Файл за управление на температурата на двигателя
Управлението на температурата на двигателя се превърна, чрез развитието на стандартите за замърсяване, в основната област на развитие в дизайна на двигателя. Сега охлаждането на двигателя е оптимизирано, за да контролира по-добре температурата в различните зони на двигателя, като същевременно ограничава неговата консумация на енергия.
Роля на охлаждащата система на двигателя
Функцията на охладителната верига е да поддържа различните вътрешни компоненти на двигателя (цилиндри, цилиндрова глава и др.) И, ако е необходимо, периферните елементи (турбокомпресора например) в тяхната идеална работна температура.
Ако температурата на двигателя е твърде висока, газовете вътре в цилиндъра са по-горещи: следователно в цилиндъра има по-малко газ и рисковете от самозапалване (и почукване) са по-високи. От друга страна, тъй като компонентите се деформират повече, съществува значителен риск от счупване.
Напротив, ако двигателят е студен, триенето обикновено е по-голямо между буталото и втулката на цилиндъра и изгарянето е непълно, което генерира значително по-големи емисии на замърсители.
Първоначално двигателите са били по-скоро с въздушно охлаждане (Porsche използва това решение по-специално до 1997 г. на 911). Отказът от въздушно охлаждане обаче се наложи поради промени в стандартите за шум и контрол на замърсяването. Сега двигателите са по-скоро с водно охлаждане.
Всъщност, ако въздушното охлаждане на двигателя е технически по-просто (по-малко компоненти), охлаждането на компонентите на двигателя обикновено е по-слабо контролирано. Двигателят с въздушно охлаждане е лесно разпознаваем по многобройните си перки, които служат за максимизиране на обменната повърхност между горещите елементи и въздуха.
Обща операция
Контролът на температурата на двигателя включва циркулация на течност под налягане през блока на двигателя и главата на цилиндъра (можете също да добавите EGR и турбо, ако е приложимо), за да прехвърляте калории от изгарянето на двигателя през течност (охлаждащата течност в този случай).
Благодарение на обмена с околния въздух, калориите след това се елиминират в атмосферата. Следователно принципът на охлаждане на двигателя се основава на обмена на топлина между две течности: следователно това е същата философия като тази, използвана от климатичните системи.
Компоненти на охладителната система
Температурата на двигателя се управлява от следните елементи:
Охлаждаща течност
Охлаждащата течност се състои от вода, течност против замръзване и антикорозионни агенти, в пропорции, които могат да варират значително. Обикновено водата и течността против замръзване (алкохол като етилен гликол) съставляват повече от 90% от течното съдържание.
Термостат
Когато охлаждащата течност е все още студена, термостатът предотвратява циркулацията на течността в цялата верига: течността циркулира в къс контур в блока на двигателя, без да преминава през радиатора. Тази операция позволява на охлаждащата течност да се загрее по-бързо.
Когато течността достигне висока температура, термостатът се задейства, така че охлаждащата течност циркулира през цялата верига. Термостатът обикновено е чисто механично устройство.
Температурен сензор
Сензорът за температура се използва за проверка на температурата на охлаждащата течност и при необходимост я показва на арматурното табло. Обикновено се поставя в най-горещата точка на охладителната верига, в цилиндровата глава.
Водна помпа
Водната помпа обикновено се задвижва от двигателя или с помощта на ангренажния ремък, или с помощта на ремъка за аксесоари. В повечето случаи това е центробежна помпа тип волут. Водната помпа консумира 1 до 3% от мощността на двигателя.
Радиатор
Радиаторът е разположен в предната част на автомобила. Той значително понижава температурата на охлаждащата течност в контакт с въздуха. Въздушният поток е естествен (когато автомобилът е в движение) или принудително използване на вентилатори (когато охлаждащата течност е гореща и автомобилът е неподвижен).
Радиаторът е изграден от множество канали, през които ще тече охлаждащата течност. Размножаването на канали дава възможност за максимизиране на топлообмена между въздуха и охлаждащата течност.
Разширителен резервоар
Разширителният съд се използва за предотвратяване на свръхналягане в охладителната верига. Когато охлаждащата течност е със стайна температура, въздухът в буркана е с атмосферно налягане.
Веднага след като течността се повиши, температурата се разширява и въздухът в буркана се увеличава под налягане. За да не се свръхналягането на течността, клапан позволява да се евакуира малко количество въздух, когато налягането е твърде високо.
С охлаждането на течността налягането в системата намалява и присъстващият въздух се връща към атмосферното налягане. Ако въздухът е излязъл през клапана на горещия двигател, се отваря вакуумен клапан (обикновено разширителният резервоар има само клапан с двойно действие, който помага да се управляват както свръхналяганията, така и под наляганията. В охладителната верига), за да се балансира налягането на разширителния резервоар с атмосферно налягане.