Co to jest intercooler i do czego służy? Czy silnik z turbo może działać bez intercoolera? Jakie są rodzaje intercoolerów? Na te pytania znajdziecie odpowiedź w poniższym materiale.
Ostatnie lata w motoryzacji to rozkwit tzw. downsizingu czyli trendu polegającego na zastępowaniu silników o dużej pojemności skokowej mniejszymi, wyposażonymi w turbodoładowanie. Turbo ma bowiem zniwelować straty w mocy silnika spalinowego spowodowane zmniejszoną jego kubaturą. Mniejsza pojemność motoru ma z kolei wpłynąć na mniejsze zużycie paliwa.
Zobacz: Jak działa turbosprężarka ze zmienną geometrią kierownicy VGT?
Turbosprężarka napędzana gazami spalinowymi pozwala sprężyć powietrze i w większej ilości dostarczyć go do komory spalania (w danej jednostce czasu). Niestety, pojawia się tu pewien problem. Powietrze na skutek sprężania politropowego gwałtownie podnosi swoją temperaturę do wartości 50÷170° C. W rezultacie dochodzi do zmniejszenia masy powietrza doładowującego, a tym samym osłabienia efektu doładowania (silnik traci potencjalną moc). Stopień nagrzania powietrza w sprężarce przekłada się na zmianę gęstości powietrza i wpływa na współczynnik napełniania. Jeśli powietrze nagrzewa się do zbyt dużych temperatur trzeba podjąć decyzję o zastosowaniu chłodzenia powietrza doładowującego.
Intercooler – o ile stopni Celsjusza potrafi schłodzić powietrze?
Urządzeniem, które w silnikach z turbodoładowaniem odpowiedzialne jest za schłodzenie powietrza doładowującego jest intercooler, a mówiąc po polsku międzystopniowa chłodnica powietrza. Jak już wspomniałem sprężone przez turbosprężarkę powietrze może osiągnąć temperaturę 150° C, co znacząco pogorszy wskaźnik napełniania. Zastosowanie intercoolera pozwala obniżyć jego temperaturę do 60° C.
Intercooler w samochodzie MINI Cooper S umieszczono przed silnikiem N18
Dzięki niższej temperaturze powietrza tłoczonego do cylindrów, obniżeniu ulega także temperatura w komorze spalania, co przekłada się na zwiększenie sprawności silnika. W jednostkach o zapłonie iskrowym spada przez to ryzyko powstawania spalania stukowego oraz zmniejsza się obciążenie cieplne tłoków (źle dobrane turbo bądź intercooler mogą wypalić otwór w denku tłoków). Pamiętajcie także, że mniejsza temperatura spalania to także mniejsza emisja toksycznych tlenków azotu, zwłaszcza w silnikach Diesla (podłoże słynnej afery spalinowej, na której poległ Volkswagen i jego silniki Diesla EA189).
Zobacz: Dlaczego licznik w samochodzie zawyża prędkość?
W silnikach turbo stosuje się albo intercoolery chłodzone powietrzem (powietrze-powietrze), albo cieczą (powietrze-ciecz). Dla bezpieczeństwa silnika, najczęściej wykorzystywane są te pierwszego typu. W przypadku niewielkiego uszkodzenia aluminiowego rdzenia chłodnicy, do silnika docierać będzie po prostu mniejsza ilość powietrza (spadnie moc jednostki napędowej). W intercoolerze chłodzonym cieczą, pęknięcie rdzenia spowoduje, że do motoru przedostanie się woda, a silnik zostanie zniszczony. Poza tym intercooler chłodzony cieczą jest mniej wydajny w działaniu. Temperatura cieczy chłodzącego rozgrzanego motoru sięga około 80 stopni co pozwala schłodzić powietrze o około 40° C. Intercooler chłodzony powietrzem obniża ładunek aż o 60° C.
W silniku BMW M4 S55B30T0 znajdują się aż 3 intercoolery, w tym jeden posiadający rdzeń chłodzony cieczą
Zobacz: Test BMW M4 Coupe – turbo popsuło wszystko?
Jeśli w tej chwili pomyślałeś o zmianie swojego intercoolera na większy to wstrzymaj się z decyzją i dokładnie ją przemyśl. Źle dobrany intercooler może negatywnie wpłynąć na zachowanie silnika. Nie powinien on być ani za mały, ani za duży. Należy uwzględnić m.in. stosunek jego powierzchni wymiany ciepła do objętości wymiennika, stosunek masy chłodnicy do jej objętości i wiele innych parametrów, także z zakresu czynników termodynamicznych (np. wydajność chłodzenia w przeliczeniu na jednostkę objętości chłodnicy). Więcej informacji o prawidłowym doborze intercoolera do danego silnika niebawem.
W większości aut intercooler jest za mały