Vzduchové chlazení
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Vzduchové chlazení je způsob chlazení spalovacích motorů. Oproti kapalinovému chlazení má menší tepelnou setrvačnost, což je výhodné v extrémních teplotních podmínkách. Účelem vzduchového chlazení je udržet provozní teplotu motoru (85 - 95°C) a odvést přebytečné teplo, které není využito k mechanické práci či není odvedeno výfukem. Jedná se o chlazení přímé (odvod tepla do okolí není zprostředkován jiným médiem).
Obsah |
[editovat] Účel
Účelem je udržet provozní teplotu motoru. Pokud je teplota motoru vyšší (nedostatečně chlazený motor, přehřívá se), může docházet k vznícení směsi či paliva dříve, než je ideální. Způsobuje to rázy, nadměrné zatěžování klikového ústrojí, motor je hlučnější, klepe a může dojít (v lepším případě) k zastavení chodu motoru. V horším případě může být motor těžce poškozen či může dojít k požáru. Při přechlazení dochází ke srážení paliva na stěnách válců a tím ke zředění oleje, později může dojít i k zadření motoru, u vznětových motorů se zvyšuje kouřivost. U vodou chlazených motorů je teplota motoru udržována v rozmezí 85-95°C, u vzduchem chlazených motorů je teplota vyšší (pracovní teplota motoru Tatra 148 je kolem 160-180°C).
[editovat] Princip
Vzduchové chlazení funguje na jednoduchém principu přestupu tepla z motoru do okolního vzduchu, kdy je chladicí vzduch v přímém kontaktu s motorem. Kvůli usnadnění přestupu tepla je motor opatřen žebrováním, které zvětšuje celkovou plochu chlazených částí. Žebrování bývá vyrobeno z materiálů s dobrou tepelnou vodivostí.
[editovat] Konstrukce
Pro vzduchové chlazení je potřeba opatřit hlavu motoru a válec žebrováním. Žebrování zvětší plochu, která je ve styku se vzduchem, a tím usnadní odvod tepla do okolí. Vytváří se často z lehké legované slitiny jako je hliník apod. U motorů malých výkonů a u motocyklů s nezakrytým motorem nemusí být použito ventilátoru - takové chlazení se nazývá náporové. U větších či stabilních motorů je ventilátor nutností, výjimkou je ejektorové chlazení.
[editovat] Druhy
[editovat] Náporové chlazení
U tohoto způsobu chlazení není řešena výměna chladicího vzduchu, počítá se s pohybem motoru, při kterém bude kolem chlazených míst proudit vzduch (například jízda motocyklu). Nevýhodou je zvýšení aerodynamického odporu. Jedná se však o lehký, jednoduchý, levný a účinný druh chlazení, použitelný zejména u motocyklů. Problémem je možnost přehřátí motoru, pokud vozidlo či motocykl stojí na místě.
[editovat] Přetlakové chlazení
Výměna chladicího vzduchu je řešena ventilátorem, umístěným na místě vstupu vzduchu do chladicího systému. Používá se hlavně u motorů velkých výkonů s více válci (nákladní vozy Tatra, Praga V3S, ale také Trabant 500/600/601), rovnoměrnost chlazení je docílena chladicím pláštěm, tvořeným soustavou plátů (z kovů či plastů), které rozdělují a směrují chladicí vzduch k jednotlivým válcům. Nevýhodou je příkon ventilátoru a větší váha oproti náporovému chlazení, díky regulaci však odpadají problémy náporového chlazení.
[editovat] Podtlakové chlazení
Od přetlakového chlazení se liší pouze umístěním ventilátoru, který se nachází na výstupu vzduchu z chladicího prostoru. Ohřátý vzduch je tak vlastně odčerpáván z chladicího systému. Příkladem může být chlazení motorů vozů Tatra 603.
[editovat] Ejektorové chlazení
Použit stejný princip, jako u podtlakového způsobu chlazení, pouze s tím rozdílem, že na konci chladicího pláště je místo ventilátoru umístěn ejektor (tryska), do kterého vyúsťuje výfukové potrubí. Spaliny strhávají vzduch z chladicího pláště a odvádějí difuzorem do ovzduší. Tento systém je však velice hlučný, a proto se používal pouze u závodních vozů.
[editovat] Srovnání s kapalinovým chlazením
[editovat] Výhody oproti kapalinovému chlazení
Oproti kapalinovému chlazení může být vzduchové chlazení lehčí, má jednodušší konstrukci a menší rozměry (proto se používá například u sekaček na trávu). Je téměř nenáročné na údržbu a v zimě nehrozí zamrznutí chladicí soustavy (nehrozí prasknutí motoru). Díky menší tepelné setrvačnosti je účinnější a spolehlivější v extrémních teplotních podmínkách. Motor se také rychleji zahřeje na provozní teplotu.
[editovat] Nevýhody
Díky malé tepelné setrvačnosti dochází k většímu kolísání provozní teploty. Konstrukce také vyžaduje větší vůli mezi pístem a válcem z důvodů tepelné roztažnosti, což způsobuje, že je motor náchylnější ke klepání. Značnou nevýhodou je také příkon ventilátoru, který spotřebuje kolem 4 - 10% výkonu motoru. Motor je hlučnější, protože mezi spalovacím prostorem a okolím není izolační vrstva vody a hlučnost zvyšuje i ventilátor. Vzduchové chlazení se dá obtížněji regulovat.
[editovat] Využití
Vzduchové chlazení se využívá u většiny malých motorů, dále u motorů některých motocyklů a téměř všech vrtulových a turbovrtulových letadel. U motorů nákladních vozidel se nepoužívá, jedinou výjimkou je česká automobilka Tatra.
[editovat] Odkazy
[editovat] Reference
OLDŘICH BUREŠ A KOLEKTIV. Traktory a Automobily. Praha : Státní zemědělské nakladatelství, 1986. Kapitola Chlazení motorů, s. 135 - 146.
