Chladenie zohráva kľúčovú úlohu v rôznych aplikáciách, od spaľovacích motorov až po ponorné čerpadlá. V tomto článku sa zameriame na princíp fungovania chladiaceho plášťa, najmä v kontexte čerpadiel, a preskúmame jeho význam, mechanizmy a úvahy o údržbe.
Úvod do chladenia a jeho význam
Chladenie je nevyhnutné na riadenie tepla generovaného rôznymi mechanickými a elektronickými zariadeniami. V prípade spaľovacích motorov má chladenie významný podiel na tepelnej bilancii motora, pričom odvádza približne tretinu tepla privedeného do motora. Podobne, ponorné čerpadlá, najmä tie, ktoré sú inštalované vo vodojemoch, vyžadujú efektívne chladenie, aby sa zabránilo prehriatiu a zabezpečila sa optimálna prevádzka.
Chladenie spaľovacích motorov
V spaľovacích motoroch vznikajú pri spaľovaní zmesi v spaľovacom priestore vysoké teploty, dosahujúce až 2200 °C. Hoci sa spaľovanie strieda s nasávaním chladnej zmesi, celková teplota motora si vyžaduje reguláciu. Na udržanie optimálnej prevádzkovej teploty motora okolo 90 °C a na zabránenie zmenám mechanických vlastností častí motora pri prekročení určitej teplotnej hranice je potrebné chladenie.
Existujú dva hlavné typy chladenia spaľovacích motorov:
Vzduchové chladenie: Tento systém odvádza teplo z horúcich častí motora prúdiacim vzduchom. Chladené časti, ako napríklad hlava a blok valcov, majú chladiace rebrá, ktoré maximalizujú dotykovú plochu so vzduchom. Vzduchové chladenie môže byť náporové (vznikajúce pri jazde) alebo nútené ventilátorom poháňaným klinovým remeňom od kľukového hriadeľa motora. Vzduchové chladenie je jednoduché, má nižšiu hmotnosť a je spoľahlivé, ale môže mať problémy s reguláciou teploty v extrémnych podmienkach.
Prečítajte si tiež: Výhody a Nevýhody Kúrenia
Kvapalinové chladenie: Tento systém využíva kvapalinu ako prostredníka na prenos tepla z motora do vzduchu. Hlavy a valce motora majú dvojitú stenu, ktorá tvorí plášť vyplnený chladiacou kvapalinou. Kvapalina prúdi do chladiča, kde sa ochladzuje prúdiacim vzduchom, a potom sa vracia späť do motora. Ako chladiace médium sa bežne používa destilovaná voda alebo nemrznúca zmes. Kvapalinové chladenie poskytuje lepšiu reguláciu teploty ako vzduchové chladenie.
Princíp fungovania vodného čerpadla
Vodné čerpadlo je kritickou súčasťou systému kvapalinového chladenia. Jeho hlavnou funkciou je zabezpečiť cirkuláciu chladiacej kvapaliny cez blok motora, hlavu valcov a chladič. Po naštartovaní motora začne pracovať vodné lopatkové čerpadlo, ktorého pohon je zabezpečený od kľukového hriadeľa cez klinový remeň.
Keď je motor studený, chladiaca kvapalina cirkuluje len v samostatnom bloku motora a v hlave valcov. Keď sa kvapalina zohreje na približne 80 °C, termostat otvorí ventil, ktorý umožní prietok kvapaliny do chladiča. Vodné lopatkové čerpadlo potom odsáva ochladenú kvapalinu z chladiča a vytláča ohriatu kvapalinu z bloku motora do chladiča. Tento nepretržitý cyklus zabezpečuje účinné chladenie motora.
Chladiaci plášť pre ponorné čerpadlá
Ponorné čerpadlá, ako napríklad AQUANAUT 85 E/16, sú navrhnuté tak, aby boli ponorené do kvapaliny, ktorú čerpajú. Pri inštalácii do vodojemov, kopaných studní a otvorených nádob je však nevyhnutné použiť chladiaci plášť. Chladiaci plášť zabezpečuje, že motor čerpadla je dostatočne chladený, aby sa zabránilo prehriatiu.
Princíp fungovania chladiaceho plášťa je relatívne jednoduchý. Plášť obklopuje motor čerpadla a vytvára priestor pre cirkuláciu vody. Keď čerpadlo pracuje, teplo generované motorom sa prenáša do okolitého plášťa. Voda v plášti absorbuje teplo a odvádza ho od motora, čím ho udržiava v optimálnej prevádzkovej teplote.
Prečítajte si tiež: Podrobný návod na inštaláciu sifónu Alca Plast
Význam vodného čerpadla pre chladenie a výkon motora
Vodné čerpadlo je srdcom chladiaceho systému motora. Bez neho by sa motor veľmi rýchlo prehrial a mohlo by dôjsť k jeho vážnemu poškodeniu. Správna funkcia vodného čerpadla je absolútne nevyhnutná nielen pre bezpečnosť, ale aj dlhú životnosť vozidla. Okrem chladenia prispieva vodné čerpadlo aj k správnej činnosti ďalších prvkov motora, ako je napríklad kúrenie v aute, ktoré využíva teplo odvádzané z motora cez chladiacu kvapalinu.
Komponenty vodného čerpadla
Medzi základné komponenty vodného čerpadla patria:
- Rotor (obežné koleso): Otáča sa a vytvára prúd chladiacej kvapaliny.
- Hriadeľ: Spája rotor s pohonom (remeňom).
- Ložiská: Podopierajú hriadeľ a umožňujú jeho hladké otáčanie.
- Tesnenia: Zabraňujú úniku chladiacej kvapaliny.
- Plášť čerpadla: Chráni vnútorné komponenty a usmerňuje tok kvapaliny.
Efektivita čerpadla závisí od jeho správneho nasadenia a tesnosti. Aj malý únik vedie k stratám tlaku či prehriatiu. Dôležitou súčasťou je tiež termostat, ktorý reguluje, kedy sa chladiaca kvapalina dostane do chladiča.
Problémy a údržba vodného čerpadla
Porucha vodného čerpadla môže mať závažné následky nielen na chladenie, ale aj na samotný výkon motora. Môže dôjsť k prehriatiu motora, poškodeniu hlavy valcov, prasknutiu tesnenia pod hlavou alebo dokonca k zadretiu motora. Ak je motor pravidelne vystavený prehriatiu, jeho životnosť sa dramaticky skracuje.
Medzi základné odporúčania pre údržbu vodného čerpadla patrí pravidelná výmena chladiacej kvapaliny podľa odporúčania výrobcu, vizuálna kontrola únikov kvapaliny, nezvyčajných zvukov či stôp korózie v okolí čerpadla a tlaková skúška chladiaceho systému.
Prečítajte si tiež: Spoje potrubia plast-kov
Výber vodného čerpadla
Pri výbere nového vodného čerpadla je najdôležitejšie zamerať sa na kvalitu a kompatibilitu s vaším vozidlom. Zistite si presný model, typ a rok výroby vášho auta a podľa týchto údajov vyhľadajte správnu súčiastku v katalógoch výrobcov alebo predajcov. Pri výbere si všímajte aj typ pohonu čerpadla a materiálové zloženie.
Väčšina výrobcov odporúča meniť vodné čerpadlo každých 60 000 - 120 000 km, často súčasne s výmenou rozvodového remeňa.