Ett fordons motorkylningssystem tjänar inte bara till att hålla motorn sval, utan också för att hålla dess temperatur tillräckligt varm för att säkerställa effektiv och ren drift.
Systemkomponenter inkluderar en kylare för att avleda värme, en fläkt eller fläktar för att säkerställa tillräckligt luftflöde för kylare, en termostatventil som öppnar när önskad driftstemperatur uppnås och en vattenpump (eller kylvätskepump) för att cirkulera kylvätska genom motorn, slangar och andra komponenter.
De flesta fordon använder nu en expansionstank som gör att kylvätskan expanderar och lämnar kylkretsen när den är varm och återvänder när bilen stängs av och motorn svalnar. Kylsystemet innehåller också delar av kabinens ventilationssystem, eftersom motorvärme används för att värma upp bilens interiör.
Nästan alla bilar använder flytande kylsystem för sina motorer. Ett typiskt kylsystem för bilar innefattar:
De flesta förbränningsmotorer är vätskekylda med antingen luft (en gasformig vätska) eller en flytande kylvätska som körs genom en värmeväxlare (radiator) kyld med luft. I kylmotorernas vattenkylningssystem är cylinderväggarna och topparna försedda med en mantel genom vilken kylvätskan kan cirkulera.
Ett kylsystem i en förbränningsmotor används för att hålla de olika motorkomponenterna vid temperaturer som bidrar till lång livslängd och korrekt funktion.
Ett kylsystem fungerar genom att en flytande kylvätska skickas genom passager i motorblocket och huvudena. När kylvätskan strömmar genom dessa passager, tar den upp värme från motorn. När vätskan har svalnat återgår den till motorn för att absorbera mer värme.
Egentligen finns det två typer av kylsystem på motorfordon:vätskekylda och luftkylda.
Luftkylda motorer finns på några äldre bilar, som den ursprungliga Volkswagen Beetle, Chevrolet Corvair och några andra. Många moderna motorcyklar använder fortfarande luftkylning, men för det mesta använder bilar och lastbilar vätskekylda system och det är vad den här artikeln kommer att koncentrera sig på.
Ett kylsystem fungerar genom att en flytande kylvätska skickas genom passager i motorblocket och huvudena. När kylvätskan strömmar genom dessa passager, tar den upp värme från motorn. Den uppvärmda vätskan tar sig sedan igenom en gummislang till kylaren i bilens front.
När den strömmar genom de tunna rören i kylaren kyls den varma vätskan av luftströmmen som kommer in i motorrummet från grillen framför bilen.
När vätskan har svalnat går den tillbaka till motorn för att absorbera mer värme. Vattenpumpen har till uppgift att hålla vätskan i rörelse genom detta system av rör och dolda passager.
Kylsystemets enda funktion är att reglera temperaturen vid vilken motorn arbetar. Om kylsystemet, eller någon del i det, skulle misslyckas skulle det resultera i att motorn överhettas, vilket kan leda till ett antal stora problem.
Överhettning kan göra att topppackningar blåser och till och med motorblock spricker om problemet är tillräckligt allvarligt. Följande är huvuddelarna i kylsystemet. Var alltid uppmärksam på tecken på fel på kylsystemet, som beskrivs nedan.
Huvudkomponenterna i kylsystemet är vattenpumpen, fryspluggar, termostaten, kylaren, kylfläktar, värmeelementet, trycklocket, överströmningstanken och slangarna.
Kylfläkten är placerad längst fram på fordonet och är utformad för att slås på när kylvätskan (vi pratar mer om detta om en minut) börjar bli för varm. Den stängs av när kylvätskan har sänkt temperaturen.
Kylaren är speciellt utformad för att ta bort värmen från kylvätskan genom att överföra den till luften som blåses genom kylaren av fläkten och inkommande luft från körningen. Radiatorer är benägna att läcka efter flera års användning.
Vattenpumpen är det som driver kylvätskan genom motorn. En trasig vattenpump kommer att hindra ditt kylsystem från att fungera, vilket resulterar i att motorn överhettas under körning.
Termostaten är det som styr driften av kylsystemet, speciellt att slå på och av fläkten.
En serie gummislangar ansluter kylaren till motorn där kylvätskan rinner igenom. Dessa slangar kan också börja läcka efter många års användning.
Brödet och smöret i kylsystemet är kylvätskan. Denna väldoftande, ljusgröna vätska strömmar genom passager i motorn och drar till sig värme från motorn. Den samlar upp värmen och överför den till utomhusluften inuti kylaren.
Kylsystemet fyller tre viktiga funktioner. Först tar det bort överskottsvärme från motorn; för det andra bibehåller den motorns driftstemperatur där den fungerar mest effektivt; och slutligen tar den upp motorn till rätt driftstemperatur så snabbt som möjligt.
Behovet av kylsystem i en IC-motor på grund av följande anledning:
Generellt finns det två typer av kylsystem, och dessa är:
Luftkylning är en metod för att avleda värme. Det fungerar genom att utöka ytan eller öka luftflödet över föremålet som ska kylas, eller både och. Tillägget av fenor till en kylfläns ökar dess totala yta, vilket resulterar i större kylningseffektivitet.
Ett exempel på det förra är att lägga till kylflänsar på föremålets yta, antingen genom att göra dem integrerade eller genom att fästa dem tätt mot föremålets yta (för att säkerställa effektiv värmeöverföring). I det senare fallet görs det genom att använda en fläkt som blåser luft in i eller på föremålet man vill kyla.
Det finns två typer av kylkuddar som används vid luftkylning, en är en bikaka och en annan är excelsior.
I alla fall måste luften vara kallare än föremålet eller ytan från vilken den förväntas ta bort värme. Detta beror på termodynamikens andra lag, som säger att värme endast kommer att förflyttas spontant från en varm reservoar (kylflänsen) till en kall reservoar (luften).
När du arbetar i en miljö med lägre lufttryck som hög höjd eller flygplanshytter, måste kylkapaciteten minskas jämfört med havsnivån.
En tumregelformel 1 – (h/17500) =reduktionsfaktor. Där h är höjden över havet i meter. Och resultatet är den faktor som ska multipliceras med kylkapaciteten i [W] för att få kylkapaciteten vid angiven höjd över havet.
Luftkylda motorer förlitar sig på cirkulation av luft direkt över värmeavledningsflänsar eller varma delar av motorn för att kyla dem för att hålla motorn inom driftstemperaturer. I alla förbränningsmotorer försvinner en stor andel av den alstrade värmen (cirka 44 %) genom avgaserna, inte genom metallfenorna på en luftkyld motor (12 %).
Cirka 8 % av värmeenergin överförs till oljan, som även om den främst är avsedd för smörjning, också spelar en roll för värmeavledning via en kylare. Luftkylda motorer används generellt i applikationer som inte skulle passa vätskekylning, eftersom sådana moderna luftkylda motorer används i motorcyklar, allmänflygplan, gräsklippare, generatorer, utombordsmotorer, pumpaggregat, sågbänkar och hjälpkraftaggregat.
Det här är några fördelar med att använda luftkylningssystem:
Air-Cooling Systems har också några nackdelar, och de är:
Exempel av luftkyld motor:
Den används i skotrar, motorcyklar och traktorer.
Denna typ är den vanligaste typen av system.
I ett vattenkylningssystem finns vattenmantel runt motorns cylinder eller foder. Det cirkulerande vattnet i dessa mantel absorberar värmen från cylinderytan och sedan kyls uppvärmt vatten av luften som passerar i radiatorn.
Vattenkylningssystemet består av vattenmantlar, vattenpump, kylare, termostatventil, fläkt, rem och remskiva, etc. Även om vatten är det vanligaste kylmedlet medan speciella kylmedel har bättre och önskade egenskaper som korrosionsfritt, högre kokpunkt, etc. finns också tillgängliga på marknaden och rekommenderas också för att erhålla och marinera högre motoreffektivitet.
Vattnet fås att cirkulera i vattenmanteln kontinuerligt med önskat tryck och hastighet med hjälp av en vattenpump som drivs av en rem. Vanligtvis är vattenpumpar av centrifugaltyp och består av vatteninlopp och utlopp med ett pumphjul som gör att vattnet kommer ut från pumpens utlopp med en centrifugalkraft.
Pumpinloppet är anslutet till kylaren i botten för att dra kylvätska/vatten från kylaren. När motorn är kyld förblir termostatventilen öppen och samma vatten/kylvätska cirkuleras genom vattenmanteln.
När vatten/kylvätska värms upp, öppnas termostatventilen för att få vatten att passera genom kylaren för att avleda värme genom att komma intakt med luften som passerar genom kylaren.
Kylaren är placerad framtill på traktorn/fordonet och den består av en vatten/kylvätsketank, rör och trycklock på röret. Detta trycklock används för att förhindra vattenavdunstning och öka trycket i kylsystemet.
Temperaturskillnaden mellan luften utanför och vattnet inuti radiatorn är hög och värmen avleds snabbare från vattnet till luften. Luften genereras med hjälp av fläkt och även av traktorns framåtrörelse.
I allmänhet fungerar motorn effektivt i temperaturintervallet 80 0 C till 90 0 C och det är alltid önskvärt att motortemperaturen ska nå denna temperatur så tidigt som möjligt under svala väderförhållanden och förbli inom detta temperaturområde endast under alltför varma väderförhållanden.
Termostaten är utformad för att bibehålla detta temperaturområde genom att reglera temperaturen på vatten/kylvätska som cirkulerar i vattenmanteln.
Det finns två typer av vattenkylningssystem.
Pumpen är inte monterad i detta system. Cirkulation av vatten sker på grund av skillnaden i densiteter mellan varmt och kallt vatten.
Men i dessa kylsystem är kylhastigheten låg. Numera är dess användning begränsad eftersom vi behöver hålla vattnet till en viss nivå. Den är enkel i konstruktionen och billig.
Termosyfonkylsystemen arbetar enligt principen om naturlig konvektion. Thermosyphon vattenkylningssystem bygger på det faktum att vatten blir lätt vid uppvärmning och,
Topp och botten av kylaren är anslutna till toppen och botten av cylinderns vattenmantel med hjälp av rör. Kylaren kyls genom att luft strömmar över den. Luftflödet uppnås genom fordonsrörelse eller en fläkt som tillhandahålls.
Det uppvärmda vattnet inuti cylinderns vattenmantel blir lätt och rör sig ut ur det övre anslutningsröret in i kylaren och går ner från den övre tanken till den nedre tanken och avvisar värme när den färdas.
Detta kylda vatten från den nedre tanken leds in i cylinderns vattenmantel och cirkuleras därför igen för processen.
Begränsningen med detta system är att denna kylning endast beror på temperaturen och är oberoende av motorns varvtal.
I detta kylsystem sker cirkulationen av vatten genom att tillhandahålla en centrifugalpump. På grund av denna pump är vattenflödet högre. Och pumpen drivs av en rem från en vevaxel.
Här kan radiatorn monteras var som helst som är lämplig för designern.
I detta system är kylvattenflödets riktning uppåt från cylinderhuvudet till kylarens översta tank, sedan ner genom kylarkärnan till bottentanken. Från bottentanken rör sig den genom den nedre kylarslangen till cylinderblockets vattenmantel med hjälp av vattenpumpen, som cirkulerar vattnet.
Vatten kommer in i motorn i mitten av pumpens inloppssida. Cirkulationspumpen drivs av en rem från vevaxeln. När motorvarvtalet ökar, ökar kylvätskeflödet.
Tryckprovning används för att kontrollera om det finns läckor i kylsystemet och för att testa kylarlocket. Lägg långsamt tryck på systemet upp till systemets räckvidd eller intervallet som visas på kylarlocket. Systemet bör hålla trycket i minst två minuter. Om inte, kontrollera efter läckor i systemet.
Trycktestet används för att kontrollera kylsystemet för läckor och för att kontrollera kylarlocket. Den vanligaste tryckprovningsanordningen är handpumpsanordningen med adaptrar för lock i olika storlekar och kylarens påfyllningshals.
En annan typ av trycktestare använder butiksluft ansluten till kylvätskeöverflödesslangen. En tredje typ har en adapter som ersätter kylarlocket och gör det möjligt att sätta in en tryck- eller temperatursensor. Butiksluft, eller helt enkelt trycket som genereras av kylvätskesystemet, kan användas för att mäta trycket och kontrollera läckor.
Det här är några fördelar med ett vattenkylningssystem:
Nackdelarna med vattenkylningssystem nämns nedan:
Exempel av vattenkyld motor:
Alla moderna motorer (bilar, bussar, lastbilar, etc.) använder idag denna typ av kylsystem.
Ett fordons motorkylningssystem tjänar inte bara till att hålla motorn sval, utan också för att hålla dess temperatur tillräckligt varm för att säkerställa effektiv och ren drift. Systemkomponenter inkluderar en kylare för att avleda värme, en fläkt eller fläktar för att säkerställa tillräckligt luftflöde för kylare, en termostatventil som öppnar när önskad driftstemperatur uppnås och en vattenpump (eller kylvätskepump) för att cirkulera kylvätska genom motorn, slangar och andra komponenter.
Det finns två typer av kylsystem:(i) Luftkylningssystem och (ii) Vattenkylningssystem. I denna typ av kylsystem utstrålas och leds värmen, som leds till de yttre delarna av motorn, bort av luftströmmen, som erhålls från atmosfären.
Ett typiskt kylsystem för bilar omfattar
Kylsystem ansvarar för att kyla bilens motor. Motorn i en bil som färdas i 50 mph kommer att producera cirka 4000 explosioner per minut. Detta orsakar en enorm mängd kondenserad värme i ett område. Kylsystemet tar denna värme och kyler den till en säker temperatur.
Kylsystemet har fyra primära funktioner enligt följande:Ta bort överskottsvärme från motorn, Bibehåll en konstant motordriftstemperatur, Öka temperaturen på en kall motor så snabbt som möjligt, Tillhandahålla ett sätt för värmarens drift (värma upp kupén).
Förbränningsmotorer kyls ofta genom att cirkulera en vätska som kallas motorkylvätska genom motorblocket och cylinderhuvudet där det värms upp, sedan genom en kylare där det förlorar värme till atmosfären och sedan återförs till motorn. Motorkylvätska är vanligtvis vattenbaserad, men kan också vara olja.
Motorolja för stora förbränningsmotorer är normalt SAE 40 mineralolja eller liknande. Motorolja som används i förbränningsmotorer kallas även motorolja eller smörjolja. Oljans egenskaper beskrivs i Oil as a Heat Transfer Fluid.
Förbränningsmotorer tar bort spillvärme genom kall insugningsluft, heta avgaser och explicit motorkylning. Alla värmemotorer behöver alltså kylning för att fungera. Kylning behövs också eftersom höga temperaturer skadar motormaterial och smörjmedel och blir ännu viktigare i varma klimat.
låg viskositet och densitet; kemisk neutralitet till byggmaterial; kemisk resistens och ofarlig; låg kostnad och tillgänglighet.
Motorn innehåller inre ihåliga strukturer som kallas vattenjackor. Kylvätskan strömmar in i motorn genom dessa och absorberar motorns värme. Den går sedan genom slangar till kylaren, där den svalnar. Därifrån går den tillbaka in i motorn, där den tränger ut varm kylvätska för att upprepa processen.
Kylaren arbetar förbi din kylvätska genom tunna metallflänsar, som gör att värmen kan strömma till luften utanför din bil mycket lättare. I huvudsak – en kylare kyler kylvätskan, som sedan kyler din motor.
Huvudkomponenterna i kylsystemet är vattenpumpen, fryspluggarna, termostaten, radiatorn, kylfläktarna, värmeelementet, trycklocket, överströmningstanken och slangarna.
I allmänhet har vatten en högre värmekapacitet än olja, men olja är ett bättre smörjmedel. Friktion från rörliga delar skapar värme så varje mängd friktionsminskning kommer att leda till en minskning av värmen. Vatten är ett sämre smörjmedel jämfört med olja och därför används olja där det finns tillräckligt med friktion.
Den heta motorn överför värme till oljan som sedan vanligtvis passerar genom en värmeväxlare, vanligtvis en typ av kylare som kallas en oljekylare. Den kylda oljan rinner tillbaka in i det varma föremålet för att kyla det kontinuerligt.
Kylsystem tar bort värme från motorn med hjälp av egenskaperna för värmeöverföring. Moderna bilar använder flytande kylsystem. Dessa använder en vätska som cirkulerar i motorn, som sedan pumpas ut ur motorn till en kylare, där värmen frigörs.
Kylvätska har högre värmekapacitet än vatten. Detta innebär att det kommer att krävas mer värmeenergi för att nå samma temperatur som vatten kan nå med mycket mindre energi. Komponenter i kylvätskan höjer också dess kokpunkt vilket gör det säkrare för drift i motorn.
Vatten är den vanligaste kylvätskan. Dess höga värmekapacitet och låga kostnad gör den till ett lämpligt värmeöverföringsmedium. Det används vanligtvis med tillsatser, som korrosionsinhibitorer och frostskyddsmedel.
Varning för kylvätsketemperatur:Denna varningslampa indikerar att din motor överhettas på grund av brist på kylvätska. Om den här lampan tänds, kör omedelbart och stäng av bilen.
Den kan absolut startas utan radiator. Du kommer inte att orsaka några skador så länge motorn inte överhettas. Om du inte kör den tillräckligt länge för att motorn ska bli för varm är det inget problem.
Motorer kan överhettas av många anledningar. I allmänhet beror det på att något är fel med kylsystemet och att värmen inte kan komma ut från motorrummet. Orsaken till problemet kan vara en kylsystemläcka, trasig kylarfläkt, trasig vattenpump eller igensatt kylvätskeslang.
