Sistema de refrigeração do motor, dispositivo e princípio de operação

Qualquer mecanismo gera alguma quantidade de calor durante a operação. Isso é especialmente perceptível no motor de combustão interna (ICE), que está longe de ser ideal em princípio, de modo que uma parte significativa da energia da queima do combustível precisa ser rapidamente despejada na atmosfera, evitando o superaquecimento. Mas alguns outros componentes do carro também precisam de um dissipador de calor, muitas vezes tudo isso serve para um único circuito com refrigerante. Dificuldades adicionais surgem da necessidade de manter a temperatura de operação em uma faixa estreita, onde todos os sistemas podem operar no modo normal ideal.

Várias formas de unidades de refrigeração

Em última análise, a energia térmica vai para o meio ambiente, ou seja, para a atmosfera. Mas desta forma é possível o aparecimento de transportadores de calor intermediários, o que proporciona comodidade na organização do processo. Assim, existem três construções possíveis do sistema de refrigeração.

1. É possível soprar diretamente as partes aquecidas com ar externo. Para isso, são feitas aletas nas partes carregadas de calor do motor, o que aumenta a área de troca de calor, e todo o motor é soprado naturalmente pela pressão de alta velocidade em movimento, ou pela força, um potente ventilador, geralmente com um acionamento por correia da polia do virabrequim. O método não é o melhor, pois as peças ficam sujas, a saída se deteriora e a manutenção precisa da temperatura é muito difícil. Normalmente, o resfriamento a ar é combinado com o resfriamento a óleo, para o qual é fornecido um radiador apropriado.
2. Mais perfeito é o método usando um refrigerante adicional, na maioria das vezes é uma solução anticongelante de etilenoglicol em água - anticongelante. O refrigerante (refrigerante) circula continuamente entre as superfícies de resfriamento e o radiador externo, que é fornecido por uma bomba de água (bomba). O movimento natural também é possível, mas isso é obsoleto e não é usado.
3. Em casos justificados, ambos os métodos são usados, podemos falar em resfriamento híbrido. Isso nem sempre é lógico, porque se houver volumes termostáticos, é melhor usá-los. Por exemplo, o óleo no cárter é bombeado através de trocadores de calor, onde despeja o excesso de energia no circuito principal com anticongelante. Embora em motores não muito carregados, as aletas em um cárter de liga leve são suficientes.

Os sistemas de refrigeração líquida mais utilizados são selados, ou seja, fechados. Isso é benéfico em termos de elevar a temperatura do refrigerante acima do ponto de ebulição, que aumenta com o aumento da pressão e torna a transferência de calor mais intensa.

Composição e função de um sistema de refrigeração líquida típico

Todos os equipamentos consistem nas principais unidades funcionais e peças:

• cavidades e canais feitos no metal do cabeçote e bloco de cilindros formando uma camisa de resfriamento;
• o radiador principal, onde o fluxo de ar é direcionado de fora e o anticongelante é bombeado por dentro;
• uma bomba de água que fornece circulação em determinados volumes;
• um termostato que trabalha para manter a temperatura do motor no nível calculado, redistribuindo os fluxos de fluido entre um circuito pequeno, da saída da bomba até a entrada pelas camisas, e um grande, incluindo o radiador principal;
• um ventilador para fluxo de ar forçado do radiador, que liga quando a intensidade do fluxo que se aproxima não é suficiente ou está ausente;
• componentes adicionais, tanque de expansão, radiador do aquecedor interno, sensores, válvulas e equipamentos eletrônicos.

Enquanto o motor está aquecendo até a temperatura de operação, a circulação passa por um pequeno circuito, após o qual as válvulas do termostato se abrem levemente e parte do líquido entra no radiador, diminuindo o excesso de temperatura. Sob carga pesada, quando o fluxo de calor é máximo, todo o volume de anticongelante é bombeado através do radiador.

Se a temperatura continuar a subir neste modo, o fluxo de ar forçado das células do radiador com um ventilador adicional é conectado. Ele é capaz de trabalhar com intensidades diferentes, até a potência máxima. E somente se isso não ajudar, a pressão no sistema atinge um valor crítico, a válvula de descarga de emergência se abre no plugue do radiador ou tanque de expansão, o anticongelante ferve instantaneamente e é jogado fora. Nesta fase, apenas o motorista pode salvar o motor desligando rapidamente o motor e iniciando os reparos. Caso contrário, o motor sobreaquece irreversivelmente, entala ou deforma.O sistema está equipado com um indicador de temperatura do líquido de arrefecimento, seta, luz vermelha digital ou comum. O condutor deve prestar a devida atenção a este parâmetro, especialmente em condições pesadas, com calor ou com carga máxima.

O design do radiador e do tanque de expansão

Para uma troca de calor eficiente com o ar, o núcleo do radiador é feito na forma de tubos redondos finos ou outros tubos conectados por nervuras adicionais feitas de metal com boa condutividade térmica, cobre ou alumínio. Tudo isso forma uma estrutura alveolar, limitada por dois tanques, por onde o anticongelante é descarregado e fornecido aos favos.

Às vezes, o radiador de resfriamento principal é combinado com um condensador de sistema de óleo ou clima. Neste último caso, muitas vezes é instalado outro ventilador, que é constantemente ligado no modo de resfriamento interno.

Quando o anticongelante é aquecido, seu volume aumenta, o tanque de expansão é chamado para compensar isso. É translúcido para controle visual do nível de líquido, cujo vazamento é inaceitável. O bujão de enchimento está equipado com a válvula de alívio de pressão de emergência mencionada acima. Os dados de calibração da mola da válvula são individuais para cada motor, assim como a temperatura de operação.

Bomba e termostato

A manutenção da temperatura e uniformidade do aquecimento do motor depende da condição desses dispositivos. O fluido deve se mover em alta velocidade, transportando quantidades significativas de calor. Portanto, o impulsor da bomba de água é cuidadosamente calculado e instalado na carcaça com uma folga precisa. Seu valor é suportado pelo rolamento no qual o eixo do rotor gira, as folgas nele são inaceitáveis.

A aparência de folga leva a um mau funcionamento da vedação da bomba. As condições de sua vida não são fáceis, ele segura um líquido quente e fluido sob alta pressão. O desgaste da caixa de gaxeta ou o movimento anormal das bordas de trabalho levam a vazamentos, quedas de pressão e entrada de anticongelante nas partes de acionamento das unidades.

O termostato consiste em duas válvulas controladas por um cilindro corrugado com uma substância especial dentro. Ele se expande muito quando aquecido, movendo as hastes das válvulas. Quando um deles abre um contorno grande, o segundo se sobrepõe a um pequeno e vice-versa. Isso controla a temperatura do motor.

O controle do ventilador é controlado por sensores de temperatura. Nos motores antigos, um deles era instalado no tanque do radiador e, quando a temperatura subia, fornecia energia através do relé para o relé do motor elétrico do rotor. Os motores modernos contêm uma unidade de controle comum com um único sensor na cabeça da unidade. Após ultrapassar um determinado limite, a unidade envia um comando ao relé do ventilador. Se houver uma interrupção no circuito deste sensor analógico, o ventilador funciona continuamente e um erro de controle é exibido no painel.

Manutenção e reparo do sistema

O trabalho planejado consiste na substituição de rotina oportuna de anticongelante. Contém em sua composição inúmeros aditivos anticorrosivos, antiespumantes, lubrificantes e outros que são desenvolvidos ao longo do tempo. A corrosão dentro do sistema é inaceitável, portanto, o fluido deve ser trocado regularmente. Os anticongelantes mais simples duram cerca de dois anos, os mais modernos - até cinco. A falta das datas de substituição leva a uma deterioração irreversível na transferência de calor dentro das camisas do motor.

As falhas são mais frequentemente associadas a vazamentos e queda no nível do líquido no tanque. Isso requer monitoramento constante. Se for detectado vazamento de fluido, o sistema deve ser pressurizado, ou seja, aplicar um excesso de pressão nele e determinar visualmente o local do vazamento. A pressão deve ser baixa para não deformar a estrutura fina dos radiadores.

O uso de água em vez de anticongelante é inaceitável; a corrosão de peças feitas de metais ferrosos e não ferrosos começará imediatamente. Depois disso, o motor não poderá mais funcionar normalmente. Em casos extremos, você pode adicionar temporariamente uma pequena quantidade de água destilada, depois fazer reparos, lavar o sistema e preencher anticongelante fresco com a tolerância exatamente recomendada para este motor. Projetos diferentes implicam uma composição diferente de aditivos na composição do refrigerante.