Så fungerar ett motorkylsystem

En bilmotor producerar mycket värme när den är igång och måste kylas kontinuerligt för att undvika motorskador.

I allmänhet görs detta genom att cirkulera kylvätska, vanligtvis vatten blandat med en frostskyddslösning, genom speciella kylkanaler. Vissa motorer kyls av luft som strömmar över flänsförsedda cylinderhus.

Hur kylvätskan cirkulerar

Ett vattenkylt kylsystem

Ett vattenkylt motorblock och cylinderhuvud har sammankopplade kylvätskekanaler genom dem. På toppen av cylinderhuvudet konvergerar alla kanaler till ett enda utlopp.

En pump, som drivs av en remskiva och rem från vevaxeln, driver varm kylvätska ur motorn till kylaren, som är en form av värmeväxlare.

Oönskad värme leds från kylaren in i luftströmmen, och den kylda vätskan återgår sedan till ett inlopp i botten av blocket och strömmar tillbaka in i kanalerna igen.

Vanligtvis skickar pumpen kylvätska upp genom motorn och ner genom kylaren, och drar fördel av det faktum att hett vatten expanderar, blir lättare och stiger över kallt vatten vid uppvärmning. Dess naturliga tendens är att strömma uppåt, och pumpen hjälper cirkulationen.

Kylaren är kopplad till motorn med gummislangar och har en topp- och bottentank förbundna med en kärna, en rad av många fina rör.

Rören passerar genom hål i en stapel av tunna plåtfenor, så att kärnan har en mycket stor yta och snabbt kan förlora värme till den kallare luften som passerar genom den.

På äldre bilar löper rören vertikalt, men moderna bilar med låg front har tvärflödesradiatorer med rör som går från sida till sida.

I en motor vid sin ordinarie arbetstemperatur ligger kylvätskan bara strax under normal kokpunkt.

Risken för kokning undviks genom att öka trycket i systemet, vilket höjer kokpunkten.

Det extra trycket begränsas av kylarlocket, som har en tryckventil i sig. För högt tryck öppnar ventilen och kylvätska strömmar ut genom ett överflödesrör.

I ett kylsystem av denna typ sker en kontinuerlig liten förlust av kylvätska om motorn går mycket varm. Systemet behöver fyllas på då och då.

Senare bilar har ett tätat system där eventuellt spill går in i en expansionstank, från vilken det sugs tillbaka in i motorn när den återstående vätskan svalnar.

Hur fläkten hjälper

Kylaren behöver ett konstant luftflöde genom kärnan för att kyla den tillräckligt. När bilen är i rörelse händer detta ändå; men när den står stilla används en fläkt för att hjälpa luftflödet.

Fläkten kan drivas av motorn, men om inte motorn arbetar hårt behövs den inte alltid medan bilen är i rörelse, så energin som används för att köra den slösar bränsle.

För att övervinna detta har vissa bilar en viskös koppling en vätskekoppling som drivs av en temperaturkänslig ventil som kopplar bort fläkten tills kylvätsketemperaturen når ett börvärde.

Andra bilar har en elektrisk fläkt, som också slås på och av med en temperatursensor.

För att motorn ska värmas upp snabbt stängs kylaren av en termostat, vanligtvis placerad ovanför pumpen. Termostaten har en ventil som drivs av en kammare fylld med vax.

När motorn värms upp smälter vaxet, expanderar och öppnar ventilen, vilket låter kylvätska strömma genom kylaren.

När motorn stannar och svalnar stänger ventilen igen.

Vatten expanderar när det fryser, och om vattnet i en motor fryser kan det spränga blocket eller kylaren. Så frostskyddsmedel tillsätts vanligtvis etylenglykol till vattnet för att sänka dess fryspunkt till en säker nivå.

Frostskyddsmedel bör inte dräneras varje sommar; den kan normalt ligga kvar i två eller tre år.

Luftkylda motorkylsystem

I en luftkyld motor är blocket och cylinderhuvudet gjorda med djupa fenor på utsidan.

Luftkylning genom fenor

Vattenventilvärmesystem

Ofta går en kanal runt fenorna, och en motordriven fläkt blåser luft genom kanalen för att ta bort värme från fenorna.

En temperaturkänslig ventil styr mängden luft som skjuts runt av fläkten och håller temperaturen konstant även kalla dagar.

Kylning av oljan