Koelsysteem in verbrandingsmotoren begrijpen

Omdat verbrandingsmotoren warmte van extreem hoge temperatuur creëren, wordt het koelsysteem gebruikt. De circulatie van de koeling bepaalt hoe lang de motor en zijn onderdeel meegaan. In automotoren vindt het koelproces plaats met water of lucht, maar beide processen hebben hun effectiviteit. Hoewel smeerolie tot op zekere hoogte ook helpt bij het koelen van de onderdelen van de motor.

Er is in de loop der jaren veel veranderd aan auto's, maar er is niet veel veranderd aan het motorkoelsysteem. Welnu, moderne ontwerpen zijn betrouwbaarder en efficiënter voor de circulatie door de motor. Het ontwerp is zo efficiënt dat het de motor op een constante temperatuur houdt. Zelfs als de temperatuur buiten heet is tot ongeveer 110 graden Fahrenheit of 10 onder 0, blijft de koeling constant. Het brandstofverbruik kan eronder lijden en de uitstoot zal toenemen.

Vandaag zullen we kijken naar de definitie, functies, componenten, diagram, typen, werkingsprincipe en onderhoud en reparatie van een koelsysteem in verbrandingsmotoren.

Lees meer:​​Motorsmeersysteem begrijpen

Wat is het motorkoelsysteem ?

Het koelsysteem is een set componenten die de stroom van vloeibare koelvloeistof naar de doorgangen in het motorblok en de kop mogelijk maakt om verbrandingswarmte te absorberen. De verwarmde vloeistof keert dan via een rubberen slang terug naar de radiator om te koelen. Terwijl de verwarmde vloeistof (warm water) door de dunne buizen in de radiator stroomt, wordt deze gekoeld door een luchtstroom.

Moderne verbrandingsmotoren worden gekoeld met zowel water als lucht, maar sommige motoren gebruiken lucht of vloeistof om de afvalwarmte van de motor te verwijderen. Speciale of kleine motoren worden gekoeld met lucht uit de atmosfeer, wat het systeem lichtgewicht en relatief minder complex maakt. Terwijl in sommige motoren warmte wordt overgedragen van een gesloten waterkringloop naar de radiator waar de koeling wordt bereikt.

Water heeft een hoger vermogen en kan sneller warmte van de motor verplaatsen dan lucht. De componenten in het waterkoelsysteem voegen gewicht, complexiteit en kosten toe aan de motor. Het systeem is goed voor motoren met een hoger vermogen die meer afvalwarmte produceren, maar meer gewicht kunnen verplaatsen.

Functies van het motorkoelsysteem

Hieronder staan ​​de functies van een koelsysteem in verbrandingsmotoren:

De essentie van het koelsysteem in verbrandingsmotoren is dat de temperatuur van de verbrandingsgassen (verbrandingsgas) in de motorcilinder tot 1500 tot 2000 graden Celsius is. Dit is boven het smeltpunt van het materiaal van de cilinderkop en de carrosserie van de motor. daarom, als de warmte niet wordt afgevoerd, treden er ernstige problemen en storingen op in het cilindermateriaal.

Een andere functie van het koelsysteem in de automotor is het verlagen van de temperatuur van de smeerolie die de bewegende delen smeert en koelt. Zeer hoge temperaturen zorgen ervoor dat de film naar de smeerolie wordt geoxideerd, waardoor koolstofafzetting op het oppervlak ontstaat. Dit resulteert vaak in vastlopen van de zuiger.

Omdat te veel warmteafvoer het thermische rendement van de motor verlaagt. Het systeem is ontworpen om ten minste 30% van de warmte die door de verbrandingskamer wordt gegenereerd, te verwijderen.

Een functioneel koelsysteem moet warmte snel kunnen afvoeren als de motor warm is. Motoren zijn koel tijdens het starten, veel koeling is niet nodig zodat de werkende delen in korte tijd hun werktemperatuur kunnen bereiken.

Hogere temperaturen verlagen het volumetrische rendement van de motor. En door oververhitting zullen grotere temperatuurverschillen leiden tot vervorming van de motorcomponenten als gevolg van de ingestelde thermische spanningen. Hiervoor is een functioneel koelsysteem nodig om het temperatuurverloop normaal te houden.

Lees meer:​​Onderdelen van een verbrandingsmotor

Onderdelen van motorkoelsysteem

Hieronder staan ​​de componenten van het koelsysteem in een verbrandingsmotor en hun functies:

Radiator:

Dit motorkoelgedeelte is opgebouwd uit aluminium buizen en strips die zigzaggen tussen de buizen. Vloeistof met hoge temperatuur stroomt door een slang in de radiator. Deze verwarmde vloeistof wordt vervolgens vanuit de buis overgebracht naar de luchtstroom, die vervolgens wordt weggeblazen naar de atmosfeer.

Koelventilator:

De koelventilator bevindt zich een beetje achter de radiator, die het dichtst bij de motor zit. het onderdeel is ontworpen om vingers en directe luchtstroom te beschermen. Het blaast lucht naar de radiator om de hete vloeistof af te koelen terwijl de motor draait, zodat de ventilator helpt om de temperatuur van de radiator af te koelen.

Een moderne elektrische ventilator wordt aangestuurd door de computer van het voertuig. Er is een temperatuursensor die de motortemperatuur bewaakt en de informatie naar de ECU stuurt.

Drukdop en reservetank:

Radiatoren zijn nu ontworpen met een drukdop, zodat de koelvloeistof onder druk naar buiten stroomt als deze uitzet. De functie van de overdrukkap is dus om de druk in het koelsysteem tot op een bepaald punt te handhaven. Deze dop had een veerklep, gekalibreerd op de juiste pond per vierkante inch (psi). als de druk hoger is dan de ingestelde drukpunten, gaat deze open en stroomt er een kleine hoeveelheid koelvloeistof af.

Reservetank is een reservoir dat de koelvloeistof opvangt die uit de onder druk staande dop is afgetapt. De tank is meestal gemaakt van plastic en kan de temperatuur van de koelvloeistof aangeven.

Waterpomp:

Waterpomp een ander belangrijk onderdeel van een motorkoelsysteem. Het is gemonteerd aan de voorkant van de motor en het blijft de koelvloeistof circuleren zolang de motor werkt. Het onderdeel is gemaakt van gietijzer of gegoten aluminium en een waaierblad dat de koelvloeistof pompt.

Thermostaat:

Een thermostaat is gewoon een klep die de temperatuur van de motorkoelvloeistof meet of meet. Als de koelvloeistof niet warm genoeg is, blijft de thermostaat dicht, maar zodra de koelvloeistof een bepaalde temperatuur bereikt, gaat deze open en kan de koelvloeistof door de radiator stromen.

Verwarmingskern:

Hete koelvloeistof heeft veel betere doelen voor het auto-interieur wanneer dat nodig is. Om dit te bereiken is het koelsysteem ontworpen met een verwarmingskern die veel op de radiator lijkt. Het onderdeel is aangesloten met een paar rubberen slangen om de koelvloeistof op te vangen en terug te voeren van de waterpomp naar de bovenkant van de motor. Er is een ventilatorventilator die de verwarmingskern blaast die vervolgens warmte van de hete koelvloeistof naar het auto-interieur levert.

Slangen:

De volledige circulatie van koelvloeistof van de radiateur naar een inwendig deel van de motor terug naar de radiateur en enkele bijbehorende componenten wordt bereikt door slangen. Maar de hoofdslangen staan ​​bekend als de bovenste en onderste radiatorslangen. Ze zijn groter en breder in vergelijking met andere.

Bypass-systeem:

Dit onderdeel werkt wanneer de koelvloeistof in de motor heet genoeg is om de thermostaat te openen. Zo kan de koelvloeistof de radiator omzeilen en rechtstreeks terugkeren naar de motor, zodat de koelvloeistoftemperatuur in evenwicht kan worden gehouden. er zijn vaak rubberen slangen verkrijgbaar, maar sommige fabrikanten gebruiken een vaste stalen buis.

Cilinderkoppakkingen en inlaatspruitstukpakkingen:

Dit onderdeel helpt ook het motorkoelsysteem omdat het de pasvlakken van de verbrandingskamer stevig vastmaakt. Het voorkomt lekkage van koelvloeistof en olie uit de motor of in de verbrandingskamer. Zelfs als de pasvlakken nauwkeurig bewerkt en strak zijn, kan er toch koelvloeistof doorheen stromen. Dit is de reden waarom de pakkingen worden gebruikt.

Stekkers bevriezen:

Dit is een onderdeel in de motor dat is vervaardigd met speciaal zand samen met gesmolten metaal. Het vormde zich naar de vorm van de koelvloeistofdoorgangen in het motorblok. Koelvloeistof stroomt door het onderdeel en daarom moet het in het gat worden afgesloten, anders zal de koelvloeistof er meteen uitlopen.

De meeste componenten van het koelsysteem zijn volledig besproken in een nieuwe post. Je moet ze controleren om ze goed te begrijpen.

Lees meer:​​Werkingsprincipe van een handmatige en automatische transmissie

Het complete diagram van een koelsysteem in een verbrandingsmotor ine:

Soorten motorkoelsysteem

Er zijn twee soorten koelsystemen in verbrandingsmotoren:

Luchtkoelsysteem:

In luchttypes van een koelsysteem wordt warmte die de buitenste delen van de motor weerkaatst, uitgestraald en weggeblazen door de luchtstroom. Deze luchtstroom wordt verkregen uit de atmosfeer die door de vinnen effectief naar de motorcomponenten wordt geleid. De vinnen zijn gemaakt van metalen ribbels, de grootte bepaalt de hoeveelheid warmte die er tijdens het proces altijd wordt geblazen.

Het luchtkoelsysteem is afhankelijk van het totale oppervlak van de vinoppervlakken, de snelheid van de koellucht en de temperatuur van de vinnen en de koellucht. Het koelsysteem is geschikt voor tractoren met minder pk's, scooters, motorfietsen, kleine vliegtuigen en kleine automotoren. Sommige kleine industriële motoren zijn ook ontworpen om een ​​luchtkoelsysteem te gebruiken.

Voordelen van luchtkoelsysteem:

Hieronder vindt u de voordelen van motoren met luchtkoelsysteem:

• Het systeem is goedkoper te produceren.
• Het is lichter in gewicht omdat het ontwerp geen watermantels, radiator, circulatiepomp en het water zelf omvat.
• Minder onderhoud nodig.
• Risico op schade door vorst, zoals barsten in cilindermantels of radiatorwaterslangen zal niet optreden.
• Luchtgekoelde motoren zijn minder complex

Waterkoelsysteem:

Tot nu toe hebben we veel gesproken over de watertypes van koelsystemen, omdat ze veel voorkomen in automotoren. Welnu, ze dienen twee doelen bij de werking van een motor, waaronder het elimineren van overtollige warmte om te voorkomen dat deze oververhit raakt. Houdt de motor ook op een efficiënte werktemperatuur en zuinig.

Het waterkoelsysteem bestaat uit vier verschillende typen, waaronder:

• Direct of niet-retoursysteem
• Thermo-sifonsysteem
• Trechtersysteem
• Pomp/geforceerd circulatiesysteem

Lees meer:​​Alles wat u moet weten over carburateur

Werkingsprincipe

Zoals eerder vermeld, bestaat het koelsysteem voor auto's uit twee typen. In deze uitleg behandelen we de werking van het waterkoelsysteem. Het systeem bestaat uit doorgangen in het motorblok en de koppen en een waterpomp die de koelvloeistof laat circuleren. Het is ook gemaakt van een thermostaat die de temperatuur van de koelvloeistof regelt en een radiatordop om de druk van het systeem te regelen. De koelvloeistof stroomt naar al deze plekken met behulp van onderling verbonden slangen.

Waterkoelsysteem werkt door vloeibare koelvloeistof over te brengen via doorgangen in het motorblok en de koppen. De koelvloeistof stroomt uit de radiator om de overmatige warmteproductie tijdens het verbrandingsproces op te vangen. Nadat de koelvloeistof de warmte heeft ontvangen, wordt deze via een rubberen slang naar de radiator overgebracht. Zodra de hete koelvloeistof in de radiateur komt, begint de koeling. De koeling wordt bereikt door de luchtstroom die vanaf de voorzijde van het voertuig de motorruimte binnenkomt.

Nadat de koelvloeistof is afgekoeld, keert deze terug naar de motor om hetzelfde proces uit te voeren. De waterpomp helpt de circulatie van koelvloeistof naar de verborgen doorgangen te komen. Tussen de motor en de radiateur bevindt zich een thermostaat om ervoor te zorgen dat de koelvloeistof wordt verwarmd tot een bepaalde vooraf ingestelde temperatuur voordat deze de radiateur ingaat. De thermostaat blijft dicht als hij gekoelde koelvloeistof detecteert, dus in plaats van het circulatieproces te stoppen, omzeilt hij de radiator en keert terug naar de motor.

Het koelsysteem is ontworpen met een overdrukventiel om te voorkomen dat de koelvloeistof gaat koken. Omdat onder druk het koken van de koelvloeistof zal stijgen, is de radiateurdop ontworpen om de druk te ontlasten als deze een bepaald punt overschrijdt. Anders zal te veel druk de systeemcomponenten zoals slangen en andere onderdelen vernietigen.

Bekijk video van het waterkoelsysteem:

Onderhoud van koelsysteem

Omdat het koelsysteem van groot belang is in een motor, moet er onderhoud worden gepleegd om de levensduur van de motor en het koelsysteem te verlengen. Het meest voorkomende onderhoud dat kan worden uitgevoerd, is door de motorkoelvloeistof periodiek te spoelen en bij te vullen. Daarbij zitten er tal van additieven in de antivries die corrosie in het koelsysteem helpen voorkomen.

Zoals fabrikanten altijd zullen aangeven, veroorzaakt het gebruik van gewone koelvloeistof corrosie die de neiging heeft toe te nemen wanneer verschillende soorten metaal met elkaar in wisselwerking staan. Dit zal een schaal veroorzaken die zich uiteindelijk ontwikkelt en de dunne platte buizen in de verwarmingskern en radiator begint te verstoppen. De motor zal uiteindelijk oververhit raken als dit gebeurt.

Antivries is erg belangrijk omdat voertuiggebruikers aandacht moeten besteden aan hun functies in hun koelsysteem. Omdat het de levensduur van de motor verlengt en ze ook wat geld bespaart. De antivriesformulering kan vijf jaar of 150.000 mijl meegaan voordat deze wordt vervangen. Het is meestal roodachtig en groenachtig van kleur.

Aangezien het reverse-flush koelsysteem professionele en speciale apparatuur vereist, moet u ervoor zorgen dat de operatie in de juiste mechanische werkplaats wordt uitgevoerd. Tijdens het onderhoudsproces moeten enkele kleine belangrijke componenten zoals een thermostaat, radiatordrukdop, waterpomp, enz. worden getest, als ze zwak zijn, zorg er dan voor dat ze worden vervangen.

Er moet een druktest worden uitgevoerd om eventuele externe lekken in de onderdelen van het koelsysteem te identificeren. Onderdelen zoals de radiator, koelvloeistofdoorgang, verwarmingsslangen en verwarmingskern. De motorventilator moet ook goed werken.

Lees meer:​​Inzicht in het brandstofinjectiesysteem in automotoren

Tot slot, we zijn diep gegaan om te zien wat het koelsysteem is in verbrandingsmotoren, waarvan we hebben uitgelegd dat het de circulatie van koelvloeistof in het motorsysteem is om warmte te absorberen. we zagen ook koelsysteemfuncties op verschillende gebieden en de componenten ervan. lucht- en waterkoelsysteem werden onderzocht als de twee typen die beschikbaar zijn in de automotor. tot slot kwamen de werkzaamheden en het onderhoud aan bod.

Ik hoop dat de kennis wordt verkregen, zo ja, geef dan commentaar en beveel deze site aan bij andere technische studenten. Bedankt!