Intercooler chlazený vodou - vyšší výkon, lepší spotřeba paliva

Turbodmychadlo zajišťuje dodávku většího množství vzduchu do válců, ale zároveň jej zahřívá. Přičemž však platí, že čím chladnější vzduch motor nasává, tím výhodnější je to pro proces spalování paliva. Jak se s touto situací vypořádat?

Řešení je jednoduché a známé již několik let – intercooler, tedy mezichladič plnicího vzduchu. Nejoblíbenější řešení je jednoduchý hliníkový výměník tepla chlazený proudícím vzduchem během jízdy. Toto řešení má však své nevýhody – nutnost umístit intercooler do přední části motoru znamená prodloužení přívodů do spalovací komory, což zvyšuje odpor systému a způsobuje zpoždění reakce při sešlápnutí plynového pedálu.

Konstruktéři Valeo našli nové řešení: intercooler chlazený kapalinou, stejně jako samotný motor. Kapalina zkrátka mnohem efektivněji odebírá teplo. Ovšem v případě intercooleru jej nelze propojit s chladicím systémem motoru, v němž má kapalina teplotu 90°C. Proto má intercooler Valeo chlazený kapalinou svůj vlastní kapalinový okruh poháněný energeticky úsporným elektrickým čerpadlem. Teplota této kapaliny nepřesahuje 20°C, proto teplota vzduchu vstupujícího do motoru – po průchodu turbodmychadlem – je nanejvýš o pět stupňů Celsia vyšší než okolní teplota. To je velký rozdíl ve srovnání s tradičním řešením, protože teplota vzduchu za turbodmychadlem dramaticky stoupá nejenom v důsledku samotné komprese (základní fyzikální zákony), ale také v důsledku kontaktu s rozehřátými lopatkami a tělem turbodmychadla.

Nižší teplota vzduchu při vstupu do válců není jedinou výhodou použití intercooleru Valeo. Chlazení nezávislé na proudícím vzduchu umožňuje přesunutí intercooleru z kazety namontované v přední části vozidla – společně s chladičem a kondenzátorem klimatizačního systému – poblíž turbodmychadla, což výrazně zkracuje délku přívodních trubek. To přináší měřitelné přínosy – po náhlém sešlápnutí plynového pedálu bude maximální tlak v sacím systému dosažen za pouhých 150 milisekund, tedy o 14 % rychleji než u tradičního řešení. Kromě toho je intercooler chlazený kapalinou menší než chlazený vzduchem a zabírá méně místa pod kapotou vozu. Nezanedbatelné je také snížení tlaku v systému sání – při zajištění srovnatelného výkonu motoru – což přináší designérům pohonných jednotek větší možnosti. Méně výkonné motory vybavené intercoolerem Valeo méně zatěžují turbodmychadlo, na druhou stranu vysoce výkonné jednotky mohou využívat většího plnicího tlaku.

První sériový vůz vybaven motorem s intercoolerem chlazeným kapalinou Valeo byl Volkswagen Golf V GTI, poháněn motorem 2.0 TFSI s výkonem 230 koní, který byl uveden na trh v roce 2007. Ve srovnání s dřívější verzí této pohonné jednotky, prodávané od roku 2004, se zvýšil výkon o 30 koní a maximální točivý moment narostl z 280 na 300 Nm. V praxi to znamená zkrácení zrychlení z nuly na 100 km/h o 0,3 s – na 6,2. V budoucích verzích tohoto motoru bude chladicí systém intercooleru obsahovat také EGR ventil – díky tomu bude možné ochlazení proudu výfukových plynů směřujících zpátky do spalovací komory.