インタークーラーは、圧縮空気がエンジンに入る前に冷却する熱交換器で、ターボチャージャー付きエンジンでよく使用されます。インタークーラーは空気を冷却することで密度を高め、より効率的な燃焼プロセスを可能にし、最終的にエンジンの出力と性能を向上させます。
より詳細な説明は次のとおりです。 機能: インタークーラーは、ターボチャージャーまたはスーパーチャージャーによって生成される圧縮空気の温度を下げます。仕組み:空気は圧縮されると加熱されます。この温度の上昇により空気の密度が減少し、エンジンに入る空気の量が減ります。インタークーラーはこの熱を除去し、空気密度を高め、より多くの酸素が燃焼のためにエンジンに入るようにします。利点: 出力の向上: 空気が増えると、より多くの燃料が燃焼できることになり、エンジン出力の向上につながります。燃費の向上：効率の良い燃焼により燃費が向上します。エンジンノックの軽減：空気が冷たくなることで、エンジンノック（早期爆発）のリスクが軽減されます。タイプ:インタークーラーには空対空 (周囲空気による冷却) または空対水 (液体冷却剤による冷却) があります。場所: インタークーラーは通常、ターボチャージャーとエンジンのインテークマニホールドの間に配置されます。
中間冷却は、後続の圧縮段階に入る前に圧縮空気の温度を下げることにより、ブレイトン サイクルの効率を向上させます。これにより、冷たい空気の密度が高く、システムを通過する質量流量が増加するため、圧縮に必要な仕事量が減少します。
同時に、冷却水もインタークーラーを循環します。液体冷却剤は、過剰な熱をインタークーラーから外部ラジエーターに運ぶために使用され、ラジエーターは「新しい」冷たい冷却剤をインタークーラーに送り返し、さらなる冷却を助けます。
ターボまたはスーパーチャージャー付きエンジンに搭載されているインタークーラーは、エンジンの性能と効率を向上させる必要な冷却を提供します。これらがどのように機能するかを説明する前に、まずなぜそれが必要なのかを説明します。
わかりやすくするために、この説明では内燃機関とターボチャージャーを使用するエンジンに限定して説明します。ターボチャージャー エンジンは周囲の空気を圧縮する際に多量の熱を生成するため、より多くの空気をエンジンに送り込むことができます。
空気が増えると、より多くの燃料が燃焼し、より多くの電力が得られることになります（燃料効率が向上し、無駄が削減されます）。単純なことのように聞こえるかもしれませんが、圧縮空気は非常に高温になるため、密度が失われ、酸素が少なくなります。
酸素は燃料と空気の混合物の燃焼に不可欠です。圧縮空気は密度と酸素を増やすために冷却する必要があります。ここでインタークーラーが登場します。
空対空インタークーラーは、そのシンプルさから日常の車両に最も一般的に使用されています。このシステムを説明すると: 周囲温度の空気がターボチャージャーの吸気口に入ります。この空気は高温の圧縮空気に変換されます。高温の圧縮空気はインタークーラーに送られ、そこで冷却されてからエンジンに送られます。インタークーラーの外側を通過する外気が余分な熱を運び去ります。このシステムは通常、ラジエーターと同様に、周囲の空気の流れと車の前面からの追加の空気ダクトに依存して、インタークーラーを通って流れ、圧縮空気を冷却します。
空水式インタークーラーははるかに複雑ですが、効率が高いため自動車での普及が進んでいます。プロセスは次のように機能します。周囲温度の空気がターボチャージャーの吸気口に入ります。ターボチャージャーはこの空気を圧縮して加熱します。加熱された空気はインタークーラーに送られ、エンジンに送られる前に空気が冷却されます。同時に、冷却液もインタークーラーを通って循環します。液体冷却液は、インタークーラーから余分な熱を外部ラジエーターに運ぶために使用され、ラジエーターは「新しい」冷たい冷却液をインタークーラーに送り返して冷却を助けます。空気または冷却剤を運ぶ 2 つの回路があるとすると、通常、ホースなどのより多くのコンポーネントと付属品が必要になります。したがって、空水インタークーラーは少し高価になる可能性がありますが、特に車両速度が遅い用途では依然として非常に効果的です。
潜在的な問題の 1 つは、エンジン付近に残留熱が蓄積し、温度を下げるのに十分な冷却能力がないヒートソークのリスクです。
これは通常、冷却剤の流量を増やして熱をより早く放散させることで解決できます。
