Chłodzenie powietrza, czyli istota stosowania intercoolera

W silnikach doładowanych powietrze ulega sprężaniu czy to przez turbosprężarkę, czy kompresor. W efekcie temperatura powietrza wzrasta, a co za tym idzie - spada jego gęstość, co jest niekorzystnym efektem doładowania. Aby zwiększyć sprawność tego procesu, stosuje się intercoolery – chłodnice powietrza.

Temperatura doładowanego powietrza wzrasta nie tylko w wyniku jego sprężania, ale także poprzez kontakt z rozgrzaną częścią turbosprężarki, która ma wysoką temperaturę w wyniku napędzania jej przez spaliny. Ochładzanie powietrza za pomocą intercoolera zwiększa jego gęstość, dzięki czemu rośnie masa ładunku dostarczana do komory spalania. Możliwe jest więc spalenie większej ilości mieszanki paliwowo-powietrznej, a co za tym idzie - zwiększenie mocy silnika.

Budowa intercoolera przypomina budowę zwykłej chłodnicy płynu, montowanej w każdym samochodzie. Różnica polega na tym, że w intercoolerze przepływa powietrze, i to właśnie ono jest chłodzone. Jego chłodzenie odbywa się w wyniku naturalnego pędu samochodu. Możliwe jest także zastosowanie wentylatora dla lepszego chłodzenia lub natrysku wody (ewentualnie innego środka, jak podtlenek azotu). Spotyka się także droższe rozwiązania, jak intercooler wodny, któremu poświęcę osobny wpis.

Dobór intercoolera powinien być poprzedzony albo obliczeniami, albo dokonany w wyniku zdobytego już doświadczenia. Stosowanie go bowiem ma kilka wad, a jedną z nich jest skomplikowanie układu dolotowego. Umieszczony jest on pomiędzy turbosprężarką a silnikiem, który również spręża powietrze. Stąd między innymi wzięła się jego nazwa: inter (umiejscowienie pomiędzy sprężarkami – silnikiem i np. turbosprężarką), cooler (od słowa chłodnica).

Powietrze musi przebyć dłuższą drogę, a więc docelowe ciśnienie w układzie trudniej uzyskać. Bardzo istotna jest pojemność cieplna intercoolera. Jeśli zastosuje się zbyt duży, dostarczy on więcej schłodzonego powietrza, ale wzrośnie także czas uzyskania odpowiedniego ciśnienia doładowania. Zwiększy się również efekt turbodziury – reakcji silnika na naciśnięcie pedału przyspieszenia przez kierowcę. Przy zbyt małym intercoolerze docelowe ciśnienie będzie osiągane znacznie szybciej, ale nie zostanie wykorzystane maksimum możliwości takiego układu. IC będzie stanowić wąskie gardło.

Odpowiednie umieszczenie oraz budowa nie tylko samego intercoolera, ale też całego układu wraz z długością rur doprowadzających do niego powietrze, gwałtowności zagięć, umieszczenia filtra powietrza wpływają na tętnienia i rezonanse w „dolocie”. To z kolei przekłada się na jego prawidłowe działanie i wydajność. Jest to jednak bardzo obszerny temat, który postaram się poruszyć przy następnej okazji.

Z pozostałych wad stosowania intercoolera należy wymienić oczywiście większą cenę tego typu chłodnicy powietrza. Wiąże się to także z droższym serwisem silnika, ale w zamian otrzymuje się ulepszoną ogólną sprawność układu i przede wszystkim – większą moc.

Zobacz także: