Pentru toate motoarele termice, există o curbă care arată cât de eficient funcționează în funcție de temperatura din interiorul lor. Deoarece sarcina motorului se schimbă de obicei, aceasta aduce și o sarcina termică - și, deoarece aceste mașini se simt confortabil doar într-un interval de temperatură îngust, suntem forțați să reglăm această valoare.

În acest articol, vă prezentăm răcirea autoturismelor și discutăm despre viitorul lor.

Aer sau apa?

În istoria autoturismelor cu motoare cu ardere internă s-au dezvoltat două sisteme de răcire diferite.

Exista o versiune foarte ușoară, compactă și simplă: răcirea cu aer. În acest caz, sistemul folosește doar aerul de intrare pentru a răci motorul.

La început, era departe de a fi clar care versiune va fi populară mai târziu, deoarece simplitatea uimitoare a răcirii cu aer a reușit să o facă competitivă pentru o perioadă foarte lungă de timp, chiar și în intervale mai mari de performanță.

Porsche este un exemplu excelent în acest sens: au păstrat tehnologia până la modelul 993 cu numărul 911, care a fost produs până în 1998.

În general, putem spune că până în secolul al XX-lea, răcirea cu apă a cucerit complet piața.

Deși sistemul este mult mai complicat, mai greu și mai greu de reparat, opțiunile sale de control depășesc cu mult versiunea cu aer. Creșterea semnificativă a capacităților de litri și – în același timp – dezvoltarea căldurii din ce în ce mai semnificativă a lăsat treptat locul pentru soluția cu apă.

Părți ale sistemului

Este important de subliniat că termenul de răcire cu apă nu este corect. Pentru că lichidul de răcire constă nu numai din apă, ci și din antigel, deci lichidul de răcire - cel puțin în acele regiuni în care există șansa de înghețare a apei, ceea ce ar avea consecințe grave asupra motorului în mai multe moduri.

La mașinile și motocicletele echipate cu un motor cu ardere internă răcit cu lichid, un răcitor este.conectat la canalele care trec prin bloc și chiulasă unde curge lichidul de răcire.

Radiator de răcire tipic (sursa: www.wikipedia.org)

Antigelul în sine, care poate face parte din lichidul de răcire este de obicei etilen glicol sau propilen glico .

De la dezvoltarea motoarelor din aluminiu sau metal mixt, prevenirea coroziunii a devenit chiar mai importantă decât antigelul și acest lucru este în general valabil pentru toate regiunile.

Un sistem tipic de răcire a mașinii include:

• pasaje de răcire în blocul motor și chiulasă, care înconjoară camerele de ardere cu un fluid circulant pentru a disipa căldura;
• un radiator format din multe tuburi mici echipate cu aripioare de tip fagure pentru disiparea rapidă a căldurii care primește și răcește fluidul fierbinte din motor;
• de obicei o pompă de apă de tip centrifug (sau pompă de apă) care circulă lichidul de răcire prin sistem;
• termostat pentru controlul temperaturii prin schimbarea cantității de lichid de răcire care intră în radiator;
• ventilator care trage aer rece prin radiator.

Sistemul este de obicei închis, astfel încât poate funcționa la o presiune mai mare decât presiunea ambientală. Ca rezultat, de exemplu, o temperatură de 100 °C nu înseamnă neapărat fierberea lichidului de răcire sau chiar a apei de răcire.

Umplerea motorului cu antigel (sursa: www.wikipedia.org)

Un produs secundar al procesului de ardere este o cantitate mare de căldură. Dacă căldura ar fi lăsată să se acumuleze necontrolat în motor, componentele s-ar extinde în cele din urmă până la punctul în care s-ar opri din rotire. Pentru a combate acest efect, lichidul de răcire este circulat prin motor unde absoarbe căldura motorului.

După ce lichidul de răcire absoarbe căldura din motor, acesta continuă să curgă în radiator. Radiatorul transferă căldură din interior în aerul exterior și răcește fluidul, care răcește la rândul său motorul. Radiatoarele sunt adesea folosite pentru a răci fluidele transmisiei automate, lichidul de răcire al aerului condiționat, aerul de admisie și, uneori, uleiul de motor sau lichidul de servodirecție.

Radiator de răcire

Radiatoarele auto sunt alcătuite dintr-o pereche de rezervoare din metal sau plastic conectate printr-un miez care conține mai multe pasaje înguste, astfel încât oferă o suprafață mare pentru un volum dat. Acest miez este de obicei realizat din straturi  de tablă, canalele fiind presate și lipite sau lipite la rece împreună.

Timp de mulți ani, radiatoarele au fost fabricate dintr-un miez de alamă sau cupru lipit pe capetele din alamă. Radiatoarele moderne au miez de aluminiu și deseori economisesc bani și greutate prin utilizarea capacelor din plastic cu garnituri. Această structură este mai predispusă la defecțiuni și mai  ușor de reparat decât materialele tradiționale.

Pompa

Radiatoarele au folosit mai întâi fluxul vertical descendent, exclusiv prin acțiunea termosifonului. Lichidul de răcire se încălzește în motor, devine mai puțin dens și crește. Pe măsură ce radiatorul răcește lichidul de răcire, acesta se îngroașă și se scufundă.

Acest efect este suficient pentru motoarele staționare de o putere redusă, dar nu suficient pentru traficul rutier, cu excepția celor mai vechi mașini. Pompele centrifuge au fost folosite la toate mașinile de ani de zile pentru a circula lichidul de răcire a motorului, deoarece circulația naturală are un debit foarte scăzut.

Termostat

Temperatura motorului la mașinile moderne este controlată în primul rând de un termostat de tip peleți de ceară, o supapă care se deschide atunci când motorul a atins temperatura optimă de funcționare.

Când motorul este rece, termostatul este închis, cu excepția unui mic debit de bypass (circuit mic), astfel încât termostatul suferă modificări ale temperaturii lichidului de răcire pe măsură ce motorul se încălzește. Lichidul de răcire a motorului este direcționat de către termostat către admisia pompei de circulație și revine direct la motor, ocolind radiatorul. Prin circulația fluidului numai prin motor, motorul atinge temperatura optimă de funcționare cât mai repede posibil, evitând în același timp punctele locale fierbinți. Odată ce lichidul de răcire atinge temperatura de activare a termostatului, acesta se deschide, permițând apei să curgă prin calorifer pentru a preveni creșterea și mai mare a temperaturii.

Termostat autoturism (sursa: www.wikipedia.org)

Odată ce temperatura optimă este atinsă, termostatul controlează fluxul de lichid de răcire al motorului către radiator pentru a menține motorul să funcționeze la temperatura optimă.

În condiții de sarcină de vârf, cum ar fi urcarea lentă pe un deal abrupt, sub sarcină grea într-o zi fierbinte, termostatul se va deschide complet deoarece motorul produce putere maximă, în timp ce viteza aerului prin radiator este scăzută. (Deoarece este un schimbător de căldură, viteza aerului care curge prin radiator afectează foarte mult puterea termică a acestuia.)

Dimpotrivă, atunci când mergi pe autostradă într-o noapte rece cu accelerația ușoară, termostatul va fi aproape închis. deoarece motorul produce puțină putere și radiatorul poate disipa mult mai multă căldură decât produce motorul. Dacă se introduce prea mult lichid de răcire în radiator, motorul se va răci excesiv și va funcționa la temperaturi mai puțin decât optime, ceea ce duce la o eficiență redusă a combustibilului și la creșterea emisiilor de evacuare.

Termostatul se deplasează în mod continuu prin intervalul său, răspunzând la schimbările în sarcina de funcționare a vehiculului, viteza și temperatura exterioară pentru a menține motorul la temperatura optimă de funcționare.