Chladicí systém je neopěvovaným hrdinou spalovacího motoru automobilu. Tiše udržuje váš motor na provozní teplotě, zabraňuje přehřívání a přitom dodává do prostoru pro cestující toasty a útulné teplo. Chladicí systém si všimneme pouze tehdy, když selže, a to může být často katastrofální.
Teplota uvnitř spalovací komory motoru automobilu (oblast, kde hoří palivo) může snadno dosáhnout až 1600 stupňů. F. Provozní teplota motoru by měla být v rozsahu 200 stupňů. To je hodně tepla, které se musí odstranit. Provozní teplota motoru závisí na teplotě chladicí kapaliny. K poškození motoru může dojít poměrně rychle, když teploty chladicí kapaliny začnou stoupat blízko 300 stupňů.
Systém chlazení motoru funguje na principu přenosu tepla. Přenos tepla je pohyb tepelné energie z jednoho místa na druhé. Tepelná energie bude vždy hledat něco chladnějšího. Dobrým příkladem je vložení teplé plechovky sody (piva) do chladiče ledu. Protože se tepelná energie vždy přesune do něčeho chladnějšího, tepelná energie v plechovce se přenese do ledu, čímž se plechovka ochladí. Chlad podle definice znamená nepřítomnost tepelné energie.
Jak automobilový chladicí systém využívá mechanismus přenosu tepla, aby udržoval váš motor chladný a vaše prcky v teple:
Vodní čerpadlo cirkuluje chladicí kapalinu přes chladicí systém. Vodní čerpadlo je poháněno stejnými hnacími řemeny příslušenství, které pohání alternátor, čerpadlo posilovače řízení a kompresor klimatizace. Tyto řemeny jsou poháněny řemenicí na přední straně klikového hřídele. Vodní čerpadlo využívá rotující oběžná kola k tlačení chladicí kapaliny skrz motor, chladič a jádro topení.
Chladicí kapalina proudí motorem přes vodní pláště. Vodní pláště jsou v celém motoru, ale jsou soustředěny většinou kolem spalovacích komor, protože zde vzniká teplo a kde je nejvyšší teplota.
Termostat řídí průtok chladicí kapaliny. Termostat je hlídačem chladicího systému. Používá pružinový talířový ventil, který se zavírá, když je motor studený, blokuje průtok chladicí kapaliny a obvykle se otevírá při teplotě chladicí kapaliny 185 – 195 stupňů, v závislosti na jmenovité hodnotě termostatu.
Když je termostat zavřený, brání průtoku chladicí kapaliny chladičem. Chladicí kapalina je vedena motorem pomocí průchozí hadice. To umožňuje, aby se chladicí kapalina zahřála, aniž by se chladicí účinky chladiče snažily ochladit. Motor a chladicí kapalina tak mohou dosáhnout provozní teploty.
Když dosáhne provozní teploty, termostat se otevře a nechá chladící kapalinu protékat chladičem. Termostat používá bimetalovou pružinu. To znamená, že pružina se skládá ze dvou samostatných kovů, které se různě smršťují a roztahují, když jsou vystaveny změnám teploty. Když horká chladicí kapalina ohřívá pružinu, oba kovy tahají proti sobě, což způsobí smrštění pružiny, což otevře talířový ventil, což umožňuje proudění chladicí kapaliny.
Jakmile chladicí kapalina protéká chladičem, pokračuje v cyklu zahřívání a ochlazování. Když chladicí kapalina prochází motorem, teplo přechází z horkého motoru do chladicí kapaliny. Tato extrémně horká chladicí kapalina je poté čerpána chladičem, kde se její tepelná energie přenáší do atmosféry a cyklus pokračuje.
Takže když chladicí kapalina protéká chladičem, tepelná energie z chladicí kapaliny jde do kovu v chladiči. Chladicí ventilátor fouká vzduch přes žebra chladiče a umožňuje tak tepelné energii z chladiče vstupovat do vzduchu, odkud odchází. Něco jako foukání na vaše hranolky, abyste je zchladili.
Chladicí ventilátory jsou poháněny řemenem nebo elektromotorem. Ventilátory poháněné řemenem jsou obvykle vybaveny odstředivou spojkou nebo termostatickou spojkou. Odstředivá spojka zpomaluje otáčky otáčejících se lopatek ventilátoru se zvyšujícími se otáčkami motoru tím, že umožňuje ventilátoru běžet na volnoběh, odpojený od točivého momentu motoru. To je založeno na předpokladu, že pokud jsou otáčky motoru vyšší, musí se vozidlo pohybovat po silnici. Když je vozidlo v pohybu, vzduch přirozeně proudí chladičem, takže potřebuje nižší otáčky ventilátoru. Snížení rychlosti ventilátoru snižuje zatížení motoru a zlepšuje spotřebu paliva.
Termostatická spojka má vestavěnou bimetalovou pružinu, která snižuje točivý moment lopatek ventilátoru, když je motor studený, a umožňuje jim volnoběh. Když se pružina zahřeje, umožňuje plný provoz lopatek ventilátoru. To také omezuje odpor ventilátoru, aby se zlepšila spotřeba paliva.
Elektrické chladicí ventilátory jsou aktivovány elektronickým řídicím modulem (ECM) pomocí vstupu ze snímače teploty chladicí kapaliny motoru. Když chladicí kapalina dosáhne předem stanovené vysoké teploty, ECM zapne ventilátor. ECM vypne ventilátor, když chladicí kapalina dosáhne předem stanovené nízké teploty.
Elektrické ventilátory jsou nejlepší, protože nezatěžují motor, což pomáhá šetřit palivo. Elektronické ovládání chladicího ventilátoru umožňuje ECM řídit teplotu chladicí kapaliny a udržovat její optimální teplotu. ECM také zapne chladicí ventilátor, když klimatizace běží. Kondenzátor klimatizace je umístěn před chladičem, takže je nezbytně nutné, aby chladič a kondenzátor neustále proudil vysokorychlostní vzduch, když je klimatizace v provozu.
Všechny automobilové chladicí systémy jsou utěsněny tlakovým uzávěrem. Protože teplo zvyšuje tlak, tlak v chladicím systému se začne zvyšovat, jakmile teplota stoupne. Netřeba dodávat, že pokud zapomenete zkontrolovat tento tlak, mohlo by to být katastrofální. Tlakové uzávěry odvětrávají chladicí systém při předem stanoveném tlaku. Většina uzávěrů je nastavena na tlak 15 liber na čtvereční palec (PSI). To znamená, že při 15 PSI uzávěr vypustí tlak do atmosféry. Tlakový uzávěr funguje na stejném principu jako termostat. Bimetalová pružina se stáhne, zvedne těsnění a umožní uniknout tlaku.
Tlakový uzávěr může být umístěn buď na radiátoru, nebo na plastové odplyňovací láhvi. Odplynovací láhev je nádrž, která je umístěna v motorovém prostoru výše než motor a chladič. Vzhledem k tomu, že vzduch přirozeně stoupá, když je zachycen v kapalině, veškerý vzduch v chladicím systému se dostane do odplyňovací láhve a je vytlačen ven z tlakového zachycení ventilací. Vzduch je škodlivý pro chladicí systém. Zachycený vzduch zastaví průtok chladicí kapaliny, což může způsobit přehřátí, nedostatek tepla v prostoru pro cestující nebo falešné údaje teploměru.
Systémy, které montují tlakový uzávěr na chladič, používají přepadovou nádrž. Vše, co tato nádrž dělá, je zachycování chladicí kapaliny, která by mohla uniknout při tlakovém odvětrání. Pokud by hladina chladicí kapaliny v chladiči poklesla v důsledku normálního odlivu a průtoku chladicího systému, chladicí kapalina bude nasávána z přepadové nádrže a zpět do chladiče.
Kromě toho, že váš motor zůstává chladný, váš chladicí systém pomáhá udržovat vás v teple. Teplo, které za chladného dne proudí do prostoru pro cestující, se přenáší z horké chladicí kapaliny do topného tělesa a poté do vzduchu, který je vháněn do vozu motorem ventilátoru.
Topné jádro je v podstatě mini radiátor. Chladicí kapalina proudí řadou úzkých trubek, které jsou spojeny tenkými vrstvami kovu, uspořádanými ve tvaru včelí plástve. Horké trubice ohřívají voštinu, která přenáší svou tepelnou energii do vzduchu, když je protlačována jádrem topení motorem ventilátoru. To je důvod, proč často slyšíte o špatném termostatu, který způsobuje stav bez tepla. Pokud je termostat zaseknutý otevřený, chladicí kapalina nemá možnost dosáhnout provozní teploty. Not hotcoolant znamená ne horké teplo.
Toto jsou základy toho, jak chladicí systém motoru zabraňuje samodestrukci motoru. Automobilové motory odvádějí opravdu dobrou práci při skrývání veškerého násilí, které se skutečně odehrává hluboko uvnitř spalovacího motoru, když běží. Teplo je vedlejším produktem všeho toho helteru a váš chladicí systém neustále bojuje o udržení tohoto tepla pod kontrolou.
