Chladiaca sústava vozidla

Chladenie spaľovacieho motora má veľký podiel na tepelnej bilancii motora, pretože odvádza približne tretinu tepla privedeného do motora. Pri spaľovaní zmesi vznikajú v spaľovacom priestore motora veľké teploty (až 2200 °C). Pretože sa spaľovanie strieda s nasávaním chladnej zmesi, celková teplota motora je nižšia. Z dôvodu udržania optimálnej prevádzkovej teploty motora okolo 90 °C a meniacich sa mechanických vlastností častí motora pri prekročení určitej hranice teploty, je nutné chladenie. Z hľadiska tepelného namáhania motor potrebuje prídavné zariadenie – systém na odvod tepla.

Podľa druhu chladiacej látky poznáme chladenie

• vzduchové
• kvapalinové

Vzduchové chladenie motora

Pri vzduchovom chladení sa odvádza teplo z horúcich častí motora prúdiacim vzduchom. Aby chladiaci účinok bol dostatočný, musia mať chladené časti (t.j. hlava a blok valcov) čo najväčšiu dotykovú plochu so vzduchom. Dosahuje sa to chladiacimi rebrami. Podľa spôsobu, akým sa vyvodzuje prúdenie chladiaceho vzduchu, delíme vzduchové chladenie na:

• náporové chladenie prúdom vzduchu, ktorý vzniká pri jazde (používa sa len pri motoroch s malým výkonom, napr. u motocyklov)

• nútené chladenie, ktoré používajú automobilové motory (majú väčší výkon)

Prúd chladiaceho vzduchu vytvára obvykle ventilátor. Ventilátor je najčastejšie poháňaný klinovým remeňom, od kľukového hriadeľa motora. Väčšina vzduchom chladených motorov nie je zabezpečená dokonalou reguláciou chladenia. Preto v zimnom období sa motory prechladzujú a naopak v horúcich letných mesiacoch prehrievajú, čím sa väčšmi opotrebúvajú. Aby sa odstránila táto závada, motory sú vybavené samočinnou reguláciou chladenia, ktorá udržiava teplotu ich valcov na optimálnej výške (asi 80 až 90 °C).

Výhody: jednoduchosť konštrukcie, nižšia hmotnosť motora, nenáročnosť na obsluhu a údržbu, veľká spoľahli­vosť v prevádzke, teplota motora sa dostáva rýchlejšie na požado­vanú výšku. Výhody vzduchového chladenia sa uplatňujú hlavne pri špeciálnych a vojenských vozidlách, v krajinách s extremnými teplotami (trópy a studené kraje).

Nevýhody: vyššia teplota všetkých častí motora, nerovnomerné tepelné zaťaženie niektorých častí motora, väčšia celková hlučnosť motora, vyššia strata užitočného výkonu (až 10 %) spôsobená pohonom ventilátora a nižší trvalý výkon motora.

Kvapalinové chladenie motora

Kvapalinové chladenie je chladenie nepriame, pretože kvapalina je iba prostredníkom prenosu tepla z motora do vzduchu. Hlavy a valce motora majú dvojitú stenu, ktorá tvorí plášť, vyplnený chladiacou kvapalinou. Kvapalina, ktorá sa v plášti ohrieva, prúdi do chladiča, kde sa ochladzuje prúdiacim vzduchom. Ochladená kvapalina sa potom vracia späť do motora a tento dej sa stále opakuje. Ako chladiace médium sa používa destilovaná voda a v zimnom období sa používa nemrznúca zmes. Tá sa pripravuje zmiešaním destilovanej vody s nemrznúcou chladiacou kvapalinou (Fridex, Alycol, Nemrazol). Pomer zmiešania je závislý od požadovaného bodu tuhnutia (napr. -30°C). Kvapalinové chladenie delíme na:

• samočinné, obeh vody je umožnený rozdielom hustoty teplej a studenej vody, nevýhodou je možnosť zlyhania pri nižšej hladine vody (v spaľovacích motoroch automobilov sa nevyskytuje)
• nútené, chladiaca sústava je rovnaká ako pri samočinnom chladení, ale navyše má čerpadlo, ktoré umožňuje obeh vody, a termostat, ktorý uzatvára prietok vody do chladiča pri studenom motore (pracuje vo všetkých bežne predávaných vozidlách)

Časti systému kvapalinového chladenia: chladič, vodné lopatkové čerpadlo, vodný plášť, termostat, snímač teploty, teplomer, hadice a potrubie, výpustný otvor.

Ako funguje kvapalinové chladenie?

Po naštartovaní motora začne pracovať vodné lopatkové čerpadlo, ktorého pohon je zabezpečený od kľukového hriadeľa cez klinový remeň. Úlohou je zaistiť cirkuláciu kvapaliny. Táto kvapalina obieha, pokiaľ je motor studený len v samostatnom bloku motora a v hlave valcov. Až keď sa zohreje na teplotu asi 80°C, termostat otvára ventilom prietok kvapaliny do chladiča, z ktorého vodné lopatkové čerpadlo odsáva ochladenú kvapalinu. Tá vytláča z bloku motora ohriatu kvapalinu do chladiča. Termostat slúži na udržiavanie stálej prevádzkovej teploty chladiacej kvapaliny ktorá sa pohybuje okolo hranice 90°C.