Système de refroidissement du moteur de voiture : dispositif et principe de fonctionnement

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 16:01

Le système de refroidissement du moteur de la voiture est conçu pour protéger l'unité de travail contre la surchauffe et contrôle ainsi les performances de l'ensemble du bloc moteur. Le refroidissement est la fonction la plus importante dans le fonctionnement d'un moteur à combustion interne.

Les conséquences d'un dysfonctionnement du refroidissement du moteur à combustion interne peuvent être fatales pour l'unité elle-même, jusqu'à la défaillance complète du bloc-cylindres. Les nœuds endommagés ne pourront plus faire l'objet de travaux de restauration, leur maintenabilité sera égale à zéro. Il est nécessaire de traiter l'opération avec soin et responsabilité et d'effectuer un rinçage périodique du système de refroidissement du moteur.

En contrôlant le système de refroidissement, le propriétaire de la voiture prend directement soin de la "santé du cœur" de son "cheval de fer".

Nomination du système de refroidissement

La température dans le bloc-cylindres lorsque l'unité est en marche peut monter jusqu'à 1900 ℃. De ce volume de chaleur, seule une partie est utile et est utilisée dans les modes de fonctionnement requis. Le reste est évacué par le système de refroidissement.compartiment moteur. L'augmentation du régime de température au-dessus de la norme est lourde de conséquences négatives qui conduisent à l'épuisement des lubrifiants, à la violation des jeux techniques entre certaines pièces, en particulier dans le groupe de pistons, ce qui entraînera une diminution de leur durée de vie. La surchauffe du moteur, à la suite d'un dysfonctionnement du système de refroidissement du moteur, est l'une des raisons de la détonation du mélange combustible fourni à la chambre de combustion.

Le refroidissement excessif du moteur est également indésirable. Dans une unité "froide", il y a une perte de puissance, la densité de l'huile augmente, ce qui augmente le frottement des composants non lubrifiés. Le mélange combustible de travail se condense partiellement, privant ainsi les parois du cylindre de lubrification. Cependant, la surface de la paroi du cylindre subit un processus de corrosion dû à la formation de dépôts de soufre.

Le système de refroidissement du moteur est conçu pour stabiliser les conditions thermiques nécessaires au fonctionnement normal du moteur du véhicule.

Types de système de refroidissement

Le système de refroidissement du moteur est classé selon la méthode de dissipation de la chaleur:

• refroidissement avec des liquides de type fermé;
• type ouvert refroidi par air;
• système de dissipation thermique combiné (hybride).

Actuellement, le refroidissement par air dans les voitures est extrêmement rare. Le liquide peut être de type ouvert. Dans de tels systèmes, la chaleur est évacuée par le tuyau de vapeur vers l'environnement. Le système fermé est isolé de l'extérieuratmosphère. Par conséquent, la pression dans le système de refroidissement de ce type de moteur est beaucoup plus élevée. A haute pression, le seuil d'ébullition de l'élément de refroidissement augmente. La température du réfrigérant dans un système fermé peut atteindre 120℃.

Refroidissement par air

Le refroidissement naturel par air pulsé est le moyen le plus simple d'évacuer la chaleur. Les moteurs avec ce type de refroidissement émettent de la chaleur dans l'environnement à l'aide d'ailettes de radiateur situées à la surface de l'unité. Un tel système manque énormément de fonctionnalités. Le fait est que cette méthode dépend directement de la petite chaleur spécifique de l'air. De plus, il y a des problèmes avec l'uniformité de l'évacuation de la chaleur du moteur.

De telles nuances empêchent l'installation d'une unité efficace et compacte en même temps. Dans le système de refroidissement du moteur, l'air est fourni de manière inégale à toutes les pièces, puis la possibilité d'une surchauffe locale doit être évitée. Suivant les caractéristiques de conception, les ailettes de refroidissement sont montées aux endroits du moteur où les masses d'air sont les moins actives, en raison des propriétés aérodynamiques. Les parties du moteur les plus sensibles à la chaleur sont placées vers les masses d'air, tandis que les parties "plus froides" sont placées à l'arrière.

Refroidissement à air forcé

Les moteurs avec ce type de dissipation thermique sont équipés d'un ventilateur et d'ailettes de refroidissement. Un tel ensemble d'unités structurelles vous permet de forcer artificiellement l'air dans le système de refroidissement du moteur pourailettes de refroidissement. Un carter de protection est installé au-dessus du ventilateur et des ailettes, qui participe à la direction des masses d'air pour le refroidissement et empêche la chaleur de pénétrer de l'extérieur.

Les aspects positifs de ce type de refroidissement sont la simplicité des caractéristiques de conception, le faible poids, l'absence d'alimentation en réfrigérant et d'unités de circulation. Les inconvénients sont le niveau de bruit élevé du système et l'encombrement de l'appareil. De plus, en refroidissement par air pulsé, le problème de surchauffe locale de l'unité et de flux d'air diffus n'a pas été résolu, malgré les caissons installés.

Ce type d'avertissement de surchauffe du moteur a été activement utilisé jusqu'aux années 70. Le fonctionnement du système de refroidissement du moteur à air forcé est populaire sur les petits véhicules.

Refroidissement avec des liquides

Le système de refroidissement liquide est de loin le plus populaire et le plus répandu. Le processus d'évacuation de la chaleur s'effectue à l'aide d'un réfrigérant liquide circulant dans les principaux éléments du moteur via des conduites fermées spéciales. Le système hybride combine des éléments de refroidissement par air en même temps que liquide. Le liquide est refroidi dans un radiateur à ailettes et un ventilateur à carter. De plus, un tel radiateur est refroidi par des masses d'air d'alimentation lorsque le véhicule est en mouvement.

Le système de refroidissement liquide du moteur produit un niveau de bruit minimum pendant le fonctionnement. Ce type recueille la chaleur partout et l'évacue du moteur avec une hauteefficacité.

Selon la méthode de mouvement du réfrigérant liquide, les systèmes sont classés:

• circulation forcée - le mouvement du fluide se produit à l'aide d'une pompe qui fait partie du moteur et du système de refroidissement lui-même;
• circulation thermosiphon - le mouvement est effectué en raison de la différence de densité du réfrigérant chauffé et refroidi;
• méthode combinée - la circulation des fluides agit simultanément dans les deux premières manières.

Dispositif du système de refroidissement du moteur

La conception du refroidissement liquide a la même structure et les mêmes éléments pour les moteurs à essence et diesel. Le système se compose de:

• bloc radiateur;
• refroidisseur d'huile;
• ventilateur, carénage installé;
• pompes (pompe à force centrifuge);
• réservoir pour l'expansion du fluide chauffé et le contrôle de niveau;
• Thermostat de circulation de réfrigérant.

Lors du rinçage du système de refroidissement du moteur, tous ces nœuds (à l'exception du ventilateur) sont affectés pour un travail ultérieur plus efficace.

Le liquide de refroidissement circule dans les conduites à l'intérieur du bloc. L'ensemble de ces passages est appelé "enveloppe de refroidissement". Il couvre les zones les plus sujettes à la chaleur du moteur. Le réfrigérant, se déplaçant le long de celui-ci, absorbe la chaleur et la transporte vers le bloc radiateur. Se refroidissant, il répète le cercle.

Fonctionnement du système

L'un des principaux éléments de l'appareil du système de refroidissementmoteur est considéré comme un radiateur. Sa tâche est de refroidir le réfrigérant. Il se compose d'une caisse de radiateur, à l'intérieur de laquelle sont posés des tubes pour le mouvement du fluide. Le liquide de refroidissement entre dans le radiateur par le tuyau inférieur et sort par le tuyau supérieur, qui est monté dans le réservoir supérieur. Au-dessus du réservoir, il y a un col fermé par un couvercle avec une valve spéciale. Lorsque la pression dans le système de refroidissement du moteur augmente, la soupape s'ouvre légèrement et le liquide pénètre dans le vase d'expansion, fixé séparément dans le compartiment moteur.

Également sur le radiateur se trouve un capteur de température qui signale au conducteur le chauffage maximal du liquide via un dispositif installé dans la cabine sur le panneau d'information. Dans la plupart des cas, un ventilateur (parfois deux) avec un boîtier est fixé au radiateur. Le ventilateur est activé automatiquement lorsque la température critique du liquide de refroidissement est atteinte, ou il fonctionne de force à partir du variateur avec une pompe.

La pompe assure une circulation constante du liquide de refroidissement dans tout le système. La pompe reçoit l'énergie de rotation au moyen d'un entraînement par courroie de la poulie de vilebrequin.

Le thermostat contrôle le grand et le petit cercle de circulation du réfrigérant. Lorsque le moteur est démarré pour la première fois, le thermostat fait circuler le fluide dans un petit cercle afin que le bloc moteur se réchauffe plus rapidement à la température de fonctionnement. Après cela, le thermostat ouvre un grand cercle du système de refroidissement du moteur.

Antigel ou eau

De l'eau ou de l'antigel est utilisé comme liquide de refroidissement. Les propriétaires de voitures modernes sont de plus en plusappliquer ce dernier. L'eau gèle à des températures inférieures à zéro et est un catalyseur dans les processus de corrosion, ce qui affecte négativement le système. Le seul avantage est sa dissipation thermique élevée et, peut-être, sa disponibilité.

L'antigel ne gèle pas à froid, prévient la corrosion, prévient les dépôts de soufre dans le circuit de refroidissement du moteur. Mais il a un transfert de chaleur plus faible, ce qui affecte négativement la saison chaude.

Défauts

Les conséquences d'une panne de refroidissement sont une surchauffe ou une hypothermie du moteur. La surchauffe peut être causée par une insuffisance de liquide dans le système, un fonctionnement instable de la pompe ou du ventilateur. De plus, le thermostat fonctionne mal alors qu'il devrait ouvrir un grand cercle de refroidissement.

Les pannes du système de refroidissement du moteur peuvent être causées par une forte contamination du radiateur, des scories des conduites, un mauvais fonctionnement du bouchon du radiateur, du vase d'expansion ou un antigel de mauvaise qualité.