SISTEM ZA HLAĐENJE SUS MOTORA

ZNACAJ SISTEMA I ZADATAK

Kao što je poznato za vreme rada motora dolazi do sagorevanja radne smeše, pri čemu se razvija toplota i vrši pritisak na čelo klipa i tako se ona pretvara u mehanički rad. Nastala toplota se delimično prenosi na zidove cilindra, cilindarsku glavu, ventile, klipove i druge delove. Sa pregrejanih mesta u motoru toplotu je potrebno odvesti, što je i uslov za normalan rad motora. Oko 30% toplotne energije odvodi se hlađenjem.Uloga hlađenja je značajna i sa aspekta boljeg punjenja cilindra radnom smešom kod benzinskih motora, odnosno vazduhom kod dizel motora.Zadatak sistema za hlađenje je da svu neiskorišćenu odnosno suvišnu toplotnu energiju odvede od motora čime se omogućava normalan rad i dug vek trajanja.

PODELA I VRSTE SISTEMA

Prema načinu hlađenja, motori mogu biti:

• hlađeni tečnošću

• hlađeni vazduhom

Hlađenje tečnošću se može podeliti na:

• hlađenje pod pritiskom,

• hlađenje sa protokom sveže vode,

• termosifonsko hlađenje

Hlađenje pod pritiskom:

Ovaj sistem hlađenja dobio je naziv po tome što je u principu zatvoren, a kroz njega se potiskuje tečnost pod određenim pritiskom pomoću pumpe za rashladnu tečnost (pumpa za vodu). Sistem za hlađenje pod pritiskom se može podeliti na:

• otvoren sistem za hlađenje i

• zatvoren sistem za hlađenje.

Hlađenje sa protokom sveže vode:

Ovaj način hlađenja primenjuje se na motorima koji služe za pogon čamca i brodova, jer je neograničena mogućnost korišćenja vode u te svrhe. Poseban problem pri ovom hlađenju je što je teško da se u motoru stalno reguliše radna temperatura.

TERMOSIFONSKO HLAĐENJE

Ovaj način hlađenja motora je jedan od najstarijih i danas veoma retko u primeni.Princip hlađenja kod ovog sistema je zasnovan na opšte poznatom fizičkom zakonu da se zagrejana voda kao specifično lakša diže na gore i preko sistema spojenih sudova dospeva u hladnjak. Kod ovog sistema ne postoji pumpa za potiskivanje (pumpa za vodu) rashladne tečnosti. Kod ovog hlađenja ograničene su mogućnosti brze cirkulacije vode. Njegova primena je moguća kod sporohodnih motora i motora manje snage.

OTVORENI SISTEM ZA HLAĐENJE SUS MOTORA VODOM

Funkcionisanje otvorenog sistema za hlađenje se može videti na slici 64.

slika 64. 1) hladnjak, 2) žaluzina, 3) remenica pumpe, 4) osovina pumpe, 5) turbina pumpe, 6) ventilator pumpe, 7) termostat, 8) davač temperature, 9) registrator, 10) cilindar motora

Princip rada sistema je sledeći:

Za vreme rada motora dolazi do pokretanja remenice (3) i ventilatora (6), preko kaiša, koji je posredna veza između kolenastog vratila i remenice. Okretanjem remenice pokreće se vratilo pumpe (4), a time i kolo pumpe sa lopaticama (5). Pumpa potiskuje tečnost kroz prostor u motoru, koja pod tim pritiskom odlazi u hladnjak (1).Na poklopcu hladnjaka nalazi se paravazdušni vantil, čija je uloga da omogući izlazak pare van sistema za hlađenje, tako što zagrejana tečnost, odnosno para, vrši pritisak na ventil i koji se otvara pod dejstvom natpritiska. Paravazdušni ventil ne bi trebalo da se otvara ako je pritsak u sistemu manji od 0,3 bara natpritiska. Prolaskom kroz hladnjak tečnost se oslobađa određene količine toplote i dospeva u motor.Tečnost je odličan izolator buke i zahvaljujući toj karakteristici prigušena je buka za vreme rada motora. Pomoću davača temperature (8 i 9) registruje se i očitava temperatura tečnosti u sistemu.U sistemu za hlađenje termostat ima ulogu regulatora temperature. Ako je tečnost zagrejana, ona odlazi u hladnjak, a ako nije, tečnost kruži u prostoru motora.

Loše osobine:

• tačka ključanja vode je 100°C

• u toku rada sistema neminovano dolazi do isparavanja jednog dela tečnosti a to odlazi u atmosferu čime se gubi jedan deo tečnosti

• ventilator stalno radi i nepotrebno oduzima snagu motora.

ZATVORENI SISTEM ZA HLAĐENJE SUS MOTORA VODOM

Na slici 65. prikazan je zatvoreni sistem za hlađenje koji nije stvarno zatvoren, već je njegovom konstrukcijom omogućeno da se tečnost kreće u zatvorenom krugu od hladnjaka do dodatnog suda.

slika 65. 1) remenica ventilatora, 2) remeni kaiš, 3) ventilator, 7) poklopac hladnjaka, 8) donji deo hladnjaka, 9) gornji deo hladnjaka, 10) dovodna cev tečnosti, 11) cev od pumpe prema hladnjaku, 12) veza hladnjaka sa dodatnim rezervoarom, 13) dodatni sud, 14) termostat, 15) slavina za ispuštanje tečnosti, 16) slavina za ispuštanje tečnosti iz motora, 17) kućište pumpe, 18) otvor za izjednačavanje pritiska u sudu, 19) poklopac suda

Način funkcionisanja ovog sistema je sledeći:

Za vreme rada motor pokreće vratilo, koje preko remenog kaiša (2) pokreće remenicu (1). Pošto je remenica pričvršćena za vratilo pumpe za vodu (4), okretanjem lopatica pumpe vrši se potiskivanje tečnosti prema motoru. Iz motora tečnost će, zahvaljujući pumpi, dospeti u gornji deo hladnjaka (9) posredstvom cevi (10), a odatle će vertikalno postavljenim cevima (6) prolaziti kroz hladnjak (8). Tečnost će daljim kretanjem iz hladnjaka kroz cevi (11) dospeti do termosta (14), odnosno pumpe sa lopaticama i tako se krug cirkulacije tečnosti zatvara.

Karakteristike hlađenja tečnošću

Dobre strane:

• pomoću tečnosti postiže se ravnomernije hlađenje

• obezbeđuje ravnomerniju temperaturu za vreme hlađenja

• tečnost stvara omotač oko hlađenih površina, čime se smanjuje buka

Nedostaci:

• uređaj u celini zahteva veliki prostor

• tečnost se u sistemu može zamrznuti

• potrebno je duže vreme za zagrevanje motora jer postoji veća masa koju treba zagrejati

Sastavni delovi

Hladnjak

Rebra hladnjaka su najčešće izvedena u vidu talasa ili rupičastih otvora. Za vreme okretanja vozila kroz hladnjak struji vazduh i preuzima toplotu od tečnosti koja prolazi kroz vertikalno postavljene cevčice (slika 65. pod b). Cevi hladnjaka kroz koje prolazi tečnost za hlađenje su najčešće izrađene od bakra i mesinga jer su otporne na koroziju. Hladnjak je za motor povezan preko elastičnih cevi.

slika 66b. 1) poklopac hladnjaka 2) tečnost se vraća iz dodatnog suda u hladnjak, 3) otvoren povratni ventil

Pumpa za rashladnu tečnost

Pumpa za rashladnu tečnost je deo sistema za hlađenje i dobija pogon od remenice motora preko remenice i remen kaiša. Na slici 67. prikazana je centrifugalna pumpa za tečnost.

slika 67. 1) kućište, 2) vratilo, 3) turbina sa lopaticama, 4) kuglični ležajevi, 5) ulazak tečnosti, 7) prirubnica vratila pumpe

Na pumpi razlikujemo kućište (1), vratilo pumpe na koje se nalazi turbina sa lopaticama (3). Vratilo pumpe (2) okreće se na kugličnim ležajevima (4). Na prirubnici (7) pomoću zavrtnja pričvršćuje se remenica preko koje se pokreće vratilo pumpe, odnosno ventilator pumpe.

Pumpa za vodu ima dve funkcije:

• da omogući cirkulaciju u sistemu

• da stvori nadpritisak u sistemu

Termostat

Uloga termostata je da omogući odlazak tečnosti iz motora u hladnjak kada temperatura dostigne oko 80oC. Na slici 68. prikazan je zatvoren termostat-temperatura 78oC.

slika 68. a) 1) veza sa motorom, 2) termostat zatvoren, 3) konusna površina za zatvaranje tj. otvaranje termostata, 4) telo u kome se nalazi odgovarajući fluid b) termostat otvoren

Kada termostat zatvori vod prema hladnjaku, pumpa potiskuje tečnost koja kruži samo po prostoru unutar motora. Kada se termostat otvori (slika 68.b), tečnost odlazi iz motora u hladnjak. Temperatura tečnosti za hlađenje je veća od 91oC.

Termometar

Na slici 69. prikazan je sistem za registrovanje temperature

slika 69. 1) cilindarski blok, 2) izolator, 3) tečnost, 4) bimetalna pločica sa kontaktom i navojem, 5) nepomični nosač kontakta

U bloku motora (1) nalazi se davač temperature (2) sa bimetalnim kontaktom (4 i 5). Automat se nalazi u bloku motora, koji je istovremeno jedan pol, a drugi pol je obezbeđen preko zavrtnja (6) koji je povezan sa pozitivnim polom akumulatora. Kada se motor zagreje, tečnost (3) se zagreje i toplota se prenosi preko tela automata na bimetalne kontakte i zahvaljujući različitoj provodljivosti tih kontakata, stvara se elektromagnetna indukcija, radi čega se kontakti spajaju tj. zatvara se strujno kolo.

HLAĐENJE SUS MOTORA VAZDUHOM

Kod vazduhom hlađenih motora toplota se prenosi na površini rebra cilindra i glave. Sa ovih površina toplota se prenosi na vazduh koji je u neposrednoj vezi sa rebrastim površinama. Ovakav način hlađenja nameće obavezu da se motor izrađuje od materijala koji omogućavaju dobro sprovođenje toplote. Kod ovih motora orebrena površina je 15 puta veća od površine cilindra. Hlađenje vazduhom je najpovoljnije rešenje za konstrukciju vozila kod kojih se motor nalazi pozadi, jer se ne mogu koristiti vazdušna strujanja. Kod vazduhom hlađenih motora postiže se zagrejanost motora do 60oC za oko 1 minut.

Hlađenje motora se može podeliti na:

• hlađenje prirodnom cirkulacijom vazduha

• hlađenje prinudnom cirkulacijom vazduha

Hlađenje prirodnom cirkulacijom vazduha najviše se primenjuje na motorciklima. Ovakvo hlađenje primenjuje se i na manjim stabilnim motorima.

Hlađenje pri prinudnoj cirkulaciji vazduha je najrasprostranjeniji način hlađenja vazduhom, a najvažniji i osnovni deo je turbina koja dobija pogon od radilice. Ti motori su napravljeni od legure aluminijuma, površina im je orebrena čime se postiže bolje hlađenje.