อินเตอร์คูลเลอร์ (หรือที่เรียกว่าเครื่องทำความเย็นด้วยอากาศแบบชาร์จ) ปรับปรุงประสิทธิภาพการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ที่ติดตั้งระบบเหนี่ยวนำแบบบังคับ (เทอร์โบชาร์จเจอร์หรือซุปเปอร์ชาร์จเจอร์) ซึ่งจะเป็นการเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ สมรรถนะ และประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง
โดยทั่วไปแล้วอินเตอร์คูลเลอร์จะพบเห็นได้เฉพาะในรถยนต์ที่ติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์เท่านั้น จริงๆ แล้วอินเตอร์คูลเลอร์เป็นส่วนประกอบของเทอร์โบชาร์จเจอร์ และหน้าที่ของอินเตอร์คูลเลอร์คือการปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายอากาศของเครื่องยนต์ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์ซุปเปอร์ชาร์จหรือเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จ จำเป็นต้องติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์ระหว่างซุปเปอร์ชาร์จเจอร์และท่อร่วมไอดีของเครื่องยนต์ เนื่องจากหม้อน้ำนี้ตั้งอยู่ระหว่างเครื่องยนต์และซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ จึงเรียกว่าอินเตอร์คูลลิ่ง อินเตอร์คูลเลอร์ เรียกว่า อินเตอร์คูลเลอร์
สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จมีกำลังมากกว่าเครื่องยนต์ปกติก็คือประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนอากาศสูงกว่าปริมาณไอดีตามธรรมชาติของเครื่องยนต์ปกติ เมื่ออากาศเข้าสู่เทอร์โบชาร์จเจอร์ อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างมากและความหนาแน่นจะลดลง อินเตอร์คูลเลอร์ทำหน้าที่ระบายความร้อนของอากาศ อากาศที่มีอุณหภูมิสูงจะถูกระบายความร้อนด้วยอินเตอร์คูลเลอร์แล้วจึงเข้าสู่เครื่องยนต์ หากไม่มีอินเตอร์คูลเลอร์และอากาศอุณหภูมิสูงที่อัดมากเกินไปเข้าไปในเครื่องยนต์โดยตรง เครื่องยนต์จะเสียหายหรือเกิดการติดขัดเนื่องจากอุณหภูมิอากาศที่มากเกินไป
เนื่องจากอุณหภูมิของก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์สูงมาก การนำความร้อนผ่านซูเปอร์ชาร์จเจอร์จะทำให้อุณหภูมิของอากาศเข้าเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ความหนาแน่นของอากาศจะเพิ่มขึ้นในระหว่างกระบวนการอัดซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของอากาศเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการชาร์จของเครื่องยนต์ หากคุณต้องการปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จเพิ่มเติม คุณต้องลดอุณหภูมิอากาศเข้าลง ข้อมูลบางอย่างแสดงให้เห็นว่าภายใต้อัตราส่วนอากาศ-เชื้อเพลิงเดียวกัน กำลังเครื่องยนต์สามารถเพิ่มขึ้นได้ 3% ถึง 5% ทุกๆ 10°C ที่ลดลงของอุณหภูมิของอากาศที่อัดมากเกินไป
หากอากาศอัดเกินที่ไม่ได้ระบายความร้อนเข้าไปในห้องเผาไหม้ นอกจากจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการชาร์จของเครื่องยนต์แล้ว ยังอาจทำให้อุณหภูมิการเผาไหม้ของเครื่องยนต์สูงเกินไปได้อย่างง่ายดาย ทำให้เกิดการน็อคและความล้มเหลวอื่นๆ นอกจากนี้ยังจะเพิ่มปริมาณ NOx ในก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ เพื่อที่จะแก้ไขผลกระทบที่เกิดจากการทำความร้อนของอากาศที่อัดมากเกินไป จำเป็นต้องติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์เพื่อลดอุณหภูมิอากาศเข้า
เนื่องจากการมีอยู่ของอินเตอร์คูลเลอร์ ทำให้อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ลดลงและปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับระดับความสูงได้ ในพื้นที่สูง การใช้อินเตอร์คูลเลอร์สามารถใช้คอมเพรสเซอร์ที่มีอัตราส่วนแรงดันที่สูงขึ้น ซึ่งช่วยให้เครื่องยนต์ได้รับกำลังมากขึ้นและปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวของรถ
เทอร์โบชาร์จเจอร์จะบีบอัดอากาศที่เผาไหม้ไอดี เพิ่มพลังงานภายในแต่ยังเพิ่มอุณหภูมิด้วย อากาศร้อนมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศเย็น ทำให้มีประสิทธิภาพในการเผาไหม้น้อยลง
อย่างไรก็ตาม โดยการติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์ระหว่างเทอร์โบชาร์จเจอร์และเครื่องยนต์ อากาศอัดไอดีจะถูกระบายความร้อนก่อนที่จะถึงเครื่องยนต์ ดังนั้นจึงช่วยคืนความหนาแน่นของอากาศ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้สูงสุด
อินเตอร์คูลเลอร์ทำหน้าที่เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและขจัดความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อเทอร์โบชาร์จเจอร์บีบอัดแก๊ส ช่วยให้ขั้นตอนการถ่ายเทความร้อนบรรลุผลสำเร็จโดยการถ่ายเทความร้อนไปยังตัวกลางทำความเย็นอื่น ซึ่งมักจะเป็นอากาศหรือน้ำ
อินเตอร์คูลเลอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ (หรือที่เรียกว่า blast-type)
ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นพร้อมการปล่อยมลพิษที่ลดลง ทำให้ผู้ผลิตหลายรายพัฒนาเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จที่มีความจุน้อยลง เพื่อให้ได้การผสมผสานที่ลงตัวระหว่างสมรรถนะของเครื่องยนต์และประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง
ในการติดตั้งรถยนต์ส่วนใหญ่ อินเตอร์คูลเลอร์แบบระบายความร้อนด้วยอากาศจะให้ความเย็นที่เพียงพอและทำงานคล้ายกับหม้อน้ำรถยนต์มาก ในขณะที่รถเคลื่อนที่ไปข้างหน้า อากาศโดยรอบที่เย็นกว่าจะถูกดึงเข้าไปในอินเตอร์คูลเลอร์และไหลผ่านครีบ เพื่อถ่ายเทความร้อนจากอากาศเทอร์โบชาร์จไปยังอากาศโดยรอบที่เย็นกว่า
อินเตอร์คูลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำ
อินเตอร์คูลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำเป็นโซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพมากในสภาพแวดล้อมที่การระบายความร้อนด้วยอากาศไม่เหมาะสม อินเตอร์คูลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำมักจะใช้การออกแบบตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ "เปลือกและท่อ" โดยมีน้ำหล่อเย็นไหลผ่าน "แกนกลาง" ที่อยู่ตรงกลางยูนิต ในขณะที่อากาศอัดร้อนจะไหลด้านนอกของตลิ่งท่อและผ่าน "เปลือก" ที่ด้านในของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ร่างกาย” ถ่ายเทความร้อน หลังจากเย็นลง อากาศจะถูกระบายออกจากอินเตอร์คูลเลอร์และส่งต่อไปยังห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์
อินเตอร์คูลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำเป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างแม่นยำ ออกแบบมาเพื่อจัดการกับอุณหภูมิที่สูงของอากาศเผาไหม้ที่ถูกอัด
