Verständnis des Kühlsystems in Verbrennungsmotoren

Da Verbrennungsmotoren Wärme mit extrem hoher Temperatur erzeugen, wird das Kühlsystem verwendet. Die Zirkulation der Kühlung bestimmt, wie lange der Motor und seine Komponenten dienen. In Automotoren erfolgt der Kühlprozess entweder durch Wasser oder Luft, aber beide Prozesse haben ihre Wirksamkeit. Obwohl Schmieröl in gewissem Maße auch zur Kühlung der Motorteile beiträgt.

Bei Autos hat sich im Laufe der Jahre viel geändert, aber am Motorkühlsystem hat sich nicht viel geändert. Nun, moderne Konstruktionen sind zuverlässiger und effizienter bei der Zirkulation durch den Motor. Das Design ist so effizient, dass es den Motor auf einer konstanten Temperatur hält. Selbst wenn die Außentemperatur etwa 110 Grad Fahrenheit oder 10 unter 0 beträgt, bleibt die Kühlung konstant. Der Kraftstoffverbrauch könnte darunter leiden und die Emissionen steigen.

Heute beschäftigen wir uns mit der Definition, den Funktionen, den Komponenten, dem Diagramm, den Typen, dem Arbeitsprinzip sowie der Wartung und Reparatur eines Kühlsystems in Verbrennungsmotoren.

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Was ist das Motorkühlsystem ?

Das Kühlsystem besteht aus einer Reihe von Komponenten, die den Fluss von flüssigem Kühlmittel zu den Kanälen im Motorblock und -kopf ermöglichen, um Verbrennungswärme zu absorbieren. Die erwärmte Flüssigkeit wird dann zum Kühlen durch einen Gummischlauch zum Kühler zurückgeführt. Wenn die erwärmte Flüssigkeit (heißes Wasser) durch die dünnen Rohre in den Kühler strömt, wird sie durch einen Luftstrom gekühlt.

Moderne Verbrennungsmotoren werden sowohl mit Wasser als auch mit Luft gekühlt, aber einige Motoren verwenden entweder Luft oder Flüssigkeit, um die Abwärme aus dem Motor zu entfernen. Spezial- oder Kleinmotoren werden mit Luft aus der Atmosphäre gekühlt, was das System leicht und relativ weniger komplex macht. Während in einigen Motoren Wärme von einem geschlossenen Wasserkreislauf zum Kühler übertragen wird, wo die Kühlung erreicht wird.

Wasser hat eine höhere Fähigkeit und kann Wärme schneller vom Motor abführen als Luft. Die Komponenten in dem Wasserkühlsystem erhöhen das Gewicht, die Komplexität und die Kosten des Motors. Das System eignet sich gut für Motoren mit höherer Leistung, die mehr Abwärme produzieren, aber mehr Gewicht bewegen können.

Funktionen des Motorkühlsystems

Nachfolgend sind die Funktionen eines Kühlsystems in Verbrennungsmotoren aufgeführt:

Das Wesentliche des Kühlsystems in Verbrennungsmotoren liegt darin, dass die Temperatur der brennenden Gase (Verbrennungsgas) im Motorzylinder bis zu 1500 bis 2000 Grad Celsius beträgt. Dies liegt über dem Schmelzpunkt des Materials von Zylinderkopf und Motorgehäuse. Wenn die Wärme nicht abgeführt wird, treten daher ernsthafte Probleme und Schäden am Zylindermaterial auf.

Eine weitere Funktion des Kühlsystems im Automotor besteht darin, die Temperatur des Schmieröls zu senken, das die beweglichen Teile schmiert und kühlt. Sehr hohe Temperaturen führen dazu, dass der Schmierölfilm oxidiert, was zu Kohlenstoffablagerungen auf der Oberfläche führt. Dies führt häufig zu Kolbenfressern.

Denn zu viel Wärmeabfuhr senkt den thermischen Wirkungsgrad des Motors. Das System ist darauf ausgelegt, mindestens 30 % der in der Brennkammer erzeugten Wärme abzuführen.

Ein funktionierendes Kühlsystem sollte in der Lage sein, Wärme schnell abzuführen, wenn der Motor heiß ist. Motoren sind beim Starten kühl, viel Kühlung ist nicht erforderlich, damit die Verschleißteile in kurzer Zeit ihre Betriebstemperatur erreichen.

Höhere Temperaturen verringern den volumetrischen Wirkungsgrad des Motors. Und aufgrund der Überhitzung führen größere Temperaturunterschiede zu einem Verzug der Motorkomponenten aufgrund der aufgebauten thermischen Spannungen. Dazu ist ein funktionierendes Kühlsystem erforderlich, um die Temperaturschwankungen normal zu halten.

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Komponenten des Motorkühlsystems

Nachfolgend sind die Komponenten des Kühlsystems in einem Verbrennungsmotor und ihre Funktionen aufgeführt:

Kühler:

Dieses Motorkühlteil besteht aus Aluminiumrohren und Streifen, die im Zickzack zwischen den Rohren verlaufen. Hochtemperaturflüssigkeit fließt durch einen Schlauch in den Kühler. Diese erwärmte Flüssigkeit wird dann aus dem Rohr in den Luftstrom übertragen, der dann in die Atmosphäre geblasen wird.

Kühlgebläse:

Der Lüfter befindet sich etwas hinter dem Kühler, der dem Motor am nächsten ist. Das Teil wurde entwickelt, um die Finger zu schützen und den Luftstrom zu lenken. Es bläst Luft zum Kühler, um die heiße Flüssigkeit zu kühlen, während der Motor läuft, sodass der Lüfter hilft, die Temperatur des Kühlers zu senken.

Ein moderner Elektrolüfter wird vom Fahrzeugcomputer gesteuert. Es gibt einen Temperatursensor, der die Motortemperatur überwacht und die Informationen an das Steuergerät sendet.

Druckdeckel und Reservetank:

Kühler sind jetzt mit einer Druckkappe ausgestattet, so dass Kühlmittel unter Druck ausströmt, wenn es sich ausdehnt. Somit besteht die Funktion der Druckkappe darin, den Druck im Kühlsystem bis zu einem bestimmten Punkt aufrechtzuerhalten. Diese Kappe war mit einem Federventil ausgestattet, das auf die korrekten Pfund pro Quadratzoll (psi) kalibriert war. Wenn der Druck höher als die eingestellten Druckpunkte ist, öffnet es und eine kleine Menge Kühlmittel wird abgelassen.

Der Reservetank ist ein Reservoir, das das Kühlmittel sammelt, das von der unter Druck stehenden Kappe abgelassen wird. Der Tank besteht normalerweise aus Kunststoff und kann die Temperatur des Kühlmittels anzeigen.

Wasserpumpe:

Wasserpumpe eine weitere wichtige Komponente eines Motorkühlsystems. Es ist an der Vorderseite des Motors montiert und zirkuliert das Kühlmittel so lange, wie der Motor arbeitet. Das Teil besteht aus Gusseisen oder Aluminiumguss und einer Laufradschaufel, die das Kühlmittel pumpt.

Thermostat:

Ein Thermostat ist einfach ein Ventil, das die Temperatur des Motorkühlmittels erfasst oder misst. Wenn das Kühlmittel nicht heiß genug ist, bleibt das Thermostat geschlossen, aber sobald die Kühlmitteltemperatur eine bestimmte Temperatur erreicht, öffnet es und lässt das Kühlmittel durch den Kühler fließen.

Heizkern:

Heißes Kühlmittel dient bei Bedarf dem Fahrzeuginnenraum viel besser. Um dies zu erreichen, ist das Kühlsystem mit einem Heizkern ausgestattet, der viele Lookalikes mit dem Kühler aufweist. Die Komponente ist mit einem Paar Gummischläuchen verbunden, um das Kühlmittel von der Wasserpumpe zu sammeln und zur Oberseite des Motors zurückzuführen. Es gibt ein Lüftergebläse, das den Heizungskern bläst, der dann Wärme aus dem heißen Kühlmittel an den Fahrzeuginnenraum liefert.

Schläuche:

Die vollständige Zirkulation des Kühlmittels vom Kühler zu einem inneren Teil des Motors zurück zum Kühler und einigen zugehörigen Komponenten wird durch Schläuche erreicht. Die Hauptschläuche sind jedoch als obere und untere Kühlerschläuche bekannt. Sie sind im Vergleich zu anderen größer und breiter.

Bypass-System:

Diese Komponente funktioniert, wenn das Kühlmittel im Motor heiß genug ist, um den Thermostat zu öffnen. Somit kann das Kühlmittel den Kühler umgehen und direkt zum Motor zurückkehren, sodass die Kühlmitteltemperatur ausgeglichen werden kann. Es sind oft Gummischläuche erhältlich, aber einige Hersteller verwenden ein festes Stahlrohr.

Zylinderkopfdichtungen und Ansaugkrümmerdichtungen:

Diese Komponente hilft auch dem Motorkühlsystem, da sie die Passflächen der Brennkammer sicher abdichtet. Es verhindert das Austreten von Kühlmittel und Öl aus dem Motor oder in den Brennraum. Auch wenn die Passflächen präzise bearbeitet und dicht sind, kann Kühlmittel durch sie fließen. Aus diesem Grund werden die Dichtungen eingesetzt.

Gefrierstecker:

Dies ist ein Teil des Motors, der mit Spezialsand zusammen mit geschmolzenem Metall hergestellt wird. Es passte sich der Form der Kühlmittelkanäle im Motorblock an. Kühlmittel fließt durch das Teil, weshalb es mit dem Loch verstopft sein muss, sonst fließt das Kühlmittel direkt heraus.

Die meisten Komponenten des Kühlsystems wurden in einem neuen Beitrag ausführlich besprochen. Sie sollten sie überprüfen, um sie klar zu verstehen.

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Das vollständige Diagramm eines Kühlsystems in einem Verbrennungsmotor ine:

Arten von Motorkühlsystemen

Es gibt zwei Arten von Kühlsystemen in Verbrennungsmotoren:

Luftkühlsystem:

Bei Luftkühlsystemen wird Wärme, die die äußeren Teile des Motors reflektiert, durch den Luftstrom abgestrahlt und weggeblasen. Dieser Luftstrom wird aus der Atmosphäre gewonnen und durch die Rippen effektiv zu den Triebwerkskomponenten geleitet. Die Rippen bestehen aus metallischen Rippen, die Größe bestimmt die Wärmemenge, die während des Prozesses immer geblasen wird.

Das Luftkühlsystem hängt von der Gesamtfläche der Rippenoberflächen, der Geschwindigkeit der Kühlluft und der Temperatur der Rippen und der Kühlluft ab. Das Kühlsystem ist für Traktoren mit weniger PS, Motorroller, Motorräder, kleine Flugzeuge und kleine Automotoren geeignet. Einige kleine Industriemotoren sind auch für die Verwendung eines Luftkühlsystems ausgelegt.

Vorteile des Luftkühlsystems:

Nachfolgend sind die Vorteile von Motoren mit Luftkühlsystem aufgeführt:

• Das System ist billiger in der Herstellung.
• Es ist leichter, da das Design keine Wassermäntel, Kühler, Umwälzpumpe und das Wasser selbst enthält.
• Weniger Wartungsaufwand.
• Frostschäden wie Zylindermantelriss oder Kühlerwasserrohr treten nicht auf.
• Luftgekühlte Motoren sind weniger komplex

Wasserkühlsystem:

Bisher haben wir viel über die Wassertypen von Kühlsystemen gesprochen, da sie in Automotoren üblich sind. Nun, sie dienen zwei Zwecken beim Betrieb eines Motors, einschließlich der Beseitigung überschüssiger Wärme, die eine Überhitzung verhindert. Hält den Motor außerdem auf effizienter Betriebstemperatur und ist sparsam.

Es gibt vier verschiedene Arten von Wasserkühlungssystemen, darunter:

• Direkt- oder Rücknahmesystem
• Thermo-Siphon-System
• Hopper-System
• Pumpen-/Zwangsumlaufsystem

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Arbeitsprinzip

Wie bereits erwähnt, gibt es zwei Arten von Automobilkühlsystemen. In dieser Erklärung behandeln wir die Funktionsweise des Wasserkühlungssystems. Das System besteht aus Kanälen innerhalb des Motorblocks und der Köpfe sowie einer Wasserpumpe, die das Kühlmittel zirkulieren lässt. Es besteht auch aus einem Thermostat, das die Temperatur des Kühlmittels regelt, und einem Kühlerverschluss, um den Druck des Systems zu regeln. Das Kühlmittel fließt zu all diesen Stellen mit Hilfe von miteinander verbundenen Schläuchen.

Das Wasserkühlsystem funktioniert, indem flüssiges Kühlmittel durch Kanäle im Motorblock und in den Köpfen übertragen wird. Das Kühlmittel strömt aus dem Kühler, um eine übermäßige Wärmeerzeugung während des Verbrennungsprozesses zu absorbieren. Nachdem das Kühlmittel die Hitze erhalten hat, wird es durch einen Gummischlauch zum Kühler geleitet. Sobald das heiße Kühlmittel in den Kühler eintritt, beginnt die Kühlung. Die Kühlung wird durch den Luftstrom erreicht, der von der Vorderseite des Fahrzeugs in den Motorraum eintritt.

Nachdem das Kühlmittel abgekühlt ist, kehrt es zum Motor zurück, um denselben Vorgang auszuführen. Die Wasserpumpe hilft der Zirkulation des Kühlmittels, in die verborgenen Passagen einzudringen. Zwischen dem Motor und dem Kühler befindet sich ein Thermostat, um sicherzustellen, dass das Kühlmittel auf eine bestimmte voreingestellte Temperatur erwärmt wird, bevor es in den Kühler eintritt. Der Thermostat bleibt geschlossen, wenn er gekühltes Kühlmittel erkennt, und anstatt den Zirkulationsprozess zu stoppen, umgeht er den Kühler und kehrt zum Motor zurück.

Das Kühlsystem ist mit einem Überdruckventil ausgestattet, um ein Sieden des Kühlmittels zu verhindern. Da unter Druck das Sieden des Kühlmittels ansteigt, ist der Kühlerverschluss so konstruiert, dass er den Druck entlastet, falls er einen bestimmten Punkt überschreitet. Andernfalls zerstört zu viel Druck die Systemkomponenten wie Schläuche und andere Teile.

Video der Wasserkühlung ansehen:

Wartung des Kühlsystems

Da das Kühlsystem in einem Motor sehr wichtig ist, muss die Wartung sichergestellt werden, um die Lebensdauer des Motors sowie des Kühlsystems zu erhalten. Die häufigste Wartung, die durchgeführt werden kann, ist das regelmäßige Spülen und Nachfüllen des Motorkühlmittels. Dabei enthält das Frostschutzmittel zahlreiche Zusätze, die helfen, Korrosion im Kühlsystem zu verhindern.

Wie die Hersteller immer angeben, führt die Verwendung von gewöhnlichem Kühlmittel zu Korrosion, die tendenziell zunimmt, wenn mehrere Metallarten miteinander interagieren. Dies führt schließlich zu Ablagerungen, die sich schließlich entwickeln und die dünnen Flachrohre im Heizungskern und Kühler verstopfen. Der Motor wird schließlich überhitzen, wenn dies passiert.

Frostschutzmittel sind sehr wichtig, da Fahrzeugnutzer auf deren Funktionen in ihrem Kühlsystem achten müssen. Da es die Lebensdauer des Motors erhöht und ihnen auch etwas Geld spart. Die Frostschutzformulierung kann vor dem Austausch fünf Jahre oder 150.000 Meilen lang verwendet werden. Es hat normalerweise eine rötliche und grünliche Farbe.

Da das Rückspülkühlsystem eine professionelle und spezielle Ausrüstung erfordert, stellen Sie sicher, dass der Betrieb in der richtigen Mechanikerwerkstatt durchgeführt wird. Während des Wartungsvorgangs sollten einige kleine wichtige Komponenten wie Thermostat, Kühlerdruckdeckel, Wasserpumpe usw. getestet werden. Wenn sie schwach sind, tauschen Sie sie aus.

Es sollte eine Druckprüfung durchgeführt werden, um externe Lecks in den Teilen des Kühlsystems zu identifizieren. Teile wie Kühler, Kühlmittelkanal, Heizungsschläuche und Heizungswärmetauscher. Der Motorlüfter sollte ebenfalls gut funktionieren.

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Abschließend haben wir eingehend untersucht, was ein Kühlsystem in Verbrennungsmotoren ist, das wir als die Zirkulation von Kühlmittel im Motorsystem zur Wärmeabsorption erklärt haben. Wir haben auch die Funktionen des Kühlsystems in verschiedenen Bereichen und seiner Komponenten gesehen. Luft- und Wasserkühlsystem wurden als die zwei Typen untersucht, die in dem Automotor verfügbar sind. Abschließend wurden Arbeiten und Wartung behandelt.

Ich hoffe, das Wissen ist erreicht, wenn ja, kommentieren und empfehlen Sie diese Seite anderen technischen Studenten. Danke!