Sistema di raffreddamento del motore dell'auto: dispositivo e principio di funzionamento

2024 Autore: Erin Ralphs | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-19 17:05

Il sistema di raffreddamento del motore dell'auto è progettato per proteggere l'unità di lavoro dal surriscaldamento e quindi controlla le prestazioni dell'intero blocco motore. Il raffreddamento è la funzione più importante nel funzionamento di un motore a combustione interna.

Le conseguenze di un malfunzionamento nel raffreddamento del motore a combustione interna possono essere fatali per l'unità stessa, fino al completo cedimento del blocco cilindri. I nodi danneggiati potrebbero non essere più soggetti a lavori di ripristino, la loro manutenibilità sarà pari a zero. È necessario trattare l'operazione con ogni cura e responsabilità ed effettuare il lavaggio periodico dell'impianto di raffreddamento del motore.

Controllando il sistema di raffreddamento, il proprietario dell'auto si prende direttamente cura della "salute del cuore" del suo "cavallo" di ferro.

Appuntamento del sistema di raffreddamento

La temperatura nel blocco cilindri quando l'unità è in funzione può salire a 1900 ℃. Di questo volume di calore, solo una parte è utile e viene utilizzata nelle modalità operative richieste. Il resto viene eliminato dal sistema di raffreddamento.vano motore. L'aumento del regime di temperatura al di sopra della norma è irto di conseguenze negative che portano alla combustione dei lubrificanti, alla violazione dei giochi tecnici tra alcune parti, in particolare nel gruppo pistone, che comporterà una diminuzione della loro durata. Il surriscaldamento del motore, a seguito di un malfunzionamento del sistema di raffreddamento del motore, è uno dei motivi della detonazione della miscela combustibile fornita alla camera di combustione.

Anche il raffreddamento eccessivo del motore è indesiderabile. In un'unità "fredda" si verifica una perdita di potenza, la densità dell'olio aumenta, il che aumenta l'attrito dei componenti non lubrificati. La miscela combustibile di lavoro condensa parzialmente, privando così le pareti del cilindro di lubrificazione. Tuttavia, la superficie della parete del cilindro subisce un processo di corrosione dovuto alla formazione di depositi di zolfo.

Il sistema di raffreddamento del motore è progettato per stabilizzare le condizioni termiche necessarie per il normale funzionamento del motore del veicolo.

Tipi di sistema di raffreddamento

Il sistema di raffreddamento del motore è classificato in base al metodo di dissipazione del calore:

• raffreddamento con liquidi di tipo chiuso;
• tipo aperto raffreddato ad aria;
• sistema di dissipazione del calore combinato (ibrido).

Attualmente, il raffreddamento ad aria nelle auto è estremamente raro. Il liquido può essere di tipo aperto. In tali sistemi, il calore viene rimosso attraverso il tubo del vapore nell'ambiente. Il sistema chiuso è isolato dall'esternoatmosfera. Pertanto, la pressione nel sistema di raffreddamento di questo tipo di motore è molto più alta. Ad alta pressione, la soglia di ebollizione dell'elemento di raffreddamento aumenta. La temperatura del refrigerante in un sistema chiuso può raggiungere i 120℃.

Raffreddamento ad aria

Il raffreddamento ad aria forzata naturale è il modo più semplice per rimuovere il calore. I motori con questo tipo di raffreddamento emettono calore nell'ambiente tramite alette del radiatore poste sulla superficie dell'unità. Un tale sistema ha un'enorme mancanza di funzionalità. Il fatto è che questo metodo dipende direttamente dal piccolo calore specifico dell'aria. Inoltre, ci sono problemi con l'uniformità della rimozione del calore dal motore.

Tali sfumature impediscono l'installazione di un'unità efficiente e compatta allo stesso tempo. Nel sistema di raffreddamento del motore, l'aria viene fornita in modo non uniforme a tutte le parti, quindi è necessario evitare la possibilità di surriscaldamento locale. Seguendo le caratteristiche progettuali, le alette di raffreddamento sono montate nei punti del motore dove le masse d'aria sono meno attive, a causa delle proprietà aerodinamiche. Le parti del motore più suscettibili al calore sono poste verso le masse d'aria, mentre le sezioni "più fredde" sono poste nella parte posteriore.

Raffreddamento ad aria forzata

I motori con questo tipo di dissipazione del calore sono dotati di ventola e alette di raffreddamento. Un tale insieme di unità strutturali consente di forzare artificialmente l'aria nel sistema di raffreddamento del motorealette di raffreddamento. Sopra la ventola e le alette è installato un involucro protettivo, che partecipa alla direzione delle masse d'aria per il raffreddamento e impedisce al calore di entrare dall'esterno.

Gli aspetti positivi di questo tipo di raffreddamento sono la semplicità delle caratteristiche costruttive, il peso ridotto, l'assenza di unità di alimentazione e circolazione del refrigerante. Gli svantaggi sono l'elevata rumorosità del sistema e l'ingombro del dispositivo. Inoltre, nel raffreddamento ad aria forzata, il problema del surriscaldamento locale dell'unità e del flusso d'aria diffuso non è stato risolto, nonostante gli involucri installati.

Questo tipo di avviso di surriscaldamento del motore è stato utilizzato attivamente fino agli anni '70. Il funzionamento del sistema di raffreddamento del motore del tipo ad aria forzata è stato popolare sui veicoli di piccole dimensioni.

Raffreddamento con liquidi

Il sistema di raffreddamento a liquido è di gran lunga il più diffuso e diffuso. Il processo di rimozione del calore avviene con l'ausilio di un liquido refrigerante che circola attraverso gli elementi principali del motore attraverso apposite linee chiuse. Il sistema ibrido combina elementi di raffreddamento ad aria contemporaneamente a liquido. Il liquido viene raffreddato in un radiatore con alette e ventola con involucro. Inoltre, un tale radiatore viene raffreddato dalle masse d'aria di alimentazione quando il veicolo è in movimento.

Il sistema di raffreddamento a liquido del motore produce un livello minimo di rumore durante il funzionamento. Questo tipo raccoglie il calore ovunque e lo rimuove dal motore con altaefficienza.

Secondo il metodo di movimentazione del refrigerante liquido, i sistemi sono classificati:

• circolazione forzata - il movimento del fluido avviene con l'ausilio di una pompa che fa parte del motore e del sistema di raffreddamento stesso;
• circolazione termosifone - il movimento avviene per la differenza di densità del refrigerante riscaldato e raffreddato;
• metodo combinato - la circolazione dei fluidi agisce simultaneamente nei primi due modi.

Dispositivo del sistema di raffreddamento del motore

Il design del raffreddamento a liquido ha la stessa struttura e gli stessi elementi sia per i motori a benzina che per quelli diesel. Il sistema è composto da:

• blocco radiatore;
• raffreddatore olio;
• ventola, copertura installata;
• pompe (pompa con forza centrifuga);
• serbatoio per espansione fluido riscaldato e controllo livello;
• Termostato di circolazione del refrigerante.

Durante il lavaggio del sistema di raffreddamento del motore, tutti questi nodi (tranne la ventola) vengono interessati per un ulteriore lavoro più efficiente.

Il refrigerante circola attraverso le linee all'interno del blocco. La totalità di tali passaggi è chiamata "camicia di raffreddamento". Copre le zone più soggette al calore del motore. Il refrigerante, muovendosi lungo di esso, assorbe calore e lo trasporta al blocco radiatore. Raffreddandosi, ripete il cerchio.

Funzionamento del sistema

Uno degli elementi principali nel dispositivo del sistema di raffreddamentoil motore è considerato un radiatore. Il suo compito è raffreddare il refrigerante. È costituito da una cassa del radiatore, all'interno della quale sono posati i tubi per il movimento del fluido. Il liquido di raffreddamento entra nel radiatore attraverso il tubo inferiore ed esce attraverso quello superiore, che è montato nel serbatoio superiore. Sopra il serbatoio c'è un collo, chiuso con un coperchio con una valvola speciale. Quando la pressione nel sistema di raffreddamento del motore aumenta, la valvola si apre leggermente e il liquido entra nel vaso di espansione, fissato separatamente nel vano motore.

Sempre sul radiatore è presente un sensore di temperatura che segnala al guidatore il massimo riscaldamento del liquido attraverso un dispositivo installato in cabina sul pannello informativo. Nella maggior parte dei casi, al radiatore è collegata una ventola (a volte due) con un involucro. La ventola si attiva automaticamente quando viene raggiunta la temperatura critica del liquido di raffreddamento, oppure funziona forzatamente dall'azionamento con una pompa.

La pompa assicura una circolazione costante del liquido di raffreddamento in tutto il sistema. La pompa riceve energia di rotazione per mezzo di una trasmissione a cinghia dalla puleggia dell'albero motore.

Il termostato controlla il cerchio grande e piccolo della circolazione del refrigerante. Quando il motore viene avviato per la prima volta, il termostato fa circolare il fluido in un piccolo cerchio in modo che l'unità motore si scaldi più rapidamente alla temperatura di esercizio. Dopodiché, il termostato apre un ampio cerchio del sistema di raffreddamento del motore.

Antigelo o acqua

Come liquido di raffreddamento viene utilizzata acqua o antigelo. I proprietari di auto moderne sono diventati sempre piùapplicare quest'ultimo. L'acqua si congela a temperature inferiori allo zero ed è un catalizzatore nei processi di corrosione, che influiscono negativamente sul sistema. L'unico vantaggio è l'elevata dissipazione del calore e, forse, la disponibilità.

L'antigelo non gela a freddo, previene la corrosione, previene i depositi di zolfo nell'impianto di raffreddamento del motore. Ma ha un trasferimento di calore inferiore, che influisce negativamente sulla stagione calda.

Difetti

Le conseguenze di un guasto al raffreddamento sono il surriscaldamento o l'ipotermia del motore. Il surriscaldamento può essere causato da liquido insufficiente nel sistema, pompa instabile o funzionamento del ventilatore. Inoltre, il termostato non funziona correttamente quando dovrebbe aprire un ampio cerchio di raffreddamento.

I guasti all'impianto di raffreddamento del motore possono essere causati da una grave contaminazione del radiatore, sbavature delle tubazioni, scarse prestazioni del tappo del radiatore, vaso di espansione o antigelo di bassa qualità.