Τρία είναι τα κυριότερα συστήματα ψύξης
1. Το ανοιχτό κύκλωμα ψύξης : Εδώ,όπως θα δούμε και παρακάτω,πρόκειται για την απλούστερη μορφή.Το υγρό ψύξης εισάγεται απο μια τάπα υπερπίεσης η οποία βρίσκεται στο επάνω μέρος του ψυγείου,όταν το υγρό ψύξης λόγο την λειτουργίας του κινητήρα σε ακραίες συνθήκες φτάσει σε σημείο βρασμού η τάπα εκτονώνει την πίεση αφήνοντας να εξαχθούν οι υδρατμοί στο περιβάλον προστατεύοντας έτσι το όλο σύστημα απο βλάβες που θα μπορούσαν να προκληθούν απο την υψηλή πίεση εντός του συστήματος,μειονέκτημα σε αυτή την περίπτωση είναι η μείωση της στάθμης του υγρού ψήξης στο κύκλωμα μιας και οι υδρατμοί που εξάγωνται στο περιβάλλον δεν αναπληρώνονται.
2. Το κλειστό κύκλωμα : Εδω δεν υπάρχει τάπα υπερπίεσης στο ψυγείο,αλλά σε ένα παράπλευρο δοχείο το οποίο ονομάζεται ¨δοχείο διαστολής¨ το οποίο συνδέεται με το κύριο κύκλωμα ψύξης μέσο ελαστικών σωληνώσεων.Όπως προείπα οι υδρατμοί απο τον βρασμό του υγρού ψύξης συλλέγονται εκεί και αφού υγροποιούνται επανεισάγωνται στο ψυγείο με αυτό τον τρόπο η στάθμη διατηρήται σταθερή.Μειωνέκτημα εδώ αποτελεί το γεγονός οτι για την σωστή λειτουργία του κλειστού συστήματος ψύξης απαιτείται η διαδικασία της εξαέρωσης όπως θα αναφερθεί παρακάτω.
3. Σύστημα ψύξης με συνδιασμό των παραπάνω : Εδώ υπάρχει και τάπα στο επάνω μέρος του ψυγείου αλλά και δοχείο διαστολής,η αρχή είναι ίδια με το ανοιχτό κύκλωμα με την διαφορά οτι καθώς το υγρό ψύξης ¨κρυώνει¨ η υποπίεση που δημιουργήται στο κύκλωμα αναροφά υγρό ψύξης απο το δοχείο διαστολής κρατώντας έτσι την στάθμη σταθερή.
Περιγραφή:Το σύστημα ψύξης : Το σύστημα ψύξης αποτελείται απο το ψυγείο,τις ελαστικές σωληνώσεις σύνδεσης (κολλάρα),την υδραντλία,τον ανεμιστήρα,το θερμοστάτη,το υγρό ψύξης,το ψυγείο καλοριφέρ και το δοχείο διαστολής ανάλογα τύπου συστήματος που έχει το όχημα.
Α) Ψυγείο : Το ψυγείο είναι ένα πλαίσιο το οποίο φέρει κάθετες λεπτές σωλληνώσεις οπου μέσα εκεί κυκλοφορεί το υγρό ψύξης,οριζόντια φύλλα αλουμινίου συνδέουν αυτές τις σωλληνώσεις κρατώντας τες σταθερές και αυξάνωντας την επιφάνειά τους απάγωντας έτσι την θερμοκρασία του υγρού ψύξης.Το ψυγείο μπορεί να ψύχεται είτε παθητικά δηλαδή με την ροή του φρέσκου αέρα κατα την κίνηση είτε ενεργιτικά με την χρήση ανεμιστήρα.
- Ψυγείο υγρού ψύξης με τάπα υπερπίεσης.jpg (79.8 KiB) 4221 προβολές
Β) Ελλαστικές σωλληνώσεις (κολλάρα) : Τα κολλάρα συνδέουν τις παροχές του συστήματος ψύξης του κινητήρα με τα άλλα εξαρτήματα του συστήματος που βρίσκονται βιδωμένα στο σασί του οχήματος (π.χ ψυγείο κτλ) προκειμένου να αποροφούν τους κραδασμούς που έχει ο κινητήρας κατα τη λειτουργία του.Είναι ενισχυμένα με λινά και υψηλής αντοχής καουτσούκ προκειμένου να αντέχουν τις θερμοκρασίες του υγρού ψύξης που διέρχεται στο εσωτερικό τους.
- Κολλάρα συστήματος ψύξεως.jpg (68.88 KiB) 4221 προβολές
Γ) Υδραντλία : Μια αντλία που παίρνει κίνηση απο τον στροφαλοφόρο άξονα μέσω τροχαλιων και ιμάντα βρισκεται στο εμπρόσθιο μέρος του κορμού του κινητήρα που ονομάζεται ¨καθρέπτης¨ .Η υδραντλία είναι υπεύθυνη για την ροή του υγρού ψύξης του κινητήρα αποστέλοντας το στο ψυγείο και επανεισαγωντάς το ¨κρύο¨ προκειμένου έτσι να απάγει την θερμοκρασία των μεταλλικών μερών.
- Υδραντλία.jpg (45.43 KiB) 4221 προβολές
Δ) Ανεμιστήρας (βεντιλατέρ) : Προκειται για μία φτερωτή η οποία είναι βιδωμένη στην τροχαλία κίνησης της υδραντλίας και πίσω απο τον ψυγείο,σκοπός της είναι να δημιουργεί ρεύμα ψυχρού αέρα ωστε να ψύχει το ψυγείο απάγωντας έτσι την θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού.Τρείς είναι οι κύριες κατηγορίες βεντιλατέρ
α. Μηχανικό βεντιλατέρ : Ο ανεμιστήρας ειναι απλά βιδωμένος επάνω στην τροχαλία της υδραντλίας και περιστρέφεται μαζί με αυτή ανάλογα με την ταχύτητα περιστροφής του στροφάλου.Σοβαρό μειωνέκτημα είναι οτι κατα την στάση του οχήματος π.χ σε ένα φανάρι ο ανεμιστήρας γυρίζει αργά (λόγω που ο κινητήρας είναι στο ρελαντί) μη μπορώντας να ψύξει αποτελεσματικά το ψυγείο.
β. Βεντιλατέρ με συμπλέκτη : Μια διάταξη τύπου πολύδισκου συμπλέκτη τοποθετήται μεταξύ της τροχαλίας της υδραντλίας και του ανεμιστήρα μια ράβδο συνήθος χαλκού διαπερνάει τον άξονα της υδραντλίας μεταφέροντας την θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού στον μηχανισμό όταν η θερμοκρασία αυτή φτάσει σε επίεδο να θερμάνει το υγρό που βρίσκεται στον πολύδισκο οι δίσκοι εμπλέκονται περιστρέφοντας έτσι τον ανεμιστήρα.Παρόμοιες διατάξεις του συγκεκριμένου μηχανισμού μπορεί κανείς να βρεί με υδράργυρο ή διμεταλλικό έλασμα.
γ. Ηλεκτρικό βεντιλατέρ : Εδώ ο ανεμιστήρας κινείται με ηλεκτρικό μοτέρ και είναι ανεξάρτητος απο την υδραντλία.Μια βαλβίδα τοποθετημένη συνήθως στο καπάκι του θερμοστάτη μετρά την θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού,μόλις αυτή φτάσει σε ένα προκαθορισμένο επίπεδο κλείνει το κύκλωμα και ο ηλεκτροκινητήρας αρχίζει να περιστρέφει τον ανεμιστήρα.
- Ηλεκτρικό βεντιλατέρ.jpg (51.22 KiB) 4221 προβολές
Ε) Ο θερμοστάτης : Ο θερμοστάτης είναι η καρδιά του συστήματος ψύξης και έχει σαν σκοπό να διτηρεί τον κινητήρα σε θερμοκρασία λειτουργίας επιτρέποντας ή όχι στο ψυκτικό υγρό να φτάσει και να ψυχθεί στο ψυγείο.Αποτελείται απο μια τάπα η οποία ανοίγει και κλείνει μέσο άξονίσκου κινούμενου απο μιά φύσιγγα με κερί ή διμεταλικό έλλασμα με προκαθορισμένη θερμοκρασία διαστολής η οποία είναι συνήθως από 70΄ έως 90¨βαθμούς κελσίου.Όταν ο θερμοστάτης είναι κλειστος το υγρό ψύξης λόγω και της λειτουργίας της υδραντλίας κυκλοφορεί στον κινητήρα χωρις να μπορεί να πάει στο ψυγείο για να ψυχθεί,όταν το υγρό ψύξης ξεπεράσει την προκαθορισμένη θερμοκρασία διαστολής του θερμοστάτη τότε αυτός ανοίγει επιτρέποντας στο υγρό ψύξης να πάει στο ψυγείο οπου ψύχεται και επιστρέφει και πάλι στον κινητήρα,όταν η θερμοκρασία του υγρού ψύξης πέσει κάτω απο την θερμοκρασία διαστολής του θερμοστάτη τότε ένα ελλατήριο επαναφοράς ξανακλείνει την τάπα εμποδίζοντας το υγρό ψύξης να ξαναπάει στο ψυγείο.Με αυτόν τον τρόπο ο κινητήρας παραμένει στην θερμοκρασία λειτουργίας.
- Θερμοστάτης με φύσιγγα κεριού.jpg (61.27 KiB) 4221 προβολές
ΣΤ) Το υγρό ψύξης : Επιδή το νερό έχει σημείο βρασμού τους 100¨ κελσίου και πήζει στους 0¨ βαθμούς,δημιουργούσε φαινόμενα βρασμού σε ένα ζόρισμα του κινητήρα ή ακόμα θα πάγωνε σε κίνηση του οχήματος σε θερμοκρασίες κάτω του μηδενώς.Για το λόγο αυτό στα συστήματα ψυξης χρησιμοποιήται ένα υγρό (παραφλού) το οποίο είναι μέιγμα νερού,γλυκόλης και αντιδιαβρωτικών πρόσθετων.Με αυτό το υγρό το σημείο βρασμού αυξάνεται στους 120¨ κελσίου περίπου ενω με την κατάλληλη πρόσμυξη γλυκόλης η πήξη του μπορεί να φτάσει και τους -35¨ κελσίου,τα αντιδιαβρωτικά πρόσθετα προστατεύουν τα μέταλλικά μέρη απο φαινόμενα οξύδωσης και ψωριάσματος (κεφαλή).
Προσοχή! Το υγρό ψύξης είναι δηλητήριο και πρέπει να αποφεύγεται η επαφή του με το δέρμα,διαβάστε προσεκτικά τις οδηγίες και πάρτε τα κατάλληλα μέτρα προφύλαξης.
Ζ) Το ψυγείο καλοριφέρ : Το ψυγείο καλοριφέρ είναι αντίστοιχο με το ψυγείο ψύξης του υγρού.Καθώς το υγρό ψύξης περνάει ζεστό μέσα απο τις σωλληνώσεις του ένας φυγοκεντρικός ανεμιστήρας ωθεί την θερμότητα προς το εσωτερικό του αυτοκινήτου θερμαίνοντας έτσι το θάλαμο επιβατών.Μια ηλεκτρική ή μηχανική βάνα ρυθμίζει την παροχή του ζεστού υγρού ψύξης προς το ψυγείο του καλοριφέρ επιτρέποντας στον οδηγό να ρυθμίσει τη θερμοκρασία του θαλάμου των επιβατών.
Η) Το δοχείο διαστολής : Το δοχείο διαστολής είναι ένα παγούρι που πληρώνεται με υγρό ψύξης μέχρι ένα προκαθορισμένο σημείο.Σκοπός του είναι να συλλέγει το ατμοποιημένο υγρό ψύξης που παράγεται κατα τη λειτουργία του κινητήρα υπο φορτίο και να το επαναεισάγει στο κύλωμα.Το δοχείο διαστολής έχει τάπα υπερπίεσης που διατηρεί στο εσωτερικό του μια σταθερή πίεση στο όλο κύκλωμα.
- Ενα δοχείο διαστολής με την τάπα υπερπίεσης.jpg (53.7 KiB) 4221 προβολές
Λειτουργία συστήματος ψύξεως
Καθώς ο κινητήρας τήθεται σε λειτουργία η υδραντλία που πέρνει κίνηση απο τον στροφαλοφόρο μέσω ιμάντα αρχιζει να περιστρέφεται δημιουργόντας ροή στο υγρό ψύξης που βρίσκεται μέσα στον κινητήρα.Λόγω του οτι το υγρό ψύξης είναι κρύο ο θερμοστάτης παραμένει κλειστός αφού ο όγκος του κεριού ή το σχήμα του διμεταλλικού ελλάσματος παραμένουν αμετάβλητα.Καθώς λόγω των τριβών των μερών του κινητήρα αλλά και των καύσεων στους κυλίνδρους η θερμοκρασία αρχίζει να ανεβαίνει η ροή του ψυκτικού υγρού την μεταφέρει ομοιόμορφα σε όλο τον κινητήρα συμβάλοντας έτσι στη καλή καύση και λίπανση του συνόλου.Όταν το υγρό ψήξης που βρίσκεται εντος του κινητήρα φτάσει στην προκαθορισμένη θερμοκρασία το κερί ή το διμεταλλικό έλλασμα αρχίζουν το να θερμαίνονται το μέν πρώτο διαστέλεται το δε δεύτερο παραμορφονεται και στις δύο περιπτώσεις υπερνικούν την αντίσταση του ελλατηρίου επαναφοράς και η τάπα του θερμοστάτη ανοίγει επιτρέποντας στο ψυκτικό υγρό να πάει στο ψυγείο και να ψυχθεί.Όταν υπάρχει ηλεκτρικό βεντιλατέρ ή βεντιλατέρ με συμπλέκτη αυτό ενεργοποιήται όταν το ψυκτικό υγρό παρόλο που είναι στο ψυγείο δεν ψυχεται απο τον αέρα πχ σε ένα φανάρι οπου το όχημα είναι σταματημένο.Η διαφορά αυτή είναι συνήθος 5΄ Κελσίου μεγαλύτερη απο τον θερμοστάτη δηλαδή αν ο θερμοστάτης ανοίγει στους 80¨ το βεντιλατέρ ανοίγει στους 85΄ Κελσίου.Αφου το υγρό ψυχθεί και η θερμοκρασία του πέσει το ελατήριο επαναφοράς υπερνικά τη φύσιγγα κεριού ή το διμεταλλικό έλασμα και κλείνει την τάπα περιορίζοντας έτσι το υγρό ψύξης εντός του κινητήρα.Με αυτό τον τρόπο ο κινητήρας διατηρήται στη θερμοκρασία λειτουργίας αποδείδοντας τα μέγιστα και ρυπαίνοντας ελάχιστα.
- Λειτουργία συστήματος ψύξεως.png (46.63 KiB) 4221 προβολές
Προβλήματα : Βασικό πρόβλημα που συστήματος ψύξης είναι η μή τακτική συντήρηση του και καθαρισμός του.Με το καιρό το υγρό ψύξης χάνει την αποδότικότητα του και τύνει να γίνει νερό,το οποίο διαβρώνει τα μέταλλα του κινητήρα και δημιουργεί κομμάτια σκουριάς τα οποία μετακινούνται λόγω της ροής μέσα στον κινητήρα με αποτέλεσμα να συσσωρεύωνται και να βουλώνουν τις κυψέλες του ψυγείου.Η χρήση νερού βρύσης καλό θα ήταν να αποφεύχθεί καθώς του εκτός οτι το νερό θα βράζει στους 100΄ κελσιού τα άλατα που περιέχει διαβρώνουν το κράμα αλουμινίου της κεφαλής.Αλλο περιστατικό είναι η σπηλαίωση της υδραντλίας το οποίο γίνεται με τον εγκλωβισμό φυσαλλίδων αέρα στο κλειστό κύκλωμα ψύξεως,που έχει σαν αποτέλεσμα την καταστροφή της.Κανονικά το υγρό του κυκλώματος ψύξης θα έπρεπε να αλλάζεται κάθε 6 μήνες,αλλά η αλλαγή του κάθε ένα χρόνο επιβάλλεται.
ΠΡΟΣΟΧΗ: Μην επιχειρήσετε να ανοίξετε την τάπα υπερπίεσης μετά απο διαδρομή,η πίεση που υπάρχει στο κύκλωμα θα εκτωξεύσει ατμούς ικανούς για πολύ σοβαρά εγκαύματα.Αν παρείσταται ανάγκη αφήστε τον κινητήρα σε λειτουργία και με ένα πανί ξεβιδώστε σιγά σιγά την τάπα μέχρι η πίεση να εκτονωθεί.Αν χρειαστεί να προσθέσετε υγρό κάντε το με τον κινητήρα σε λειτουργία,διότι αν ο κινητήρας σβύσει η υδραντλία σταματα τη ροή και η απότομη συστολή που θα προκείψει απο την εισαγωγή του κρύου υγρού είναι ικανή να ραγίσει κάποιο μεταλλικό μέρος.
Η διαδικασία εξαέρωσης περιγράφεται σε αυτή την ενότητα στο θέμα ¨Εξαέρωση NGV¨
? Updates every