Spaľovacie motory sú komplexné zariadenia, ktoré na svoj efektívny a spoľahlivý chod vyžadujú rozsiahly systém chladenia a dochladzovania. Teplo vznikajúce pri spaľovacom procese je potrebné efektívne odvádzať, aby nedošlo k poškodeniu dôležitých komponentov motora a k zníženiu jeho výkonu. Tento článok sa zameriava na princípy chladenia a dochladzovania motora automobilu, vrátane rôznych systémov a komponentov, ktoré sa na tomto procese podieľajú.
Princíp fungovania spaľovacieho motora a potreba chladenia
Zážihový (benzínový) a vznetový (naftový) motor fungujú na princípe premeny chemickej energie paliva na mechanickú energiu. Tento proces zahŕňa nasávanie zmesi paliva a vzduchu do valca, jej stlačenie, zapálenie (v prípade benzínového motora iskrou zo zapaľovacej sviečky, v prípade naftového motora samovznietením vplyvom vysokej teploty) a následnú expanziu plynov, ktorá tlačí piest a poháňa kľukový hriadeľ.
Počas spaľovania vzniká obrovské množstvo tepla. Spaľovacie motory generujú veľa tepla počas spaľovania, a preto je dôležité udržiavať optimálnu teplotu motora. Teplo je nutné odvádzať vzhľadom k obmedzenej tepelnej odolnosti piestov, valcov, hlavy valcov, turbodúchadla a mastiaceho oleja. Pri plnom zaťažení motora sa musí chladením odviesť 20-30% tepla, ktoré sa uvoľňuje pri spaľovaní. Ak by nebolo toto teplo odvádzané, mohlo by dôjsť k prehriatiu motora a jeho vážnemu poškodeniu. Chladením sa u zážihových motorov znižuje sklon k detonačnému spaľovaniu.
Komponenty chladiaceho systému
Chladiaci systém motora sa skladá z niekoľkých kľúčových komponentov, ktoré spolupracujú na udržaní optimálnej teploty motora:
- Chladiaca kvapalina: Zvyčajne zmes vody a nemrznúcej zmesi (glykolu), ktorá cirkuluje v motore a odvádza teplo. Súčasné nemrznúce zmesi sa vyrábajú na báze glykolu a riedia sa destilovanou vodou. Preto, že sa automobily používajú aj v zime, čistá voda na celoročné používanie nevyhovuje. V súčasnosti sa do chladičov dáva nemrznúca zmes aby jej strata odparovaním nebola veľká používajú sa uzavreté chladiace systémy.
- Chladič: Vymenník tepla, ktorý odvádza teplo z chladiacej kvapaliny do okolitého vzduchu. Chladič má za úlohu odvádzať do vzduchu teplo motora prijaté chladiacou kvapalinou. U automobilov s automatickou prevodovkou sa chladičom odvádza i teplo prevodovky. Chladičom prechádza teplo zhora dolu.
- Vodná pumpa (čerpadlo chladiacej kvapaliny): Zabezpečuje cirkuláciu chladiacej kvapaliny v systéme. Čerpadlo chladiacej kvapaliny - je konštruované ako rotačné odstredivé radiálne čerpadlo. V telese čerpadla sa otáča rotor s radiálnymi lopatkami. Lopatkové koleso tlačí kvapalinu smerom von. Chladiaca kvapalina sa do čerpadla privádza z chladiča alebo priama z komory termostatu. Pohon čerpadla je obvykle klinovým remeňom od kľukového hriadeľa. Otáčky obežného kolesa sú vyššie ako otáčky kľukového hriadeľa vzhľadom na dopravované množstvo chladiacej kvapaliny.
- Termostat: Reguluje prietok chladiacej kvapaliny do chladiča v závislosti od teploty motora. Termostat - je regulátorom teploty. Chybný termostat - neotvára malý a veľký chladiaci okruh.
- Ventilátor chladiča: Zvyšuje prúdenie vzduchu cez chladič, najmä pri nízkych rýchlostiach alebo pri státí.
Princípy fungovania chladiaceho systému
Chladiaci systém funguje na princípe cirkulácie chladiacej kvapaliny, ktorá prechádza cez blok motora a hlavu valcov, kde absorbuje teplo. Ohriata kvapalina potom prúdi do chladiča, kde sa ochladzuje prúdením vzduchu. Ochladená kvapalina sa vracia späť do motora, aby opäť absorbovala teplo.
Prečítajte si tiež: Montáž výstuže pre stropné chladenie
Termostat reguluje teplotu motora tým, že riadi prietok chladiacej kvapaliny do chladiča. Keď je motor studený, termostat je zatvorený a chladiaca kvapalina cirkuluje len v malom okruhu, ktorý obchádza chladič. Tým sa motor rýchlejšie zohreje na prevádzkovú teplotu. Keď motor dosiahne prevádzkovú teplotu, termostat sa otvorí a chladiaca kvapalina začne prúdiť do chladiča, kde sa ochladzuje.
Ventilátor chladiča sa zapína, keď teplota chladiacej kvapaliny dosiahne určitú úroveň. Ventilátor zvyšuje prúdenie vzduchu cez chladič, čím sa zvyšuje jeho účinnosť.
Typy chladičov
Existujú dva hlavné typy chladičov:
- Chladiče s priečnym prúdením: Chladiče s priečnym prúdením - sú to chladiče u ktorých sú komory umiestnené na boku výmenníka. Chladiaca kvapalina prúdi z jednej strany na druhú.
- Chladiče s vertikálnym prúdením: U týchto chladičov prúdi chladiaca kvapalina zhora nadol.
Chladič s priečnym prúdením pre nízku a vysokú teplotu - použitie deliacej priečky v komore a rôzne vysoko umiestnených nátrubkov vtokových a výtokových hrdiel umožňuje vytvorenie dvoch rôznych zón.
Pohon ventilátora
Existujú dva spôsoby pohonu ventilátora chladiča:
Prečítajte si tiež: O chladení, vysušovaní a filtrácii vzduchu
- Pevný pohon: pevný pohon - čerpadlo je stále poháňané pokiaľ motor beží, remeňom od kľukového hriadeľa.
- Variabilný pohon: variabilný pohon - požiadavka na výkon ventilátora je podľa rýchlosti jazdy a podľa prevádzkového stavu motora veľmi rozdielny.
Typy chladenia
Existujú dva hlavné typy chladenia:
- Podtlakové chladenie: ventilátor je umiestnený na výstupe z chladiaceho plášťa.
- Ejektorové (vysávačové) chladenie: je podtlakové ale nemá ventilátor. Chladiaci plášť je ukončený difúzorom. Princíp je vtom že výfukové potrubie ústí do ejektora kde výfukové plyny strhávajú vzduch z chladiaceho plášťa, miešajú sa s nim a potom táto zmes vychádza difúzorom do ovzdušia.
Starostlivosť o chladiaci systém
Pravidelná údržba chladiaceho systému je nevyhnutná pre jeho správne fungovanie a predĺženie životnosti motora. Medzi základné úkony patrí:
- Kontrola hladiny chladiacej kvapaliny: Hladina chladiacej kvapaliny by mala byť pravidelne kontrolovaná a v prípade potreby doplnená.
- Výmena chladiacej kvapaliny: Chladiaca kvapalina by sa mala vymieňať podľa odporúčaní výrobcu, zvyčajne každé 2-5 rokov.
- Kontrola termostatu: Termostat by mal byť pravidelne kontrolovaný, či správne funguje. Termostat sa kontroluje tak že, sa demontuje a vloží sa do ohrievanej vody. Teplota sa sleduje teplomerom.
- Kontrola chladiča: Chladič by mal byť pravidelne kontrolovaný, či nie je zanesený alebo poškodený. Netesný chladič - oprava sa môže robiť spájkovaním, pri malých netesnostiach sa pridáva tesniaci prostriedok. Upchaný chladič - pre vyčistenie sa používajú chemické prípravky a nesmie s používať tzv.
- Kontrola hadíc a spojov: Hadice a spoje chladiaceho systému by mali byť pravidelne kontrolované, či nie sú popraskané alebo uvoľnené.
- Čistenie chladiča: Nedostatočný prívod vzduchu ku chladiču, spôsobujú ho rôzne ozdoby, ďalšia húkačka, prídavné reflektory a pod.
- Použitie správnej zmesi: Pre krajiny v ktorých sa vyskytujú piesočné búrky je vhodnejšie vzduchové chladenie preto, že piesok môže zaniesť jednotlivé otvory v chladiči.
Dochladzovanie motora
Dochladzovanie motora je proces, ktorý umožňuje motoru postupne vychladnúť po vypnutí. Toto je obzvlášť dôležité pre motory s turbodúchadlom, pretože turbína sa môže počas prevádzky veľmi zahriať a po vypnutí motora môže dôjsť k poškodeniu ložísk turbodúchadla v dôsledku nedostatku mazania a extrémnych teplôt.
- Dochladenie turba je rovnako dôležité ako jeho zahrievanie: po dlhšej jazde je turbo rozhorúčené a jeho dochladenie nejaký ten čas trvá. Niektoré autá majú turbo chladené výlučne olejom, niektorým turbo chladí voda. Ak máte auto s vodou chladeným turbom, dochladzovanie nemusí byť až také dôležité, keďže chladiaci okruh vie zostať zapnutý aj po vypnutí motora a vypne sa až po tom, ako sa turbo dochladí. Ak je však turbo chladené výlučne olejom, ten po vypnutí motora ihneď prestane cirkulovať, čím zostane turbo horúce a vplyvom vysokých teplôt sa môže poškodiť. Najmä, keď sa na to pozrieme z dlhodobého hľadiska. Po každej dlhšej jazde, špeciálne keď je auto vystavené vyššej záťaži, sa tak oplatí nechať motor pár minút bežať, aby sa všetko dochladilo ako má. Zlobu vie narobiť systém Start-Stop, ktorý je schopný motor surovo vypnúť, aj keď by ho mal nechať chvíľu bežať.
Existuje niekoľko spôsobov, ako dochladzovať motor:
- Nechať motor bežať na voľnobeh: Po jazde, najmä po jazde s vysokým zaťažením, nechajte motor bežať na voľnobeh niekoľko minút pred vypnutím. Tým sa umožní chladiacej kvapaline cirkulovať a odvádzať teplo z motora a turbodúchadla.
- Použitie dochladzovacieho systému: Niektoré vozidlá sú vybavené automatickým dochladzovacím systémom, ktorý po vypnutí motora naďalej cirkuluje chladiacu kvapalinu alebo olej cez turbodúchadlo.
- Inštalácia prídavného chladiča: Na starsich mercedesoch som mal pridavne dochladzovanie vzadu na 8valci bol vystup na dalsi chladic+chladic + jedno pridavne cerpadlo a to cirkulovalo vodu ked bola vyssia teplota a aj po vypnuti dochladzovalo este niekolko minut vodu .
Dvojokruhové chladenie motora
Nieco som uz davnejsie zapocul o 2-okruhu chladenia pre motor. V podstate sa jedna o montaz a zapojenie dalsieho vyvodu vody z motora do chladica. V podstate sa jedna o to, ze voda prudi cez blok motora a nasledne cez hlavnu, niekedy sa moze stat ze kym sa voda dostane do hlavy, tak uz moze byt dost ohriata a nieje schopna dostatocne ochladzovat hlavu, preto je tam spraveny este jeden vyvod, ktory zabezpeci, ze uz povedzme ze voda ohriata na 80 vytecie z motora skor ako sa dostane do hlavy. samosrejme taky jav nastava len v extremnejsich podmienkach, nie pri beznej jazde. tym ze na zadnej protimrazovej poistke bude vyvod s termostatom a ten zvedeny do chladica ti zabezpeci, ze do hlavy sa uz takto ohriata voda nedostane.
Prečítajte si tiež: Komplexný prehľad klimatizácií Hisense
V podstate kazde auto ma dvojokruhove chladenie prve mas blok motora a kurenie a termostat ti to reguluje druhym okruhom cez potrubie a chladic Ak sa ti zda ze mas slabe chladenie tak mozno bude problem v chladici alebo termostate To ze das dalsie spoje na chladenie alebo dalsi chladic Ti neodstrani porucju ale oddiali jej prejavenie sa Ak som to teda dobre nacital ze chces dat z bloku motora dalsie vyvody na chladic aby sa neprehrievalnebavme sa o aute v serii, to je jasne ze je stavane tak aby to uchladilo. povedzme ze das druhe turbo, inu davku nafty a uz teploty idu rapidne hore. neries tu pricinu ohrievania, lebo to nieje tema tejto diskusie. Ja som nazval temu ako dvojokruh motora a nie chladenia. ty hovoris o 2okruhu chladenia a to je ako pises chladic a kurenie. ja teraz hovorim o 2 okruhu motora. Zbytocne nespekuluj a daj radsej vacsi chladic.
Klimatizácia v automobile
Letná sezóna je tu a spolu s ňou aj cestovanie v rozhorúčených autách. Ešte šťastie, že máme tie klimatizácie! Zamýšľali ste sa však niekedy nad tým, ako ten zázračný chladiaci systém funguje? Klimatizáciou je už vybavené prakticky každé moderné auto a stala sa jednou zo základných požiadaviek zákazníkov pri kúpe auta. V autách máme automatické dvoj, troj či dokonca štvorzónové klimatizácie. Keďže problematika klimatizácií sa týka nás všetkých, mali by sme im venovať patričnú pozornosť. V prvom rade je zaujímavé vedieť, ako klimatizácia vlastne funguje a na základe týchto poznatkov je už potom pochopenie správnej starostlivosti o klimatizáciu hračka.
Po stlačení tlačidla na zapnutie klimatizácie si najprv elektronika rýchlo overí, či sú splnené všetky podmienky na činnosť a či je klimatizačný systém schopný začať pracovať. Následne zapne srdce celej klimatizácie - kompresor. Ten je poháňaný klinovým remeňom motora, čo je dôvod, prečo pri zapnutej klimatizácii pociťujete menší pokles výkonu motora. Ak máte v aute staršiu a jednoduchšiu klimatizáciu s konštantným, nenastaviteľným výkonom, kompresor sa zapne spojením elektromagnetickej spojky. Pri tomto systéme sa môže objaviť problém s elektromagnetickou spojkou, ktorá sa vekom ničí, až prestane fungovať, kompresor klimatizácie sa tak nezopína a klimatizácia nechladí. Moderné klimatizácie s možnosťou nastavenia výkonu väčšinou nie sú vybavené elektromagnetickou spojkou, zapínajú sa otvorením ventilu, ktorý ovláda prietok chladiva kompresorom. Mimochodom, kompresor klimatizácie je mazaný mazivom, ktoré je súčasťou chladiva. Spomínaným chladivom klimatizácie v aute je chemická zlúčenina - buď 1,1,1,2-tetrafluóretán (toto chladivo sa označuje ako R134a) alebo 2,3,3,3-tetrafluórpropén (toto sa zas označuje ako R1234yf). Chladivo R134a už nájdeme väčšinou len v starších autách, keďže od roku 2017 platí novela zákona, ktorá hovorí, že klimatizácie v autách už nesmú byť plnené skleníkovými plynmi, ktoré chladivo R134a obsahuje. Chladivo sa do klimatizácie dopĺňa v plynnom skupenstve, „natankované“ je vo výparníku.
Po zapnutí klimatizácie je plynné chladivo nasávané do kompresora, ktorý ho stláča na približne 1,6 MPa, čím sa jeho teplota zvýši na 60-90 stupňov. Stlačené chladivo následne putuje do kondenzátora, kde sa opätovne schladí a skvapalní. Pri kondenzácii sa chladivo prirodzene ochladí, keďže odovzdá svoje teplo okoliu. Skondenzované chladivo putuje v klimatizačnom okruhu ďalej, do filtra a dehydrátora, ktoré sú súčasťou zásobníka kvapalného chladiva. Dehydrátor je dôležitá súčasť okruhu, stará sa o to, aby chladivo neobsahovalo žiadnu nežiadúcu vlhkosť zo systému, ktorá by mohla narušiť chod klimatizácie. Stále kvapalné chladivo následne postupuje do expanznej nádržky, ktorá reguluje množstvo chladiva, ktoré sa dostane opäť na začiatok okruhu - do výparníka. Vo výparníku sa deje jednoduchá fyzika - chladivo v kvapalnom skupenstve pod vysokým tlakom sa dostane do výparníka, kde jeho tlak prudko poklesne. Pri teplote -28 stupňov sa začne vo výparníku odparovať, pričom odoberá teplo zo vzduchu, ktorý je v okolí výparníka, z vonkajšej strany. Vzduch okolo výparníka sa tak ochladzuje a takto ochladený vzduch je ventilátorom vháňaný do interiéru auta. Chladivo vo vnútri výparníka je opäť nasávané do kompresora a celý proces sa opakuje.
Možno ste si všimli, že pri zapnutej klimatizácii niekedy zo oblasti motorového priestoru auta kvapká na zem voda. Nie je to nič zlé, opäť len bežný prejav fungovania klimatizácie - vo vzduchu okolo výparníka, ktorý sa ochladzuje, taktiež kondenzuje voda. Tá steká do zbernej nádoby, z ktorej je následne odvádzaná von - kvapká zo spodnej časti auta. Preto je aj vzduch v aute pri zapnutej klimatizácii tak suchý - jeho vlhkosť totiž skondenzovala na výparníku.
Za rok zmizne z okruhu klimatizácie okolo 10 - 12% chladiaceho média - jedná sa o bežné straty na tesneniach a súčastiach klimatizačného okruhu. Vyplýva z toho jediné - klimatizáciu treba pravidelne dopĺňať. Keď cítite, že vaša klimatizácia chladí akosi slabo a veľké horúčavy jej dávajú poriadne zabrať, na vine bude s najväčšou pravdepodobnosťou nedostatok chladiaceho média. Pred dopĺňaním klimatizácie je dôležité jej dôkladné vyčistenie - takzvané vákuovanie. Pomocou špeciálneho prístroja sa z výparníku odsajú všetky zbytky chladiva a nečistôt, až potom je natlakované nové chladivo. Čistenie nevyžaduje len vnútro výparníka pred jeho doplnením, ale aj jeho vonkajšia časť. Na nej kondenzuje voda z okolitého vzduchu, časom sa na nej vplyvom vlhkosti začnú tvoriť rôzne plesne, riasy a iné nepríjemné povlaky, ktoré zapáchajú. Len sa priznajte, že aj vaša klimatizácia občas dosť zapácha? Vonkajšiu časť výparníka by ste mali poriadne vydezinfikovať aspoň raz ročne, vyhnete sa tak nielen nepríjemnému zápachu, ale aj potenciálnym ochoreniam dýchacích ciest. Pri dezinfekcii výparníka je dobré rovno vymeniť aj peľový filter.
Klimatizáciu nikdy nenechávajte dlho bez zapnutia. Hovorím najmä o zimnom období, kedy veľa vodičov klimatizáciu nezapne aj niekoľko mesiacov vkuse. Takéto zaobchádzanie nerobí klimatizácii dobre - chladivo a olej, ktorý maže kompresor, pomaly degradujú, viaže sa na nich vlhkosť a tesnenia sú vystavené napospas osudu. Klimatizáciu by ste mali aspoň raz za dva týždne na pár minút zapnúť, nech sa celý okruh poriadne premaže, prevetrá a oživí. Vás to nebude nič stáť a klimatizácia sa vám za to pekne poďakuje. Na záver asi najjednoduchší tip - klimatizáciu vypnite vždy pár minút pred tým, ako vypnete motor auta. Ak ju vypnete skôr, skondenzovaná voda na výparníku sa stihne vysušiť.
tags: #chladenie #a #dochladzovanie #auta