Hladilni sistem avtomobilskega motorja: naprava in princip delovanja

2024 Avtor: Erin Ralphs | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-19 18:24

Hladilni sistem motorja v avtomobilu je zasnovan tako, da ščiti delovno enoto pred pregrevanjem in s tem nadzoruje delovanje celotnega bloka motorja. Hlajenje je najpomembnejša funkcija pri delovanju motorja z notranjim zgorevanjem.

Posledice okvare pri hlajenju motorja z notranjim zgorevanjem so lahko usodne za samo enoto, vse do popolne odpovedi bloka cilindrov. Poškodovana vozlišča morda ne bodo več predmet obnovitvenih del, njihova vzdržljivost bo enaka nič. Delovanje je treba ravnati z vso skrbnostjo in odgovornostjo ter izvajati občasno spiranje hladilnega sistema motorja.

S krmiljenjem hladilnega sistema lastnik avtomobila neposredno skrbi za "zdravje srca" svojega železnega "konja".

Imenovanje hladilnega sistema

Temperatura v bloku cilindrov, ko enota deluje, se lahko dvigne na 1900 ℃. Od te količine toplote je le del uporaben in se uporablja v zahtevanih načinih delovanja. Preostanek odvzame hladilni sistem.motorni prostor. Povečanje temperaturnega režima nad normo je polno negativnih posledic, ki vodijo do izgorevanja maziv, kršitve tehničnih razmikov med nekaterimi deli, zlasti v skupini batov, kar bo povzročilo zmanjšanje njihove življenjske dobe. Pregrevanje motorja, ki je posledica okvare hladilnega sistema motorja, je eden od razlogov za detonacijo gorljive mešanice, ki se dovaja v zgorevalno komoro.

Prehlajenje motorja je prav tako nezaželeno. V "hladni" enoti pride do izgube moči, poveča se gostota olja, kar poveča trenje nepodmazanih komponent. Delovna gorljiva mešanica se delno kondenzira, s čimer stene cilindra odvzamejo mazanje. Vendar je površina stene cilindra podvržena korozijskemu procesu zaradi tvorbe žveplovih usedlin.

Hladilni sistem motorja je zasnovan tako, da stabilizira toplotne pogoje, potrebne za normalno delovanje motorja vozila.

Vrste hladilnega sistema

Hladilni sistem motorja je razvrščen glede na način odvajanja toplote:

• hlajenje s tekočinami v zaprtem tipu;
• odprti tip zračno hlajen;
• kombinirani (hibridni) sistem za odvajanje toplote.

Trenutno je zračno hlajenje v avtomobilih izjemno redko. Tekočina je lahko odprtega tipa. V takšnih sistemih se toplota odvaja skozi parno cev v okolje. Zaprt sistem je izoliran od zunajvzdušje. Zato je tlak v hladilnem sistemu tega tipa motorja veliko višji. Pri visokem tlaku se prag vrelišča hladilnega elementa poveča. Temperatura hladilnega sredstva v zaprtem sistemu lahko doseže 120 ℃.

Zračno hlajenje

Naravno prisilno zračno hlajenje je najpreprostejši način za odvajanje toplote. Motorji s to vrsto hlajenja oddajajo toploto v okolje s pomočjo reber hladilnika, ki se nahajajo na površini enote. Tak sistem ima veliko pomanjkanje funkcionalnosti. Dejstvo je, da je ta metoda neposredno odvisna od majhne specifične toplote zraka. Poleg tega obstajajo težave z enakomernim odvajanjem toplote iz motorja.

Takšni odtenki preprečujejo namestitev učinkovite in kompaktne enote hkrati. V sistemu hlajenja motorja se zrak neenakomerno dovaja v vse dele, zato se je treba izogniti možnosti lokalnega pregrevanja. Po konstrukcijskih značilnostih so hladilna rebra nameščena na tistih mestih motorja, kjer so zračne mase zaradi aerodinamičnih lastnosti najmanj aktivne. Tisti deli motorja, ki so najbolj občutljivi na toploto, so nameščeni proti zračnim masam, medtem ko so "hladnejši" deli nameščeni zadaj.

prisilno zračno hlajenje

Motorji s to vrsto odvajanja toplote so opremljeni z ventilatorjem in hladilnimi rebri. Takšen sklop strukturnih enot vam omogoča, da umetno potisnete zrak v hladilni sistem motorja zahladilna rebra. Nad ventilatorjem in rebri je nameščen zaščitni ohišje, ki sodeluje v smeri zračnih mas za hlajenje in preprečuje vstop toplote od zunaj.

Pozitivni vidiki te vrste hlajenja so preprostost oblikovnih značilnosti, majhna teža, odsotnost dovoda hladilnega sredstva in cirkulacijskih enot. Pomanjkljivosti so visoka raven hrupa sistema in prostornost naprave. Tudi pri prisilnem zračnem hlajenju problem lokalnega pregrevanja enote in razpršenega pretoka zraka kljub vgrajenim ohišjem ni rešen.

Ta vrsta opozorila o pregrevanju motorja se je aktivno uporabljala do 70. let prejšnjega stoletja. Delovanje sistema za hlajenje motorja s prisilnim zrakom je bilo priljubljeno pri majhnih vozilih.

Hlajenje s tekočinami

Tekočinski hladilni sistem je daleč najbolj priljubljen in razširjen. Postopek odvajanja toplote poteka s pomočjo tekočega hladilnega sredstva, ki kroži skozi glavne elemente motorja po posebnih zaprtih linijah. Hibridni sistem združuje elemente zračnega hlajenja hkrati s tekočim. Tekočina se hladi v radiatorju z rebri in ventilatorju z ohišjem. Prav tako se tak radiator hladi z dovodnimi zračnimi masami, ko se vozilo premika.

Tekočinski hladilni sistem motorja med delovanjem proizvaja minimalno raven hrupa. Ta tip zbira toploto povsod in jo z visoko močjo odvaja iz motorjaučinkovitost.

Po načinu gibanja tekočega hladilnega sredstva so sistemi razvrščeni:

• prisilna cirkulacija - gibanje tekočine poteka s pomočjo črpalke, ki je del motorja in samega hladilnega sistema;
• termosifonska cirkulacija - gibanje se izvaja zaradi razlike v gostoti ogrevanega in ohlajenega hladilnega sredstva;
• kombinirana metoda - cirkulacija tekočine deluje hkrati na prva dva načina.

Naprava hladilnega sistema motorja

Zasnova tekočega hlajenja ima enako strukturo in elemente tako za bencinske kot za dizelske motorje. Sistem je sestavljen iz:

• blok radiatorja;
• hladilnik olja;
• ventilator, nameščen pokrov;
• črpalke (črpalka s centrifugalno silo);
• rezervoar za razširitev ogrevane tekočine in nadzor nivoja;
• Termostat za kroženje hladilnega sredstva.

Pri izpiranju hladilnega sistema motorja so prizadeta vsa ta vozlišča (razen ventilatorja) za učinkovitejše nadaljnje delo.

Hladilno sredstvo kroži skozi vodove znotraj bloka. Celota takih prehodov se imenuje "hladilni plašč". Pokriva najbolj vročino nagnjena področja motorja. Hladilno sredstvo, ki se premika vzdolž njega, absorbira toploto in jo prenaša v blok radiatorja. Ko se ohladi, ponovi krog.

Sistemsko delovanje

Eden od glavnih elementov v napravi hladilnega sistemamotor velja za radiator. Njegova naloga je ohladiti hladilno sredstvo. Sestavljen je iz radiatorskega zaboja, znotraj katerega so položene cevi za gibanje tekočine. Hladilna tekočina vstopi v radiator skozi spodnjo cev in izstopi skozi zgornjo, ki je nameščena v zgornjem rezervoarju. Na vrhu rezervoarja je vrat, zaprt s pokrovom s posebnim ventilom. Ko se tlak v hladilnem sistemu motorja poveča, se ventil rahlo odpre in tekočina vstopi v ekspanzijsko posodo, ki je ločeno pritrjena v motornem prostoru.

Tudi na radiatorju je temperaturni senzor, ki vozniku signalizira maksimalno segrevanje tekočine prek naprave, nameščene v kabini na informacijski plošči. V večini primerov je na radiator pritrjen ventilator (včasih dva) z ohišjem. Ventilator se samodejno aktivira, ko je dosežena kritična temperatura hladilne tekočine, ali pa deluje prisilno iz pogona s črpalko.

Črpalka zagotavlja stalno kroženje hladilne tekočine po sistemu. Črpalka prejema rotacijsko energijo s pomočjo jermenskega pogona iz jermenice ročične gredi.

Termostat nadzoruje velik in majhen krog kroženja hladilnega sredstva. Ko se motor prvič zažene, termostat kroži tekočino v majhnem krogu, tako da se motorna enota hitreje segreje na delovno temperaturo. Po tem termostat odpre velik krog hladilnega sistema motorja.

Protifriz ali voda

Voda ali antifriz se uporablja kot hladilno sredstvo. Sodobni lastniki avtomobilov postajajo vse večuporabite slednje. Voda zmrzne pri temperaturah pod ničlo in je katalizator v korozijskih procesih, kar negativno vpliva na sistem. Edina prednost je njegovo visoko odvajanje toplote in morda razpoložljivost.

Antifriz ne zmrzne, ko je hladen, preprečuje korozijo, preprečuje usedline žvepla v hladilnem sistemu motorja. Ima pa manjši prenos toplote, kar negativno vpliva na vročo sezono.

Napake

Posledice okvare hlajenja so pregrevanje ali podhladitev motorja. Pregrevanje je lahko posledica premajhne tekočine v sistemu, nestabilnega delovanja črpalke ali ventilatorja. Tudi termostat ne deluje pravilno, ko bi moral odpreti velik hladilni krog.

Napake v sistemu hlajenja motorja so lahko posledica hude kontaminacije hladilnika, žlindre vodov, slabega delovanja pokrova hladilnika, ekspanzijske posode ali nizke kakovosti antifriza.