Moteurs à combustion interneAilettes de refroidissement à l'intérieur d'un refroidisseur intermédiaire air-airRefroidisseur intermédiaire air-liquide pour moteur marin.
Le plus couramment utilisé avec les moteurs turbocompressés, un refroidisseur intermédiaire est utilisé pour contrecarrer la chaleur de compression et l’absorption de chaleur dans l’air d’admission sous pression. En réduisant la température de l'air d'admission, l'air devient plus dense (permettant d'injecter plus de carburant, ce qui entraîne une augmentation de la puissance) et moins susceptible de souffrir de pré-allumage ou de cognement. Un refroidissement supplémentaire peut être assuré en pulvérisant de l'extérieur une fine brume sur la surface du refroidisseur intermédiaire, ou même dans l'air d'admission lui-même, afin de réduire davantage la température de charge d'admission grâce au refroidissement par évaporation.
Les refroidisseurs intermédiaires peuvent varier considérablement en taille, forme et conception, en fonction des performances et des besoins d'espace du système. De nombreuses voitures particulières utilisent soit des refroidisseurs intermédiaires montés à l'avant, situés dans l'ouverture du pare-chocs avant ou de la calandre, soit des refroidisseurs intermédiaires montés sur le dessus, situés au-dessus du moteur. Un système de refroidissement intermédiaire peut utiliser une conception air-air, une conception air-liquide ou une combinaison des deux. Plusieurs étapes de compression Dans les moteurs automobiles où plusieurs étapes d'induction forcée sont utilisées (par exemple, un double turbo séquentiel ou moteur à double charge), le refroidissement intermédiaire a généralement lieu après le dernier turbocompresseur/compresseur. Cependant, il est également possible d'utiliser des refroidisseurs intermédiaires séparés pour chaque étape de la turbocompression/suralimentation, comme dans la voiture de course record de vitesse terrestre JCB Dieselmax. Certains moteurs d'avion utilisent également un refroidisseur intermédiaire pour chaque étape de l'induction forcée. Dans les moteurs équipés d'un turbocompresseur à deux étages, le terme refroidisseur intermédiaire peut spécifiquement désigner le refroidisseur situé entre les deux turbocompresseurs et le terme refroidisseur final est utilisé pour le refroidisseur situé entre le turbocompresseur du deuxième étage et le moteur. Cependant, les termes refroidisseur intermédiaire et refroidisseur d'air de suralimentation sont également souvent utilisés quel que soit l'emplacement dans le système d'admission. Méthode de transfert de chaleur Les refroidisseurs intermédiaires air-air sont des échangeurs de chaleur qui transfèrent la chaleur de l'air d'admission directement à l'atmosphère. Alternativement, les refroidisseurs intermédiaires air-liquide transfèrent la chaleur de l’air d’admission au liquide intermédiaire (généralement de l’eau), qui à son tour transfère la chaleur à l’atmosphère. L'échangeur de chaleur qui transfère la chaleur du fluide vers l'atmosphère fonctionne de la même manière que le radiateur principal du système de refroidissement d'un moteur refroidi par eau. Dans certains cas, le système de refroidissement du moteur est également utilisé pour le système de refroidissement intermédiaire. Les refroidisseurs intermédiaires air-liquide sont généralement plus lourds que leurs homologues air-air, en raison des composants supplémentaires qui composent le système (par exemple, pompe de circulation d'eau, radiateur, fluide et plomberie).
La majorité des moteurs marins utilisent des refroidisseurs intermédiaires air-liquide, car l'eau du lac, de la rivière ou de la mer est facilement accessible à des fins de refroidissement. De plus, la plupart des moteurs marins sont situés dans des compartiments fermés où il serait difficile d'obtenir un bon débit d'air de refroidissement pour une unité air-air. Les refroidisseurs intermédiaires marins prennent la forme d'un échangeur de chaleur tubulaire, l'air passant autour d'une série de tubes à l'intérieur du boîtier du refroidisseur et l'eau de mer circulant à l'intérieur des tubes. Les principaux matériaux utilisés pour ce type d'application sont destinés à résister à la corrosion de l'eau de mer : Cuivre-Nickel pour les tubes et bronze pour les couvercles d'eau de mer. AlternativesUne alternative à l'utilisation d'intercoolers - rarement utilisée de nos jours - consistait à injecter un excès de carburant dans la chambre de combustion, afin que le processus de vaporisation refroidisse les cylindres afin d'éviter les cognements. Cependant, les inconvénients de cette méthode étaient l’augmentation de la consommation de carburant et des émissions de gaz d’échappement.
