučuje za svako sagorevanje pri istom pritisku prednabijanja.

To je važno iz dva različita razloga. Prvi je snaga: gušći usisni vazduh omogućava čistije sagorevanje veće količine goriva, pa dobro usklađen interkuler neposredno povećava izlaznu snagu i poboljšava odziv gasa. Drugi, i moguće važniji, jeste pouzdanost. Hladniji usisni vazduh snižava vršne temperature sagorevanja, čime se naglo smanjuje sklonost goriva ka preranom paljenju — razorna pojava poznata kao detonacija ili samopaljenje. Potiskivanjem detonacije interkuler dozvoljava motoru agresivnije pretpaljenje i veći pritisak prednabijanja bez oštećenja, te smanjuje toplotno opterećenje klipova i ventila.

Interkuleri dolaze u dve osnovne izvedbe. Tip vazduh–vazduh najčešći je: orebreno aluminijumsko jezgro, nalik malom hladnjaku, postavlja se u struju vazduha na prednjem delu vozila i predaje toplotu direktno strujanju koje prolazi. Tip vazduh–voda, odnosno tečnošću hlađen, propušta naboj preko jezgra kroz koje kruži rashladna tečnost, prenoseći toplotu na zaseban niskotemperaturni hladnjak. Tečnošću hlađene jedinice kompaktnije su, dosledno reaguju bez obzira na brzinu vožnje i pogodne su tamo gde je prostor skučen ili gde temperaturu naboja treba strogo kontrolisati, uz cenu veće složenosti. Kod motora sa kompresorom kompaktna, vodom hlađena jedinica često je ugrađena u sam usisni razvodnik.

Nekoliko praktičnih napomena proizilazi iz same konstrukcije. Interkuler uvodi mali pad pritiska i dodatnu dužinu cevovoda, pa predimenzionisana ili loše vođena jedinica može uneti malo kašnjenja i smanjiti pritisak prednabijanja; dimenzionisanje je stoga kompromis između rashladnog kapaciteta i odzivnosti. Njegova delotvornost zavisi i od dovoljnog protoka vazduha, pa će napred postavljeno jezgro zapušeno nečistoćom ili bez dovoljno vazduha izgubiti na performansama. Danas je interkuler praktično standardna oprema na svakom savremenom turbo ili kompresorskom motoru, dok atmosferski motor, koji uvlači vazduh na okolnom pritisku i temperaturi, nema potrebu za njim.