Chladicí systém motoru automobilu: zařízení a princip činnosti

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-19 13:02

Systém chlazení motoru ve voze je navržen tak, aby chránil pracovní jednotku před přehřátím, a tím řídí výkon celého bloku motoru. Chlazení je nejdůležitější funkcí při provozu spalovacího motoru.

Následky poruchy chlazení spalovacího motoru mohou být pro samotný agregát fatální až do úplného selhání bloku válců. Poškozené uzly již nemusí být předmětem restaurátorských prací, jejich udržovatelnost bude rovna nule. Je nutné zacházet s provozem s veškerou péčí a odpovědností a provádět pravidelné proplachování chladicího systému motoru.

Ovládáním chladicího systému se majitel vozu přímo stará o „zdraví srdce“svého železného „koně“.

Jmenování chladicího systému

Teplota v bloku válců za chodu jednotky může vzrůst až na 1900 ℃. Z tohoto objemu tepla je jen část užitečná a využívá se v požadovaných provozních režimech. Zbytek odebírá chladicí systém.motorový prostor. Zvýšení teplotního režimu nad normu je plné negativních důsledků, které vedou k vyhoření maziv, porušení technických vůlí mezi určitými částmi, zejména ve skupině pístů, což povede ke snížení jejich životnosti. Přehřátí motoru v důsledku špatné funkce chladicího systému motoru je jedním z důvodů detonace hořlavé směsi přiváděné do spalovacího prostoru.

Nežádoucí je také přechlazení motoru. Ve „studeném“agregátu dochází ke ztrátě výkonu, zvyšuje se hustota oleje, čímž se zvyšuje tření nemazaných součástí. Pracovní hořlavá směs částečně kondenzuje a tím zbavuje stěny válce mazání. Povrch stěny válce však podléhá procesu koroze v důsledku tvorby usazenin síry.

Systém chlazení motoru je navržen tak, aby stabilizoval tepelné podmínky nezbytné pro normální fungování motoru vozidla.

Typy chladicího systému

Systém chlazení motoru je klasifikován podle způsobu odvodu tepla:

• chlazení kapalinami v uzavřeném typu;
• otevřený typ chlazený vzduchem;
• kombinovaný (hybridní) systém odvodu tepla.

V současné době je chlazení vzduchem v autech extrémně vzácné. Kapalina může být otevřeného typu. V takových systémech je teplo odváděno parním potrubím do okolí. Uzavřený systém je izolován zvenčíatmosféra. Proto je tlak v chladicím systému tohoto typu motoru mnohem vyšší. Při vysokém tlaku se práh varu chladicího prvku zvyšuje. Teplota chladiva v uzavřeném systému může dosáhnout 120℃.

Chlazení vzduchem

Chlazení přirozeným nuceným vzduchem je nejjednodušší způsob, jak odvádět teplo. Motory s tímto typem chlazení uvolňují teplo do okolí pomocí žeber chladiče umístěných na povrchu jednotky. Takový systém má obrovský nedostatek funkčnosti. Faktem je, že tato metoda přímo závisí na malém specifickém teplu vzduchu. Kromě toho existují problémy s rovnoměrností odvodu tepla z motoru.

Takové nuance znemožňují instalaci efektivní a kompaktní jednotky zároveň. V chladicí soustavě motoru je vzduch přiváděn nerovnoměrně do všech částí a pak je třeba zamezit možnosti lokálního přehřátí. V souladu s konstrukčními prvky jsou chladicí žebra kvůli aerodynamickým vlastnostem namontována v těch místech motoru, kde jsou vzduchové hmoty nejméně aktivní. Ty části motoru, které jsou nejvíce náchylné na teplo, jsou umístěny směrem k vzdušným hmotám, zatímco „chladnější“části jsou umístěny vzadu.

Chlazení nuceným vzduchem

Motory s tímto typem odvodu tepla jsou vybaveny ventilátorem a chladicími žebry. Taková sada konstrukčních jednotek vám umožňuje uměle vhánět vzduch do chladicího systému motoruchladicí žebra. Nad ventilátorem a žebry je instalován ochranný kryt, který se podílí na směru proudění vzduchu při chlazení a zabraňuje pronikání tepla zvenčí.

Pozitivní aspekty tohoto typu chlazení jsou jednoduchost konstrukčních prvků, nízká hmotnost, absence přívodu chladiva a cirkulačních jednotek. Nevýhodou je vysoká hlučnost systému a objemnost zařízení. Také u nuceného chlazení vzduchem nebyl vyřešen problém s místním přehříváním jednotky a difúzním prouděním vzduchu, a to i přes nainstalované pláště.

Tento typ varování před přehřátím motoru byl aktivně používán až do 70. let. Provoz chladicího systému motoru s nuceným oběhem vzduchu byl oblíbený u malých vozidel.

Chlazení kapalinami

Kapalinový chladicí systém je zdaleka nejoblíbenější a nejrozšířenější. Proces odvodu tepla probíhá pomocí kapalného chladiva, které cirkuluje hlavními prvky motoru speciálními uzavřenými potrubími. Hybridní systém kombinuje prvky vzduchového chlazení současně s kapalinou. Kapalina je chlazena v chladiči s žebry a ventilátorem s pláštěm. Také je takový chladič chlazen hmotami přiváděného vzduchu, když se vozidlo pohybuje.

Systém kapalinového chlazení motoru produkuje během provozu minimální hladinu hluku. Tento typ shromažďuje teplo všude a odvádí ho z motoru s vysokouúčinnost.

Podle způsobu pohybu kapalného chladiva jsou systémy klasifikovány:

• nucený oběh – pohyb kapaliny probíhá pomocí čerpadla, které je součástí motoru a samotného chladicího systému;
• cirkulace termosifonu - pohyb se provádí v důsledku rozdílu v hustotě ohřátého a chlazeného chladiva;
• kombinovaná metoda - cirkulace tekutin působí současně prvními dvěma způsoby.

Zařízení chladicího systému motoru

Provedení kapalinového chlazení má stejnou strukturu a prvky pro benzínové i naftové motory. Systém se skládá z:

• blok chladiče;
• chladič oleje;
• ventilátor, nainstalován kryt;
• čerpadla (čerpadlo s odstředivou silou);
• nádrž pro expanzi ohřáté kapaliny a kontrolu hladiny;
• Termostat cirkulace chladiva.

Při proplachování chladicího systému motoru jsou všechny tyto uzly (kromě ventilátoru) ovlivněny pro efektivnější další práci.

Chladicí kapalina cirkuluje potrubím uvnitř bloku. Úhrn těchto pasáží se nazývá "chladící bunda". Pokrývá nejvíce tepelně náchylné oblasti motoru. Chladivo, pohybující se podél něj, absorbuje teplo a přenáší ho do bloku chladiče. Když se ochladí, zopakuje kruh.

Provoz systému

Jeden z hlavních prvků v zařízení chladicího systémumotor je považován za chladič. Jeho úkolem je chladit chladivo. Skládá se z přepravky chladiče, uvnitř které jsou umístěny trubky pro pohyb tekutiny. Chladicí kapalina vstupuje do chladiče spodním potrubím a vystupuje horním potrubím, které je namontováno v horní nádrži. Na horní straně nádrže je hrdlo, uzavřené víkem se speciálním ventilem. Když se tlak v chladicím systému motoru zvýší, ventil se mírně otevře a kapalina vstoupí do expanzní nádrže, která je samostatně připojena v motorovém prostoru.

Na chladiči je také teplotní čidlo, které signalizuje řidiči maximální zahřátí kapaliny prostřednictvím zařízení nainstalovaného v kabině na informačním panelu. Ve většině případů je k chladiči připevněn ventilátor (někdy dva) s pláštěm. Ventilátor se aktivuje automaticky při dosažení kritické teploty chladicí kapaliny nebo pracuje nuceně z pohonu s čerpadlem.

Čerpadlo zajišťuje konstantní cirkulaci chladicí kapaliny v celém systému. Čerpadlo přijímá rotační energii pomocí řemenového pohonu z řemenice klikového hřídele.

Termostat ovládá velký a malý okruh cirkulace chladiva. Při prvním nastartování motoru termostat cirkuluje kapalinu v malém kruhu, aby se motorová jednotka rychleji zahřála na provozní teplotu. Poté termostat otevře velký kruh chladicího systému motoru.

Nemrznoucí směs nebo voda

Jako chladicí kapalina se používá voda nebo nemrznoucí směs. Majitelé moderních automobilů jsou stále vícepoužít to druhé. Voda zamrzá při teplotách pod nulou a je katalyzátorem korozních procesů, což negativně ovlivňuje systém. Jedinou výhodou je jeho vysoký odvod tepla a možná i dostupnost.

Nemrznoucí směs za studena nemrzne, zabraňuje korozi, zabraňuje usazování síry v chladicím systému motoru. Má ale nižší přenos tepla, což negativně ovlivňuje horké období.

Chyby

Důsledky poruchy chlazení jsou přehřátí nebo podchlazení motoru. Přehřátí může být způsobeno nedostatkem kapaliny v systému, nestabilním provozem čerpadla nebo ventilátoru. Také termostat nefunguje správně, když by měl otevřít velký chladicí okruh.

Poruchy v chladicím systému motoru mohou být způsobeny silným znečištěním chladiče, struskováním vedení, špatným výkonem uzávěru chladiče, expanzní nádrží nebo nekvalitní nemrznoucí směsí.