Sistem pendingin mesin, perangkat dan prinsip operasi

Mekanisme apa pun menghasilkan sejumlah panas selama operasi. Ini terutama terlihat pada mesin pembakaran internal (ICE), yang pada prinsipnya jauh dari ideal, sehingga sebagian besar energi pembakaran bahan bakar harus segera dibuang ke atmosfer, menghindari panas berlebih. Tetapi beberapa komponen mobil lainnya juga membutuhkan heat sink, seringkali semua ini melayani satu sirkuit dengan pendingin. Kesulitan tambahan muncul dari kebutuhan untuk mempertahankan suhu operasi dalam kisaran yang sempit, di mana semua sistem dapat beroperasi dalam mode normal yang optimal.

Berbagai cara unit pendingin

Pada akhirnya, energi panas masuk ke lingkungan, yaitu ke atmosfer. Tetapi dengan cara ini, penampilan pembawa panas menengah dimungkinkan, yang memberikan kemudahan dalam mengatur proses. Oleh karena itu, ada tiga kemungkinan konstruksi sistem pendingin.

1. Dimungkinkan untuk langsung meniup bagian yang dipanaskan dengan udara tempel. Untuk melakukan ini, sirip dibuat pada bagian mesin yang memuat panas, yang meningkatkan area pertukaran panas, dan seluruh motor dihembuskan secara alami oleh tekanan kecepatan tinggi dalam gerakan, atau dengan paksa, kipas yang kuat, biasanya dengan penggerak sabuk dari katrol poros engkol. Metode ini bukan yang terbaik, karena bagian menjadi kotor, outlet memburuk, dan pemeliharaan suhu yang akurat sangat sulit. Biasanya, pendinginan udara dikombinasikan dengan pendinginan oli, yang menyediakan radiator yang sesuai.
2. Lebih sempurna adalah metode menggunakan pendingin tambahan, paling sering itu adalah larutan antibeku etilen glikol dalam air - antibeku. Pendingin (coolant) bersirkulasi terus menerus antara permukaan pendingin dan radiator eksternal, yang disediakan oleh pompa air (pompa). Gerakan alami juga dimungkinkan, tetapi ini sudah usang dan tidak digunakan.
3. Dalam kasus yang dibenarkan, kedua metode digunakan, kita dapat berbicara tentang pendinginan hibrida. Ini tidak selalu logis, karena jika ada volume termostatik, lebih baik menggunakannya. Misalnya, oli di bak mesin dipompa melalui penukar panas, di mana ia membuang energi berlebih ke sirkuit utama dengan antibeku. Meskipun pada motor yang tidak terlalu banyak beban, sirip pada bak mesin paduan ringan sudah cukup.

Sistem pendingin cair yang paling umum digunakan disegel, yaitu tertutup. Ini bermanfaat dari sudut pandang menaikkan suhu pendingin di atas titik didih, yang naik dengan meningkatnya tekanan dan membuat perpindahan panas lebih intens.

Komposisi dan fungsi sistem pendingin cair biasa

Semua peralatan terdiri dari unit dan bagian fungsional utama:

• rongga dan saluran dibuat di logam kepala dan blok silinder membentuk jaket pendingin;
• radiator utama, di mana aliran udara diarahkan dari luar, dan antibeku dipompa dari dalam;
• pompa air yang menyediakan sirkulasi dalam volume tertentu;
• termostat yang berfungsi untuk menjaga suhu mesin pada tingkat yang dihitung, mendistribusikan kembali aliran fluida antara sirkuit kecil, dari keluaran pompa ke saluran masuk melalui kemeja, dan yang besar, termasuk radiator utama;
• kipas untuk aliran udara paksa radiator, yang menyala ketika intensitas aliran yang datang tidak cukup, atau tidak ada;
• komponen tambahan, tangki ekspansi, radiator pemanas interior, sensor, katup dan peralatan elektronik.

Saat mesin memanas hingga suhu operasi, sirkulasi melewati sirkuit kecil, setelah itu katup termostat terbuka sedikit, dan sebagian cairan memasuki radiator, menurunkan suhu berlebih. Di bawah beban berat, ketika aliran panas maksimum, seluruh volume antibeku dipompa melalui radiator.

Jika suhu terus meningkat dalam mode ini, aliran udara paksa sel radiator dengan kipas tambahan terhubung. Ia mampu bekerja dengan intensitas berbeda, hingga tenaga maksimal. Dan hanya jika ini tidak membantu, tekanan dalam sistem mencapai nilai kritis, katup pelepasan darurat terbuka di steker radiator atau tangki ekspansi, antibeku langsung mendidih dan dibuang. Pada tahap ini, hanya pengemudi yang dapat menyelamatkan mesin dengan mematikan mesin dengan cepat dan memulai perbaikan. Jika tidak, mesin menjadi terlalu panas, terjepit atau berubah bentuk.Sistem ini dilengkapi dengan indikator suhu cairan pendingin, panah, lampu merah digital atau biasa. Pengemudi harus cukup memperhatikan parameter ini, terutama dalam kondisi berat, panas, atau beban maksimum.

Desain radiator dan tangki ekspansi

Untuk pertukaran panas yang efisien dengan udara, inti radiator dibuat dalam bentuk bulat tipis atau tabung lain yang dihubungkan oleh rusuk tambahan yang terbuat dari logam dengan konduktivitas termal yang baik, tembaga atau aluminium. Semua ini membentuk struktur sarang lebah, dibatasi oleh dua tangki, di mana antibeku dibuang dan dipasok ke sarang lebah.

Terkadang radiator pendingin utama dikombinasikan dengan kondensor sistem oli atau iklim. Dalam kasus terakhir, kipas lain sering dipasang, yang terus-menerus dihidupkan dalam mode pendinginan interior.

Ketika antibeku dipanaskan, volumenya meningkat, tangki ekspansi dipanggil untuk mengimbangi ini. Ini tembus pandang untuk kontrol visual tingkat cairan, yang kebocorannya tidak dapat diterima. Steker pengisi dilengkapi dengan katup pelepas tekanan darurat yang disebutkan di atas. Data kalibrasi pegas katup bersifat individual untuk setiap motor, seperti halnya suhu pengoperasian.

Pompa dan termostat

Mempertahankan suhu dan keseragaman pemanasan mesin tergantung pada kondisi perangkat ini. Cairan harus bergerak dengan kecepatan tinggi, membawa sejumlah besar panas. Oleh karena itu, impeller pompa air dihitung dengan hati-hati dan dipasang di rumah dengan celah yang akurat. Nilainya didukung oleh bantalan di mana poros impeller berputar, serangan balik di dalamnya tidak dapat diterima.

Munculnya permainan menyebabkan kerusakan segel pompa. Kondisi hidupnya tidak mudah, ia memegang cairan panas dan cair di bawah tekanan tinggi. Keausan kotak isian atau gerakan abnormal dari tepi kerja menyebabkan kebocoran, penurunan tekanan, dan masuknya antibeku pada bagian penggerak unit.

Termostat terdiri dari dua katup yang dikendalikan oleh silinder bergelombang dengan zat khusus di dalamnya. Ini sangat mengembang saat dipanaskan, menggerakkan batang katup. Ketika salah satu dari mereka membuka kontur besar, yang kedua tumpang tindih dengan yang kecil dan sebaliknya. Ini mengontrol suhu mesin.

Kontrol kipas dikendalikan oleh sensor suhu. Pada motor tua, salah satunya dipasang di tangki radiator dan ketika suhu naik, itu memasok daya melalui relai ke relai motor listrik impeller. Mesin modern berisi unit kontrol umum dengan satu sensor di kepala unit. Setelah melebihi ambang batas tertentu, unit mengirimkan perintah ke relai kipas. Jika ada bukaan di sirkuit sensor analog ini, kipas akan terus bekerja, dan kesalahan kontrol ditampilkan di panel.

Pemeliharaan dan perbaikan sistem

Pekerjaan yang direncanakan terdiri dari penggantian antibeku rutin tepat waktu. Ini mengandung dalam komposisinya banyak anti-korosi, anti-busa, pelumas dan aditif lainnya yang dikembangkan dari waktu ke waktu. Korosi di dalam sistem tidak dapat diterima, sehingga cairan harus diganti secara teratur. Antibeku paling sederhana bertahan sekitar dua tahun, yang lebih modern - hingga lima tahun. Hilangnya tanggal penggantian menyebabkan kerusakan permanen dalam perpindahan panas di dalam jaket mesin.

Kerusakan paling sering dikaitkan dengan kebocoran dan penurunan level cairan di dalam tangki. Ini membutuhkan pemantauan terus-menerus. Jika kebocoran cairan terdeteksi, sistem harus diberi tekanan, yaitu, menerapkan beberapa tekanan berlebih padanya dan secara visual menentukan tempat kebocoran. Tekanan harus rendah agar tidak merusak struktur halus radiator.

Penggunaan air sebagai pengganti antibeku tidak dapat diterima; korosi pada bagian yang terbuat dari logam besi dan non-besi akan segera dimulai. Setelah itu, mesin tidak akan bisa bekerja secara normal lagi. Dalam kasus ekstrim, Anda dapat menambahkan sedikit air suling untuk sementara, kemudian melakukan perbaikan, menyiram sistem dan mengisi antibeku baru dengan toleransi yang direkomendasikan untuk mesin ini. Desain yang berbeda menyiratkan komposisi aditif yang berbeda dalam komposisi cairan pendingin.