Cum funcționează sistemele de răcire auto

  • Vlad Krasen
  • 0
  • 2144
  • 240
Diagrama unui sistem de răcire: modul în care este conectată instalația sanitară. Doriți să aflați mai multe? Vezi aceste imagini cu motorul mașinii. HSW

-Deși motoarele pe benzină s-au îmbunătățit foarte mult, ele nu sunt încă foarte eficiente la transformarea energiei chimice în putere mecanică. Cea mai mare parte a energiei din benzină (poate 7-0%) este transformată în căldură și este sarcina sistem de răcire să aibă grijă de căldura aceea. De fapt, sistemul de răcire al unei mașini care coboară pe autostradă disipează suficientă căldură pentru a încălzi două case de dimensiuni medii! Sarcina principală a sistemului de răcire este să împiedice supraîncălzirea motorului prin transferul acestei călduri în aer, dar sistemul de răcire are, de asemenea, alte câteva lucrări importante.

Motorul din mașina dvs. funcționează cel mai bine la o temperatură destul de ridicată. Când motorul este rece, componentele se uzează mai repede, iar motorul este mai puțin eficient și emite mai multă poluare. Așadar, o altă lucrare importantă a sistemului de răcire este de a permite motorului să se încălzească cât mai repede posibil, și apoi să mențină motorul la o temperatură constantă.

În acest articol, vom afla despre părțile unui sistem de răcire auto și modul în care acestea funcționează. În primul rând, să ne uităm la câteva elemente de bază.

-Încotrez motorul mașinii dvs., combustibilul arde constant. O cantitate mare de căldură din această combustie iese direct din sistemul de evacuare, dar o parte din ea se înmoaie în motor, încălzindu-l. Motorul funcționează cel mai bine atunci când lichidul de răcire este de aproximativ 200 de grade Fahrenheit (93 de grade Celsius). La această temperatură:

  • Camera de ardere este suficient de fierbinte pentru a vaporiza complet combustibilul, oferind o combustie mai bună și reducând emisiile.
  • Uleiul folosit pentru a lubrifia motorul are o vâscozitate mai mică (este mai subțire), astfel încât piesele motorului se mișcă mai liber, iar motorul pierde mai puțină putere mișcând propriile componente în jurul.
  • Piesele din metal poartă mai puțin.

Există două tipuri de sisteme de răcire găsite pe mașini: răcite cu lichid și răcite cu aer.

Răcire lichidă

Sistemul de răcire al mașinilor răcite cu lichid circulă un fluid prin conducte și pasaje din motor. Pe măsură ce acest lichid trece prin motorul fierbinte, absoarbe căldura, răcirea motorului. După ce lichidul părăsește motorul, trece printr-un schimbător de căldură sau un calorifer, care transferă căldura din fluidul în aerul care sufla prin schimbător.

Răcire cu aer

Unele mașini mai vechi, și foarte puține mașini moderne, sunt răcite cu aer. În loc să circule fluidul prin motor, blocul motor este acoperit cu aripioare de aluminiu care îndepărtează căldura departe de cilindru. Un ventilator puternic forțează aerul peste aceste aripioare, care răcește motorul prin transferul căldurii în aer.

Deoarece majoritatea mașinilor sunt răcite cu lichid, ne vom concentra asupra acestui sistem în acest articol.

Faceți clic pe „Start” pentru a vedea curgerea lichidului prin motor în timp ce motorul se încălzește.

-Sistemul de răcire din mașina dvs. are o mulțime de instalații sanitare. Vom începe de la pompă și ne vom descurca prin intermediul sistemului, iar în secțiunile următoare vom vorbi despre fiecare parte a sistemului mai detaliat.

pompa trimite fluidul în bloc motor, unde își face drum prin pasaje din motorul din jurul cilindrilor. Apoi revine prin cap cilindru a motorului. termostat este situat unde lichidul părăsește motorul. Instalația din jurul termostatului trimite lichidul înapoi la pompă direct dacă termostatul este închis. Dacă este deschis, fluidul trece prin radiator mai întâi și apoi înapoi la pompă.

Există, de asemenea, un circuit separat pentru sistemul de încălzire. Acest circuit preia lichidul de la chiulasa și îl trece printr-un miez de încălzire și apoi înapoi la pompă.

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

La mașinile cu transmisii automate, în mod normal, există și un circuit separat pentru răcirea fluidului de transmisie încorporat în calorifer. Uleiul din transmisie este pompat de transmisie printr-un al doilea schimbător de căldură în interiorul caloriferului.

-Mașinile funcționează într-o mare varietate de temperaturi, de la o temperatură sub înghețare până la 38 C. Deci, orice fluid utilizat pentru răcirea motorului trebuie să aibă un punct de congelare foarte scăzut, un punct de fierbere ridicat și trebuie să aibă capacitatea de a reține multă căldură.

Apa este unul dintre cele mai eficiente fluide pentru menținerea căldurii, dar apa îngheață la o temperatură prea ridicată pentru a fi folosită la motoarele auto. Fluidul pe care îl folosesc majoritatea mașinilor este un amestec de apă și etilenglicol (C2H6O2), cunoscut și sub denumirea de antigel. Prin adăugarea de apă de etilen glicol, punctele de fierbere și de îngheț sunt îmbunătățite semnificativ.

Fluid - Punct de îngheț - Punct de fierbere

  • Apa pură: 0 C / 32 F - 100 C / 212 F
  • 50/50 amestec de C2H6O2/ Apă: -37 C / -35 F - 106 C / 223 F
  • 70/30 amestec de C2H6O2/ Apă: -55 C / -67 F - 113 C / 235 F

Temperatura lichidului de răcire poate ajunge uneori la 121 până la 135 C la 250 până la 275 F. Chiar și cu adăugare de etilen glicol, aceste temperaturi ar fierbe lichidul de răcire, așa că trebuie făcut ceva suplimentar pentru a crește punctul de fierbere..

Sistemul de răcire folosește presiune pentru a ridica în continuare punctul de fierbere al lichidului de răcire. La fel cum temperatura de fierbere a apei este mai mare într-un aragaz cu presiune, temperatura de fierbere a lichidului de răcire este mai mare dacă presurizați sistemul. Majoritatea mașinilor au o limită de presiune de 14 până la 15 kilograme pe inch (psi), ceea ce ridică punctul de fierbere cu încă 25 F (25 C), astfel încât lichidul de răcire poate rezista la temperaturi ridicate.

Antigelul conține, de asemenea, aditivi pentru a rezista la coroziune.

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

O pompă centrifugă ca cea folosită în mașina dvs..

-Pompa de apă este o pompă centrifugă simplă condusă de o centură conectată la arborele cotit al motorului. Pompa circulă fluid ori de câte ori motorul funcționează.

Pompa de apă folosește o forță centrifugă pentru a trimite lichidul la exterior în timp ce se învârte, determinând extragerea lichidului din centru în mod continuu. Intrarea la pompă este amplasată aproape de centru, astfel încât lichidul care se întoarce din calorifer să lovească paletele pompei. Ventilele pompei aruncă lichidul către exteriorul pompei, unde poate intra în motor.

Lichidul care iese din pompă curge mai întâi prin blocul motor și prin chiulasă, apoi în calorifer și, în final, înapoi la pompă.

Rețineți că pereții cilindrului sunt destul de subțiri și că blocul motor este mai ales gol.

-Blocul motor și chiulasa au multe căi de trecere turnate sau prelucrate automat pentru a permite curgerea fluidului. Aceste pasaje direcționează lichidul de răcire către zonele cele mai critice ale motorului.

Temperaturile din camera de ardere a motorului pot atinge 4.500 F (2.500 F), astfel încât răcirea zonei din jurul cilindrilor este critică. Zonele din jurul supapelor de evacuare sunt deosebit de cruciale și aproape tot spațiul din interiorul chiulasei din jurul supapelor care nu este necesar pentru structură este umplut cu lichid de răcire. Dacă motorul merge fără răcire foarte mult timp, poate apela. Când se întâmplă acest lucru, metalul a devenit de fapt suficient de fierbinte pentru ca pistonul să se poată suda la cilindru. Aceasta înseamnă de obicei distrugerea completă a motorului.

Capul motorului are de asemenea pasaje mari de răcire.

O modalitate interesantă de a reduce cerințele sistemului de răcire este de a reduce cantitatea de căldură care este transferată din camera de ardere către părțile metalice ale motorului. Unele motoare fac acest lucru prin acoperirea interiorului de sus al chiulasei cu un strat subțire de ceramică. Ceramica este un conductor slab al căldurii, deci mai puțin căldură este condusă prin metal și trece mai mult din evacuare.

Imaginea radiatorului care prezintă rezervorul lateral cu răcitor.

-Un radiator este un tip de schimbător de căldură. Este conceput pentru a transfera căldura din lichidul de răcire fierbinte care curge prin el în aerul suflat prin acesta de către ventilator.

Majoritatea mașinilor moderne folosesc radiatoare de aluminiu. Aceste radiatoare sunt realizate prin brațarea aripioarelor subțiri de aluminiu la tuburile de aluminiu aplatizate. Lichidul de răcire curge de la orificiul de intrare la ieșire prin multe tuburi montate în aranjament paralel. Aripioarele conduc căldura din tuburi și o transferă în aerul care curge prin calorifer.

Uneori, tuburile au un tip de fină inserat în ele numit a turbulator, ceea ce crește turbulența fluidului care curge prin tuburi. Dacă fluidul ar curge foarte bine prin tuburi, numai lichidul care atinge efectiv tuburile ar fi răcit direct. Cantitatea de căldură transferată în tuburi din fluidul care trece prin ele depinde de diferența de temperatură dintre tub și fluidul care îl atinge. Deci, dacă lichidul care este în contact cu tubul se răcește rapid, se va transfera mai puțină căldură. Prin crearea turbulenței în interiorul tubului, toate fluidele se amestecă, menținând temperatura fluidului care atinge tuburile astfel încât să poată fi extrasă mai multă căldură și tot fluidul din interiorul tubului este utilizat eficient.

Radiatorii au de obicei un rezervor pe fiecare parte, iar în interiorul rezervorului este un răcitor de transmisie. În imaginea de mai sus, puteți vedea intrarea și ieșirea în care uleiul din transmisie intră în răcitor. Radiatorul de transmisie este ca un calorifer în interiorul unui calorifer, cu excepția cazului în loc să facă schimb de căldură cu aerul, uleiul schimbă căldura cu lichidul de răcire în radiator.

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

Decuplarea capacului radiatorului și a rezervorului.

-Capacul radiatorului crește de fapt punctul de fierbere a lichidului de răcire cu aproximativ 45 F (25 C). Cum face acest capac simplu? În același mod, un aragaz sub presiune crește temperatura de fierbere a apei. Capacul este de fapt o supapă de eliberare a presiunii, iar la mașini este de obicei setat la 15 psi. Punctul de fierbere al apei crește atunci când apa este pusă sub presiune.

Când lichidul din sistemul de răcire se încălzește, acesta se extinde, determinând creșterea presiunii. Capacul este singurul loc în care această presiune poate scăpa, astfel încât setarea arcului pe capac determină presiunea maximă în sistemul de răcire. Când presiunea atinge 15 psi, presiunea împinge robinetul deschis, permițând evacuării lichidului de răcire din sistemul de răcire. Acest lichid de răcire curge prin tubul de preaplin în partea inferioară a rezervorului de revărsat. Acest aranjament păstrează aerul în afara sistemului. Când radiatorul se răcește înapoi, se creează un vid în sistemul de răcire care scoate o altă supapă încărcată cu arc, aspirând apa din partea de jos a rezervorului de revărsat pentru a înlocui apa care a fost expulzată.

Pozițiile deschise și închise ale unui termostat. HSW

-Sarcina principală a termostatului este de a permite motorului să se încălzească rapid, apoi să mențină motorul la o temperatură constantă. Face acest lucru reglând cantitatea de apă care trece prin calorifer. La temperaturi scăzute, ieșirea la radiator este blocată complet - tot lichidul de răcire este recirculat înapoi prin motor.

Odată ce temperatura lichidului de răcire crește între 180 și 195 F (82 - 91 C), termostatul începe să se deschidă, permițând curgerea fluidului prin calorifer. Până când lichidul de răcire atinge între 200 și 218 F (93 - 103 C), termostatul este deschis până la capăt.

Dacă aveți vreodată șansa de a testa unul, un termostat este un lucru uimitor de urmărit, deoarece ceea ce face pare imposibil. Puteți pune unul într-o oală cu apă clocotită pe aragaz. Pe măsură ce se încălzește, valva sa se deschide cam un centimetru, aparent prin magie! Dacă doriți să încercați singur, mergeți la un magazin de piese auto și cumpărați unul pentru doi dolari.

Secretul termostatului se află în cilindrul mic situat pe partea motorului dispozitivului. Acest cilindru este umplut cu o ceară care începe să se topească la aproximativ 180 F (diferite termostate se deschid la temperaturi diferite, dar 180 F este una comună). O tijă conectată la supapă se apasă în această ceară. Când ceara se topește, se extinde semnificativ, împingând tija din cilindru și deschizând supapa. Dacă ați citit Cum funcționează termometrele și ați făcut experimentul cu sticla și paiul, ați văzut acest proces în acțiune - ceara doar se extinde un pic mai mult, deoarece se schimbă de la un solid la un lichid, pe lângă extinderea din căldura.

Aceeași tehnică este folosită în sisteme de deschidere automată pentru aerisiri de seră și luminatoare. În aceste dispozitive, ceara se topește la o temperatură mai scăzută.

Ventilator de răcire

-L-ike termostatul, ventilatorul de răcire trebuie controlat astfel încât să permită motorului să mențină o temperatură constantă.

Mașinile cu tracțiune față au ventilatoare electrice deoarece motorul este de obicei montat transversal, adică ieșirea motorului se îndreaptă spre partea mașinii. Ventilatoarele sunt comandate fie cu un comutator termostatic, fie de computerul motorului și se aprind atunci când temperatura lichidului de răcire depășește un punct stabilit. Acestea se opresc când temperatura scade sub acel punct.

Mașinile cu tracțiune din spate cu motoare longitudinale au de obicei Ventilatoare de racire actionate de motor. Acești ventilatori au un ambreiaj vâscoz controlat termostatic. Acest ambreiaj este poziționat în butonul ventilatorului, în fluxul de aer care trece prin calorifer. Acest ambreiaj vâscos special seamănă foarte mult cu cuplajul vâscos întâlnit uneori în mașinile cu tracțiune integrală.

Instalatii sanitare pentru incalzire

-Este posibil să fi auzit sfatul că dacă mașina se supraîncălzește, deschideți toate ferestrele și rulați încălzitorul cu ventilatorul care merge în plină explozie. Acest lucru se datorează faptului că sistemul de încălzire este de fapt un sistem secundar de răcire care reflectă sistemul principal de răcire al mașinii tale.

Nucleul încălzitorului, care se află în tabloul de bord al mașinii dvs., este într-adevăr un mic calorifer. Ventilatorul încălzitorului suflă aer prin miezul încălzitorului și în habitaclu al mașinii tale.

Un miez de încălzitor arată ca un mic calorifer.

Nucleul încălzitorului își extrage lichidul de răcire fierbinte de la chiulasa și îl readuce la pompă - astfel încălzitorul funcționează indiferent dacă termostatul este deschis sau închis.

Pentru mai multe informații despre sistemele de răcire auto și subiecte conexe, consultați linkurile de pe pagina următoare.

Articole similare

  • Cum funcționează motoarele auto
  • Cum funcționează calculatoarele auto
  • Cum funcționează aparatele de aer condiționat
  • Cum funcționează termometrele
  • Cum funcționează termostatul în sistemul de răcire al unei mașini?
  • Cum ajută oxidul de azot un motor să funcționeze mai bine?
  • Cum te fac fanii să te simți mai rece?
  • Cum funcționează hibridul Aptera

Mai multe legături grozave

  • Serviciul sistem de răcire
  • Brevet US4452758: Compoziții și procedee pentru inhibarea coroziunii aluminiului - brevet pentru antigel
  • Principalele componente ale sistemului dvs. de răcire - ilustrate!
  • Despre.com: Sisteme de răcire
  • Videoclipuri GM Goodwrench



Nimeni nu a comentat acest articol încă.

Cele mai interesante articole despre secrete și descoperiri. O mulțime de informații utile despre tot
Articole despre știință, spațiu, tehnologie, sănătate, mediu, cultură și istorie. Explicați mii de subiecte pentru a ști cum funcționează totul