Mengapa Kita Membutuhkan Intercooler? Apa Konsekuensi Suhu Asupan Tinggi?

Tugas inti intercooler adalah "mendinginkan dan mengurangi suhu" udara-bersuhu tinggi setelah turbocharging, karena suhu masuk yang terlalu tinggi adalah "pembunuh nomor satu" terhadap kinerja, efisiensi, dan umur mesin.

Jika udara masuk tidak didinginkan dan-udara bersuhu tinggi langsung masuk ke dalam silinder, hal ini akan menyebabkan tiga konsekuensi serius berikut:

Detonasi ('cedera internal yang fatal' pada mesin)
Ini adalah akibat yang paling berbahaya dan langsung.

Prinsip: Udara bersuhu tinggi yang masuk ke dalam silinder akan menyebabkan peningkatan tajam suhu campuran (udara+bahan bakar) di dalam silinder. Sebelum busi menyala, campuran dapat terbakar secara spontan (self ignition) karena suhu dan tekanan yang tinggi sehingga mengakibatkan pembakaran tidak teratur.

Konsekuensi: Hal ini akan menyebabkan ledakan yang kuat, menghasilkan suara ketukan, dan memberikan tekanan tumbukan yang besar pada komponen seperti piston dan batang penghubung. Dalam kasus yang parah, piston dapat menembus atau membakar busi dalam beberapa detik, yang secara langsung menyebabkan mesin mati.

Pengurangan daya yang parah (kandungan oksigen menjadi encer)
Tujuan awal dari turbocharging adalah untuk "menambah udara", tetapi jika udara menjadi panas, efeknya akan sangat berkurang.

Prinsip: Tenaga mesin bergantung pada banyaknya bahan bakar yang dibakar, dan pembakaran sempurna bahan bakar bergantung pada kandungan oksigen di udara. Pergerakan molekul udara panas sangat intensif, mengakibatkan penurunan kepadatan (seperti balon yang mengembang dan berkontraksi), dan jumlah molekul oksigen per satuan volume jauh lebih sedikit dibandingkan dengan udara dingin.

Akibat: Udara menjadi panas dan tipis sehingga oksigen tidak mencukupi. Komputer mesin (ECU) akan secara paksa menunda sudut gerak pengapian dan mengurangi jumlah injeksi bahan bakar untuk mencegah ledakan. Hasilnya adalah meskipun turbin meningkatkan tekanan, tenaga sebenarnya justru menurun, bahkan kalah dengan mesin yang disedot secara alami dengan kapasitas yang sama.

Emisi berlebihan dan umur turbin lebih pendek
Penurunan emisi: Udara bersuhu tinggi menyebabkan pembakaran tidak mencukupi, yang menghasilkan lebih banyak nitrogen oksida (NOx, gas berbahaya) dan asap hitam, sehingga sulit untuk memenuhi standar pengujian lingkungan.

Peningkatan beban pada turbocharger: Temperatur masuk itu sendiri merupakan produk sampingan dari udara terkompresi yang dihasilkan oleh turbocharger. Jika panas menumpuk di ujung turbin (sisi knalpot), maka akan mempercepat keausan bantalan turbin dan memperpendek umur oli mesin (minyak pelumas). Temperatur yang tinggi bahkan dapat menyebabkan oli mesin menjadi coke (mengental, mengeras).

Bagaimana cara mengatasi intercooler?
Intercooler dipasang di antara turbocharger dan intake manifold mesin. Fungsinya adalah sebagai 'heat sink':

Saat udara dari turbin (dengan suhu tinggi sekitar 150 derajat ~200 derajat ) mengalir melalui pipa di dalam intercooler, aliran udara atau kipas berkecepatan tinggi di luar akan menghilangkan panas dan mendinginkannya hingga sekitar 50 derajat ~60 derajat .

Setelah pendinginan, kepadatan udara meningkat secara signifikan, kandungan oksigen meningkat, dan pembakaran menjadi lebih sempurna, yang tidak hanya memulihkan tenaga tetapi juga menghilangkan risiko ledakan.