Radiator: perangkat dan prinsip operasi

Radiator adalah salah satu elemen kunci dan paling penting dari sistem pendingin cair. Tugas utamanya adalah membuang panas ke atmosfer, yang dialihkan dari mesin oleh cairan pendingin. Radiator sistem pendinginan engine dapat dianggap sebagai detail terpenting dari unit daya itu sendiri.

Kami juga merekomendasikan membaca artikel, yang mempertimbangkan pembangunan sistem bahan bakar dari mesin pembakaran internal. Dari artikel ini Anda dapat mempelajari tentang elemen dasar, campuran, dan prinsip-prinsip sistem.

Perangkat, mirip dengan radiator modern, dipasang pada versi mobil paling awal dengan ICE, karena tanpa elemen pendingin ini, pengoperasian pembangkit listrik tidak mungkin dilakukan. Perangkat ini secara langsung bertanggung jawab untuk menjaga suhu operasi normal mesin dalam batas yang ditentukan secara ketat. Perlindungan ini melindungi motor dari overheating, yang pasti akan mengarah ke hampir semua mesin pembakaran internal.

Sejarah menciptakan radiator

Sistem pendingin air muncul saat fajar membangun mesin.Untuk pertama kalinya, konsep radiator digunakan pada mobil produksi pertama yang disebut Benz Velo, yang dijual pada tahun 1886. Ide dari perangkat ini terus mengembangkan Wilhelm Maybach, yang mendesain produk dengan sarang lebah. Pengembangan telah menemukan aplikasi dalam desain Mercedes 35HP. Selama dekade berikutnya dan hingga kini, unit radiator belum mengalami perubahan global, tetap praktis dalam bentuk yang sama seperti pada saat Maybach.

Sistem pendingin cair pertama dari mesin tidak memiliki pompa air (pompa), yang memaksa pendingin (pada awalnya itu air biasa) untuk secara paksa beredar di dalam sistem. Perkembangan awal sistem pendingin ICE bergantung pada efek termosyphon.

Karena efek ini, pendingin masuk ke radiator. Efek termosyphon didasarkan pada kenyataan bahwa densitas air menurun dengan pemanasan. Air hangat berkat properti ini bergegas ke atas. Akibatnya, cairan yang dipanaskan berada di perangkat, menembus di sana melalui bagian melalui pipa cabang atas.

Di dalam radiator, air didinginkan, kepadatan cairan meningkat lagi.Hal ini menyebabkan fakta bahwa air jatuh ke bagian bawah radiator, dan dari sana itu menembus kembali ke dalam jaket mesin melalui pipa cabang bawah. Kerugian utama sistem dengan efek termosyphon adalah bahwa mereka tidak dapat memberikan pendinginan yang memadai dengan latar belakang kekuatan ICE yang terus meningkat. Sistem seperti itu dengan cepat menggantikan solusi, yang didasarkan pada penggunaan pompa air sentrifugal (pompa).

Radiator dalam sistem pendingin cair

Tugas utama dari elemen ini adalah untuk memindahkan panas dari pembangkit listrik ke atmosfer dengan mendinginkan cairan yang melewati saluran. Untuk memastikan disipasi panas yang lebih baik, perangkat dipasang di tempat di mana aliran udara terbaik dideteksi oleh aliran berlawanan selama gerakan mobil. Tempat pemasangan khas di kompartemen mesin adalah area di belakang kisi radiator di bagian depan mobil. Perlu dicatat bahwa bahkan di mobil dengan mesin yang dipasang di belakang, radiator sering dipasang di bagian depan. Perbedaannya adalah peletakan sistem pendingin trunk yang lebih panjang ke mesin.

Ada tempat lain untuk memasang perangkat pendingin, tetapi kurang umum. Mobil dengan susunan mesin belakang dapat memiliki radiator, yang dipasang di sepanjang dinding samping. Solusi ini dapat ditemukan pada mobil sport, yang memiliki dua radiator pendingin, yang terletak di sepanjang kedua dinding kompartemen mesin. Hembusan udara yang efektif diwujudkan dengan menggunakan intake udara. Asupan udara ini terletak di bagian belakang mesin di dinding samping.

Perakitan Radiator

a adalah perangkat; b – katup uap terbuka; c – katup udara terbuka.

  • Radiator memiliki reservoir atas (1) dan lebih rendah (7) secara struktural. Tank-tank ini dihubungkan bersama oleh tabung (5) yang terbuat dari kuningan atau aluminium. Untuk tabung ini, dengan cara menyolder, pelat (6) dipasang yang meningkatkan area pendinginan permukaan elemen. Melalui permukaan ini, panas dikeluarkan dari cairan pendingin dan dilepaskan ke lingkungan.
  • Tangki bagian atas memiliki leher pengisi untuk diisi ulang dengan pendingin. Leher ditutupi dengan stopper (3). Di plug ini ada uap (11) dan udara (12) katup.
  • Tangki atas juga memiliki nozzle (2) untuk menghubungkan radiator dengan motor pendingin motor. Sambungan semacam itu diwujudkan dengan menggunakan selang karet. Selain itu, ada pipa uap (4), serta termometer listrik (13).
  • Tangki bawah (7) memiliki pipa cabang (8) untuk menghubungkan perangkat ke pompa (pompa). Ada juga keran tambahan, yang mampu menyediakan pembuangan pendingin. Pada rangka mobil, radiator dipasang dengan pengencang khusus (9).

Yang disebut inti (pelat radiator) adalah elemen utama dari pertukaran panas. Tergantung pada jenis inti, jenis radiator berikut ini dibedakan:

  1. tubular;
  2. pipih;
  3. tubular-tape, dll.

Tangki radiator dapat terbuat dari plastik atau logam. Jika Anda melihat perangkat secara lebih rinci, maka bagian utama inti, sebenarnya, adalah satu set tabung aluminium atau kuningan yang mulus. Tabung yang menghubungkan cabang atas dan bawah memiliki ketebalan dinding hingga 0,15 milimeter. Cairan yang melewati inti dari radiator pendingin menyimpang menjadi sejumlah besar mikroflows.Setiap tabung tersebut ditutupi dengan iga yang unik, yaitu pita tembaga atau aluminium bergelombang tipis.

Produk yang terbuat dari aluminium memiliki bobot yang lebih ringan daripada bahan pembuatan lainnya, tetapi rentan terhadap kerusakan yang dipercepat. Faktanya adalah bahwa sejumlah kesulitan yang signifikan muncul dalam upaya untuk mengelas logam ini, dan aluminium tidak tahan terhadap kerusakan mekanis.

Agar produk aluminium mendekati kualitas pendinginan ke struktur kuningan, harus dibuat dalam ukuran besar dan meningkatkan ketebalan elemen. Pada awal era industri otomotif, radiator seluler digunakan secara aktif. Alat semacam itu terbuat dari potongan-potongan kecil tabung kuningan, yang memiliki bagian pentagonal. Cairan di dalam tabung seperti itu tidak beredar secara paksa, dan seluruh proses pendinginan dilakukan dengan menghubungi sirip logam dengan aliran udara yang berlawanan.

Mari kembali ke perangkat radiator modern. Katup uap yang ditunjukkan pada gambar diisi dengan pegas khusus (10). Pegas memiliki elastisitas 1250-2000 g.Ini memungkinkan Anda untuk meningkatkan tekanan di radiator pendingin dan meningkatkan titik didih cairan pendingin dalam sistem pendingin cair hingga 110-119 ° C. Solusi ini memberikan pengurangan jumlah pendingin di seluruh sistem, yang berarti pengurangan paralel dalam bobot mesin. Pada saat yang sama, intensitas pendinginan yang diperlukan dari unit daya tetap. Keuntungan lain adalah pengurangan kerugian, dimana penguapan cairan pendingin harus dipahami.

Katup udara juga dimuat dengan pegas, tetapi lebih lemah oleh kekuatan penentangan. Elastisitas dari pegas tersebut adalah pada tanda 50-100 g Tujuan dari katup udara adalah membiarkan udara masuk ke dalam alat jika kondensasi cairan pendingin terjadi setelah mendidih dan didinginkan.

Dengan kata lain, tekanan berlebih dapat muncul dalam sistem karena fenomena penguapan. Titik didih cairan pendingin meningkat sesuai, dan tidak ada ketergantungan pada tekanan atmosfir, karena tekanan relief diatur oleh katup di penutup. Properti sistem pendingin ini sangat diperlukan dalam proses mengemudi melalui medan pegunungan.Karena tekanan atmosfer berkurang di pegunungan, cairan pendingin mendidih lebih cepat daripada di bawah kondisi normal. Solusi pemasangan katup udara ini mencegah penghancuran radiator. yang dapat dengan mudah dihancurkan oleh tekanan atmosfir.

Steker, dilengkapi dengan katup, memastikan pembukaan katup buang jika cairan pendingin mendidih di dalam sistem dan terjadi tekanan berlebih yang kira-kira 0,5 kg / cm2. Uap dibuang ke pipa uap. Katup inlet menyediakan akses udara ketika tekanan internal berada di bawah tekanan atmosfir (di bawah 1 kg / cm)2), yang terjadi di perangkat saat pendingin mendingin.

Dengan demikian, perangkat steker sepenuhnya mengisolasi sistem pendingin dari atmosfer eksternal. Untuk alasan ini, sistem yang dijelaskan disebut sistem pendingin tertutup.

Dalam sistem pendingin tertutup untuk drainase cairan pendingin, perlu membuka keran dan mengambil sumbat radiator. Untuk mengalirkan air dari jaket air dari mesin, katup pembuangan yang sesuai disediakan secara terpisah di bagian bawah unit. Ada juga sistem pendingin terbuka.Dalam sistem terbuka, leher perangkat pendingin ditutup dengan stopper tanpa katup. Dalam sistem seperti itu, air alami mendidih pada suhu 100 ° C.

Penyesuaian suhu cairan pendingin

Pemeliharaan suhu konstan dalam sistem pendingin mesin adalah tanggung jawab termostat. Elemen ini mendistribusikan gerakan cairan pendingin di sepanjang kontur. Kontur ini disebut lingkaran kecil dan besar. Kemeja mesin dapat dianggap sebagai lingkaran kecil, aliran aliran melalui radiator adalah lingkaran besar. Ada situasi di mana pendinginan dengan udara eksternal selama pergerakan pendingin dalam lingkaran besar dalam cuaca panas atau dengan beban tidak cukup. Untuk memastikan pembuangan udara panas secara efisien dan menjaga suhu konstan pendingin, satu atau sejumlah kipas juga dipasang tambahan. Penggemar seperti itu dapat memiliki drive mekanis (visco-coupling) atau penggerak elektrik.

Peraturan rezim termal dengan "shutter"

Sistem pendingin cair dari mesin pembakaran internal dapat dilengkapi dengan kontrol termal ganda.Regulator pertama adalah termostat, yang sudah kita bicarakan. Elemen termoregulasi kedua adalah tirai-buta.

Perangkat dengan regulasi ganda secara konstruktif memiliki tirai dipasang langsung di depan radiator. Berkat solusi ini dalam cuaca dingin yang parah, radiator dapat ditutup, mengurangi intensitas aliran udara oleh udara eksternal. Penghilangan panas akan berkurang, dan panas itu sendiri dapat digunakan lebih efektif untuk mempertahankan suhu operasi mesin pembakaran internal dan pemanasan intensif interior mobil.

Tirai adalah pelat logam yang dihubungkan bersama dengan engsel. Tirai ini mungkin memiliki pengaturan vertikal atau horizontal di depan perangkat. Manajemen solusi ini dilakukan oleh pegangan dari interior mobil, dan juga dapat direalisasikan secara otomatis dalam konstruksi terpisah. Prinsip alat mekanis adalah bahwa dengan menggeser atau menarik pegangan di kabin, pengemudi memutar pelat. Ada perubahan di celah antara tirai dan intensitas pendinginan radiator diatur oleh aliran udara.Hasilnya adalah dampak pada suhu pendingin.

Dalam kondisi suhu yang sangat rendah, penutup termal khusus terpasang ke kap mesin dan pemanggang radiator. Casing ini terbuat dari kain tahan api yang tahan air. Langkah-langkah ini berkontribusi untuk menjaga kondisi termal kerja mesin dalam batas yang diperlukan.

Pemasangan radiator tambahan

Munculnya mesin berkecepatan tinggi dan turbo yang kuat, yang beroperasi dalam berbagai mode beban, telah membuat para desainer tugas memasang perangkat pendingin tambahan. Insinyur menerapkan instalasi paralel dari radiator tambahan. Solusi ini memiliki kipas listrik sendiri. Jangan mengacaukan radiator pendingin opsional dengan intercooler, yang dipasang untuk mendinginkan udara terkompresi dalam sistem dengan turbocharger.

Prinsip operasi

Untuk berfungsi dengan baik, sistem pendingin cair modern memperhitungkan banyak parameter penting selama operasi. Sensor khusus mengambil pembacaan suhu mesin, temperatur cairan pendingin dan oli mesin, suhu laut, dll.

Jika kita secara singkat menjelaskan prinsip sistem pendingin, maka pompa cair harus diambil sebagai titik referensi. Elemen ini menyebabkan pendingin untuk terus bergerak dan bersirkulasi dalam lingkaran. Dalam hal ini, bagian melalui jaket pendingin mesin (lingkaran kecil) memungkinkan cairan untuk mencuci dinding panas dari kepala blok dan silinder. Ketika suhu pendingin naik, maka pada nilai-nilai tertentu termostat beroperasi dan membuka akses ke cairan dalam lingkaran besar (radiator). Dengan demikian, adalah mungkin untuk menghindari overheating dari mesin dan secara efektif mengirimkan panas berlebih dari bagian motor yang dipanaskan ke cairan. Ketika cairan panas memasuki perangkat pendingin, ia melepaskan panas ke atmosfer sekitarnya. Siklus lengkap berakhir, dan cairan yang didinginkan bergerak dengan cara yang sama dalam siklus baru.

Cukup jelas bahwa radiator adalah sejenis penukar panas, yang memberikan pendinginan efektif bukan dari motor, tetapi dari cairan pendingin. Pemasangan kipas atau louver tambahan memungkinkan mempertahankan suhu cairan pada tingkat optimal untuk pengoperasian motor baik dalam kondisi dingin ekstrem dan panas yang ekstrem.

Diagnosis dan perbaikan kesalahan radiator dengan tangan Anda sendiri

Prosedur diagnostik utama adalah pemantauan berkala sistem pendinginan engine untuk kebocoran dan mengurangi volume cairan pendingin di tangki ekspansi. Kontrol jumlah cairan bisa secara visual. Karena cairan terus dipanaskan dan didinginkan, seiring waktu, air yang membentuk bagian dari pendingin apapun sebagian diuapkan, yang mengarah ke penurunan volume secara umum.

Jika berbicara tentang malfungsi radiator maka yang utama adalah polusi sarang dan salurannya, dan juga kehancuran mereka. Kontaminasi mengarah pada fakta bahwa sirkulasi cairan di dalam perangkat memburuk, pendingin tidak memiliki waktu untuk mendinginkan saat mengemudi pada lingkaran besar. Dalam kondisi seperti itu, kekuatan kipas berhenti menjadi cukup, sehingga mesin terlalu panas akan segera terjadi.

Untuk mulai memperbaiki radiator pendingin engine dengan honeycomb yang terkontaminasi, ada baiknya memulai dengan pencucian rutin inti dengan air mengalir. Hal ini diperlukan untuk melepaskan pipa cabang bagian bawah, dan kemudian mengisi air melalui leher. Sangat diinginkan untuk menyiram sarang lebah dari perangkat pendingin dengan air bertekanan. Dalam beberapa kasus, ketika radiator sangat tersumbat,itu bisa membuka tutup dan membongkar tank atas dan bawah. Setelah dibongkar, menjadi mungkin untuk membersihkan inti secara mekanis.

Selama operasi, tangki atas atau bawah, serta sarang lebah itu sendiri, mulai mengalir. Ini karena penggunaan pendingin kelas rendah, kerusakan mekanis, dll. Jika kebocoran tidak signifikan, maka Anda dapat mencoba untuk tertidur atau tuangkan di radiator solusi yang dirancang khusus untuk penghapusan sementara cacat tersebut dari autoshop. Untuk metode "kakek" termasuk penambahan sebagian besar bubuk mustard, yang membasahi dan mengencangkan retakan. Baik metode pertama dan kedua tidak sepenuhnya memperbaiki perangkat, tetapi hanya memungkinkan untuk menghilangkan kebocoran selama jalan ke bengkel dan menyiapkan mobil untuk perbaikan.

Ingat bahwa ketika mesin panas, membuka tutup radiator itu berbahaya! Anda bisa mendapatkan luka bakar yang kuat dengan uap dan cairan pendingin panas. Sebelum Anda membuka gabus di leher, Anda perlu menutup sebanyak mungkin gabus itu sendiri dan area di sekitarnya dengan bahan tisu, dan kemudian mematikannya.

Berkenaan dengan tangki ekspansi, maka steker di atasnya dengan mesin panas harus dibuka dengan peringatan yang sama. Sedikit gulir steker, tetapi tidak sampai akhir. Anda akan mendengar suara khas dari udara yang keluar, mirip dengan yang terjadi ketika Anda membuka tutupnya pada sebotol air soda. Setelah pendarahan ini, tutupnya bisa dibuka secara bertahap dan mengontrol atau menambah cairan pendingin.