Heb je ooit gedacht aan de duizenden keren dat er explosies in je motor voorkomen? Als je bent zoals de meeste mensen, komt die gedachte nooit in je op. Telkens wanneer een bougie wordt ontstoken, blaast het brandstof- en luchtmengsel in die cilinder omhoog. Het gebeurt honderden keren per cilinder per minuut. Kun je je voorstellen hoeveel warmte dat genereert?
Die explosies zijn relatief klein, maar in enorme hoeveelheden produceren ze extreme hitte. Overweeg een omgevingsluchttemperatuur van 70 graden. Als een motor 70 graden "koud" is, hoe lang na het starten is de hele motor op bedrijfstemperatuur? Het duurt maar een paar minuten stationair draaien. Hoe kom je af van de overtollige warmte die ontstaat bij het verbrandingsproces?
Er zijn twee soorten koelsystemen die worden gebruikt op voertuigen. Luchtgekoelde motoren worden zelden gebruikt in moderne voertuigen, maar waren populair in het begin van de twintigste eeuw. Ze worden nog steeds veel gebruikt in tuintrekkers en tuinonderhoudmachines. Vloeistofgekoelde motoren worden bijna uitsluitend door alle autofabrikanten over de hele wereld gebruikt. Hier gaan we in op vloeistofgekoelde motoren.
Hoe een koelsysteem werkt
Vloeistofgekoelde motoren hebben een paar veelgebruikte onderdelen:
- Waterpomp
- Antivries
- Radiator
- Thermostaat
- Koelvloeistofmantel van de motor
- Heater Core
Elk systeem heeft ook slangen en kleppen die op verschillende manieren zijn gerangschikt en gerouteerd. De basis blijft hetzelfde.
Het koelsysteem is gevuld met een 50/50 mengsel van ethyleenglycol en water. Deze vloeistof wordt antivries of koelvloeistof genoemd. Het is het medium dat door het koelsysteem wordt gebruikt om de motorwarmte te verwijderen en te verspreiden. Antivries wordt onder druk gehouden in het koelsysteem als de warmte de vloeistof expandeert, tot 15 psi. Als de druk hoger is dan 15 psi, opent een ontlastklep in de dop van de radiator en drijft een kleine hoeveelheid koelmiddel af om een veilige druk te behouden.
Motoren lopen optimaal op 190-210 graden Fahrenheit. Wanneer de temperatuur stijgt en een aanhoudende temperatuur van 240 graden overschrijdt, kan oververhitting optreden. Dit kan schade aan motor- en koelsysteemcomponenten veroorzaken.
De waterpomp: De waterpomp wordt aangedreven door een kronkelende riem of distributieriem of ketting. Het bevat een impeller die de antivries in het koelsysteem laat circuleren. Omdat het wordt aangedreven door een riem die is vastgemaakt aan andere motorsystemen, neemt de stroom ervan steeds ongeveer evenveel toe als de motortoerentallen.
De radiator: Antivries wordt vanuit de waterpomp in de radiator gecirculeerd. De radiator is een buizenstelsel dat een groot oppervlak voor de antivries mogelijk maakt om de warmte die het bevat te laten ontsnappen. Lucht stroomt door of wordt door een koelventilator naar buiten getrokken en verwijdert warmte uit de vloeistof.
De thermostaat: De volgende stop voor de antivries is de motor. De gateway die het moet passeren is een thermostaat. Totdat de motor op bedrijfstemperatuur is, blijft de thermostaat gesloten en kan het koelmiddel niet door de motor circuleren. Zodra de bedrijfstemperatuur is bereikt, wordt de thermostaat geopend en blijft de antivries in het koelsysteem circuleren.
De motor: Antivriesmiddel passeert kleine doorgangen rondom het motorblok, ook wel de koelmantel genoemd. Het koelmiddel absorbeert de warmte van de motor en voert deze uit terwijl deze de circulatieroute voortzet.
The Heater Core: Vervolgens komt het antivriesmiddel in de verwarming in de auto. Een verwarmingskern is gemonteerd in het passagierscompartiment en de antivries loopt erdoorheen. Een ventilator blaast over de verwarmingskern, haalt de warmte uit de vloeistof naar binnen en warme lucht komt het passagierscompartiment binnen.
Na de verwarmingskern gaat de antivries door naar de waterpomp om de circulatie helemaal opnieuw te beginnen.