Het voorvoegsel ‘inter’ slaat op een dubbele compressie. Het samendrukken van de buitenlucht heeft in twee stappen plaats. Tussen deze stappen loopt de lucht door een warmtewisselaar, die de lucht afkoelt voordat het de tweede compressiestap binnengaat. Bij een luchtcompressor zullen beide compressor-stappen duidelijk aan te wijzen zijn. Bij een verbrandingsmotor is dat vaak moeilijker, omdat er dan maar één (turbo)compressor is te zien. De tweede compressie heeft plaats in de cilinders van de motor zelf, juist voordat het brandstof/luchtmengsel zal ontvlammen.

Perslucht

Vragen dienen zich aan: waarvoor moet er gecomprimeerd worden en waarvoor moet er gekoeld worden tussen beide compressiestappen? Dat een luchtcompressor moet comprimeren, is niet vreemd. Met perslucht kunnen vloeistoffen of slijpmiddelen (zandstralen) worden verspoten. Veel gereedschappen kunnen door perslucht worden aangedreven, vooral in explosiegevoelige omgevingen, waarin elektrische gereedschappen met hun vonkvorming uit den boze zijn. Bij een verbrandingsmotor ligt het wat ingewikkelder. Het vermogen van een verbrandingsmotor hangt af van het vermogen dat wordt ontwikkeld bij de verbranding van het brandstof/luchtmengsel in de cilinders.

Cilinderinhoud

Een methode om het motorvermogen te verhogen is door de cilinderinhoud te vergroten, zodat er per slag van de motor meer brandstof wordt verbrand. Een ander methode is meer lucht en brandstof in een relatief kleine cilinder te spuiten. Dat laatste moet onder druk gebeuren met een compressor van de lucht en een brandstofpomp die onder hoge druk werkt. Omdat compressoren van verbrandingsmotoren meestal een snel rotorende vin (ook wel een turbine genaamd) bevatten, worden zij meestal ’turbo’ genoemd. Die wordt aangedreven door de uitlaatgassen van de motor, zodat daar ook nog iets nuttigs mee wordt gedaan.

Warmteontwikkeling

Nu bestaat er een verband tussen druk, volume en temperatuur, waar de constructeur rekening mee moet houden. De druk van een bepaalde hoeveelheid gas kan worden verhoogd door dit gas samen te persen, dus een kleiner volume te geven. Maar het is ook mogelijk om de druk van lucht in een vat te verhogen door de temperatuur van het vat te verhogen. Deze zaken zijn moeilijk te scheiden. Wie z’n banden met een fietspomp oppompt, kan ervaren dat de onderzijde van deze fietspomp warm wordt, terwijl er eigenlijk slechts van een voortdurende volumeverkleining sprake is om de druk te verhogen en er geen vuurtje wordt gestookt of iets dergelijks.

Nep-drukverhoging

Bij de turbo van een verbrandingsmotor, of bij de eerste stap van een luchtcompressor, gebeurt hetzelfde. De lucht komt warmer uit de compressor dan dat hij erin gaat. En dat is niet helemaal de bedoeling. Eigenlijk is drukverhoging door temperatuurstijging een soort ‘nep-drukverhoging’, want als de temperatuur zakt, zakt ook de druk weer evenredig weg. Veelal is het de bedoeling om een ‘echte’ drukverhoging te bereiken, die volledig op volumeverkleining is gebaseerd en niet op temperatuursverhoging.

Neem het voorbeeld van een cilinder van gecomprimeerde lucht voor een duiker. Het is niet de bedoeling dat de luchtdruk in de cilinder afneemt, zodra de duiker in koud water springt. De luchtdruk moet ‘echt’ zijn en niet zijn gebaseerd op een tijdelijke temperatuursverhoging.

Lage temperatuur

Ditzelfde geldt voor een verbrandingsmotor. Als de gecomprimeerde lucht die in de cilinder wordt geperst, een te hoge temperatuur heeft, zullen er nog steeds weinig luchtmoleculen in de cilinder worden gestopt. Het lijken er alleen veel omdat zij door hun hoge temperatuur hard tegen de wanden van de cilinder zullen botsen. Maar dat is eerder een kwestie van ‘veel geblaat en weing wol’. Hun aantal blijft relatief beperkt en niet bijdragen aan een betere verbranding. Om in een kleine cilinder veel brandstof te kunnen verbranden is het dus veel verstandiger samengeperste lucht met een lage temperatuur in de cilinder te stoppen. Dit is dus de belangrijkste reden om een koeler tussen de turbo en de cilinder op te nemen.

Er zijn nog bijkomende voordelen, zoals het voorkomen van zelfontbranding van de brandstof en er hoeft ook geen extra (koelende) brandstof of waternevel in de cilinder te worden gespoten om dit tegen te gaan.

Lees ook:

Als het werkt: Waterweg-goud