VerbrennungsmotorenKühlrippen in einem Luft-Luft-LadeluftkühlerLuft-Flüssigkeits-Ladeluftkühler für einen Schiffsmotor.
Am häufigsten kommt bei Turbomotoren ein Ladeluftkühler zum Einsatz, der der Kompressionswärme und der Hitzeeinwirkung in der unter Druck stehenden Ansaugluft entgegenwirkt. Durch die Reduzierung der Temperatur der Ansaugluft wird die Luft dichter (wodurch mehr Kraftstoff eingespritzt werden kann, was zu einer höheren Leistung führt) und es ist weniger wahrscheinlich, dass es zu Vorzündungen oder Klopfen kommt. Für zusätzliche Kühlung kann durch externes Sprühen eines feinen Nebels auf die Oberfläche des Ladeluftkühlers oder sogar in die Ansaugluft selbst gesorgt werden, um die Ansaugladungstemperatur durch Verdunstungskühlung weiter zu senken.
Ladeluftkühler können je nach Leistung und Platzbedarf des Systems in Größe, Form und Design stark variieren. Viele Personenkraftwagen verwenden entweder vorne montierte Ladeluftkühler, die sich in der vorderen Stoßstange oder der Grillöffnung befinden, oder oben montierte Ladeluftkühler, die sich über dem Motor befinden. Ein Ladeluftkühlungssystem kann eine Luft-Luft-Konstruktion, eine Luft-Flüssigkeit-Konstruktion oder eine Kombination aus beidem verwenden.Mehrere KompressionsstufenIn Automobilmotoren, in denen mehrere Stufen der Zwangsansaugung verwendet werden (z. B. ein sequentielles Twin-Turbo oder Beim doppelt aufgeladenen Motor erfolgt die Ladeluftkühlung in der Regel nach dem letzten Turbo-/Kompressor. Es ist jedoch auch möglich, für jede Stufe der Turbo-/Aufladung separate Ladeluftkühler zu verwenden, wie zum Beispiel beim JCB-Dieselmax-Landgeschwindigkeitsrekord-Rennwagen. Einige Flugzeugtriebwerke verwenden für jede Stufe der Zwangsansaugung auch einen Ladeluftkühler. Bei Motoren mit zweistufiger Turboaufladung kann sich der Begriff „Ladeluftkühler“ speziell auf den Kühler zwischen den beiden Turboladern beziehen und der Begriff „Nachkühler“ wird für den Kühler verwendet, der sich zwischen dem Turbolader der zweiten Stufe und dem Motor befindet. Oftmals werden aber auch die Begriffe Ladeluftkühler und Ladeluftkühler unabhängig vom Einbauort im Ansaugsystem verwendet.Methode der WärmeübertragungLuft-Luft-Ladeluftkühler sind Wärmetauscher, die Wärme aus der Ansaugluft direkt an die Atmosphäre übertragen. Alternativ übertragen Luft-Flüssigkeits-Ladeluftkühler die Wärme von der Ansaugluft auf die Zwischenflüssigkeit (normalerweise Wasser), die wiederum die Wärme an die Atmosphäre überträgt. Der Wärmetauscher, der die Wärme von der Flüssigkeit an die Atmosphäre überträgt, funktioniert auf ähnliche Weise wie der Hauptkühler im Kühlsystem eines wassergekühlten Motors. In einigen Fällen wird das Kühlsystem des Motors auch für das Ladeluftkühlsystem verwendet. Luft-Flüssigkeits-Ladeluftkühler sind in der Regel schwerer als ihre Luft-Luft-Gegenstücke, da das System aus zusätzlichen Komponenten besteht (z. B. Wasserumwälzpumpe, Kühler, Flüssigkeit und Rohrleitungen).
Die meisten Schiffsmotoren verwenden Luft-Flüssigkeits-Ladeluftkühler, da das Wasser des Sees, Flusses oder Meeres für Kühlzwecke leicht zugänglich ist. Darüber hinaus befinden sich die meisten Schiffsmotoren in geschlossenen Räumen, in denen es schwierig wäre, einen guten Kühlluftstrom für eine Luft-Luft-Einheit zu gewährleisten. Schiffsladeluftkühler haben die Form eines Röhrenwärmetauschers, bei dem die Luft durch eine Reihe von Rohren im Kühlergehäuse strömt und in den Rohren Meerwasser zirkuliert. Die Hauptmaterialien, die für diese Art von Anwendung verwendet werden, sollen Meerwasserkorrosion widerstehen: Kupfer-Nickel für die Rohre und Bronze für die Meerwasserabdeckungen.AlternativenEine Alternative zur Verwendung von Ladeluftkühlern – die heutzutage selten verwendet werden – bestand darin, überschüssigen Kraftstoff einzuspritzen in den Brennraum, so dass der Verdampfungsprozess die Zylinder kühlt und Klopfen verhindert. Die Nachteile dieser Methode waren jedoch ein erhöhter Kraftstoffverbrauch und höhere Abgasemissionen.
