Articulo de referencia

Intercooler

Front-mounted air-to-air intercooler Top-mounted air-to-liquid intercooler (the silver cuboid-shaped part) on a BMW S55 turbocharged engine An intercooler is a heat exchanger us...

Front-mounted air-to-air intercooler
Top-mounted air-to-liquid intercooler (the silver cuboid-shaped part) on a BMW S55 turbocharged engine

An intercooler is a heat exchanger used to cool a gas after compression.[1] Often found in turbocharged engines, intercoolers are also used in air compressors, air conditioners, refrigeration and gas turbines.

Internal combustion engines

Cooling fins inside an air-to-air intercooler
Air-to-liquid intercooler for a marine engine

Most commonly used with turbocharged engines, an intercooler is used to counteract the heat of compression and heat soak in the pressurised intake air. By reducing the temperature of the intake air, the air becomes denser (allowing more fuel to be injected, resulting in increased power) and less likely to suffer from pre-ignition or knocking. Additional cooling can be provided by externally spraying a fine mist onto the intercooler surface, or even into the intake air itself, to further reduce intake charge temperature through evaporative cooling.

Intercoolers can vary dramatically in size, shape and design, depending on the performance and space requirements of the system. Many passenger cars use either front-mounted intercoolers located in the front bumper or grill opening, or top-mounted intercoolers located above the engine. An intercooling system can use an air-to-air design, an air-to-liquid design, or a combination of both.

Multiple stages of compression

In automotive engines where multiple stages of forced-induction are used (e.g. a sequential twin-turbo or twin-charged engine), the intercooling usually takes place after the last turbocharger/supercharger. However it is also possible to use separate intercoolers for each stage of the turbocharging/supercharging, such as in the JCB Dieselmax land speed record racing car. Some aircraft engines also use an intercooler for each stage of the forced induction. In engines with two-stage turbocharging, the term intercooler can specifically refer to the cooler between the two turbochargers and the term aftercooler is used for the cooler located between the second-stage turbo and the engine. However, the terms intercooler and charge-air cooler are also often used regardless of the location in the intake system.[2]

Method of heat transfer

Los intercoolers aire-aire son intercambiadores de calor que transfieren el calor del aire de admisión directamente a la atmósfera. Por otro lado, los intercoolers aire-líquido transfieren el calor del aire de admisión a un líquido intermedio (generalmente agua), que a su vez lo transfiere a la atmósfera. El intercambiador de calor que transfiere el calor del fluido a la atmósfera funciona de manera similar al radiador principal en el sistema de refrigeración de un motor refrigerado por agua, o en algunos casos, el sistema de refrigeración del motor también se utiliza para el sistema de intercooler. Los intercoolers aire-líquido suelen ser más pesados ​​que sus homólogos aire-aire, debido a los componentes adicionales que conforman el sistema (por ejemplo, bomba de circulación de agua, radiador, fluido y tuberías).

La mayoría de los motores marinos utilizan intercoolers aire-líquido, ya que el agua del lago, río o mar es fácilmente accesible para la refrigeración. Además, la mayoría de los motores marinos se ubican en compartimentos cerrados donde sería difícil obtener un buen flujo de aire de refrigeración para una unidad aire-aire. Los intercoolers marinos consisten en un intercambiador de calor tubular por donde circula el aire a través de una serie de tubos dentro de la carcasa, mientras que el agua de mar circula por el interior de los tubos. Los principales materiales utilizados en este tipo de aplicación están diseñados para resistir la corrosión del agua de mar: cobre-níquel para los tubos y bronce para las tapas de entrada de agua de mar.

Alternativas

Una alternativa al uso de intercoolers —que rara vez se utilizan hoy en día— consistía en inyectar exceso de combustible en la cámara de combustión, de modo que el proceso de vaporización enfriara los cilindros para evitar el picado. Sin embargo, las desventajas de este método eran el aumento del consumo de combustible y las emisiones de gases de escape . [ 3 ]

Compresores de aire

Intercooler montado en la parte superior de un compresor de aire de dos etapas Ingersoll Rand de 1910.
Esquema de un compresor de dos etapas con intercooler.

Los intercoolers se utilizan para eliminar el calor residual de la primera etapa de los compresores de aire de dos etapas. Estos compresores se fabrican por su eficiencia inherente. La acción de enfriamiento del intercooler es la principal responsable de esta mayor eficiencia, acercándola a la eficiencia de Carnot . La eliminación del calor de compresión de la descarga de la primera etapa densifica la carga de aire. Esto, a su vez, permite que la segunda etapa genere más trabajo con su relación de compresión fija. La incorporación de un intercooler al sistema requiere inversiones adicionales.

Referencias

  1. Definiciones del diccionario:
  2. "Home". avtekk.com.
  3. "Garrett Turbochargers - Performance Parts and Accessories - D&W Performance". Dwperformance.com. Archived from the original on 2010-10-26. Retrieved 2010-07-04.