内燃機関の冷却システムを理解する

内燃機関は非常に高温の熱を発生するため、冷却システムが採用されています。冷却の循環によって、エンジンとそのコンポーネントの寿命が決まります。自動車のエンジンでは、冷却プロセスは水または空気によるものですが、どちらのプロセスにも効果があります。潤滑油は、エンジンの部品をある程度冷却するのにも役立ちますが.

自動車は長年にわたって多くの変化を遂げてきましたが、エンジンの冷却システムには大きな変化はありません。まあ、最新の設計は、エンジンを介した循環を行うことで、より信頼性が高く効率的です。この設計は非常に効率的で、エンジンを一定の温度に維持します。外気温が華氏約 110 度または 0 度未満の 10 度まで熱くなっても、冷房は一定のままです。燃費が悪化し、排出量が増加する可能性があります。

今日は、内燃機関の冷却システムの定義、機能、コンポーネント、図、タイプ、動作原理、およびメンテナンスと修理について見ていきます。

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エンジン冷却システムとは ?

冷却システムは、燃焼熱を吸収するためにエンジンブロックとヘッドの通路に液体冷却剤を流​​すことを可能にするコンポーネントのセットです。加熱された液体は、冷却のためにゴムホースを通ってラジエーターに戻ります。加熱された液体 (温水) が細いチューブを通ってラジエーターに流れ込むと、空気の流れによって冷却されます。

現代の内燃機関は水と空気の両方で冷却されますが、一部のエンジンは空気または液体のいずれかを使用してエンジンから廃熱を取り除きます。特殊用途または小型のエンジンは、大気からの空気を使用して冷却されるため、システムが軽量になり、比較的単純になります。一部のエンジンでは、熱は水の閉ループからラジエーターに伝達され、そこで冷却が行われます。

水は空気よりも能力が高く、エンジンからの熱を素早く移動させることができます。水冷システムのコンポーネントは、エンジンの重量、複雑さ、およびコストを増加させます。このシステムは、より多くの廃熱を生成するが、より多くの重量を移動できる高出力エンジンに適しています。

エンジン冷却システムの機能

以下は、内燃機関の冷却システムの機能です:

IC エンジンの冷却システムの本質は、エンジン シリンダー内の燃焼ガス (燃焼ガス) の温度が摂氏 1500 ～ 2000 度に達するためです。これは、エンジンのシリンダーヘッドとボディの材料の融点を超えています。したがって、熱を逃がさないと、シリンダーの材質に深刻な問題と故障が発生します。

自動車エンジンの冷却システムのもう 1 つの機能は、可動部品を潤滑および冷却する潤滑油の温度を下げることです。非常に高温になると、潤滑油への膜が酸化され、表面に炭素の堆積物が生成されます。これにより、ピストンの焼き付きが発生することがよくあります。

熱除去が多すぎると、エンジンの熱効率が低下するためです。このシステムは、燃焼室で発生した熱の少なくとも 30% を除去するように設計されています。

機能的な冷却システムは、エンジンが高温のときに高速で熱を除去できる必要があります。エンジンは始動時に冷却されています。作動部品が短時間で作動温度に達することができるように、多くの冷却は必要ありません。

温度が高くなると、エンジンの体積効率が低下します。また、過熱のため、温度差が大きくなると、設定された熱応力によりエンジン コンポーネントが歪みます。このためには、温度変化を正常に保つために機能的な冷却システムが必要です。

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エンジン冷却システムのコンポーネント

以下は、内燃エンジンの冷却システムのコンポーネントとその機能です:

ラジエーター:

このエンジン冷却部品は、アルミニウム チューブと、チューブ間をジグザグに走るストリップで構成されています。高温の流体は、ホースを通ってラジエータ内を流れます。この加熱された流体は、チューブから空気の流れに移され、大気中に吹き飛ばされます。

冷却ファン:

冷却ファンは、エンジンに最も近いラジエーターの少し後ろにあります。この部分は、指を保護し、空気の流れを導くように設計されています。エンジンが作動している間、ラジエーターに空気を送って高温の流体を冷却するため、ファンはラジエーターの温度を下げるのに役立ちます.

最新の電動ファンは、車両のコンピューターによって制御されます。エンジン温度を監視し、情報を ECU に送信する温度センサーがあります。

圧力キャップとリザーブ タンク:

ラジエーターは現在、圧力キャップを使用して設計されているため、クーラントが膨張すると加圧されて流出します。したがって、加圧キャップの機能は、冷却システム内の圧力を特定のポイントまで維持することです。このキャップは、正しいポンド/平方インチ (psi) に調整されたスプリング バルブを備えていました。圧力が設定圧力ポイントよりも高くなると、それが開き、少量のクーラントが排出されます。

リザーブタンクは、加圧されたキャップからブリードオフされたクーラントを集めるリザーバーです。タンクは通常プラスチック製で、クーラントの温度を示すことができます。

ウォーターポンプ:

ウォーター ポンプは、エンジン冷却システムのもう 1 つの重要なコンポーネントです。エンジンの前部に取り付けられ、エンジンが作動している限りクーラントを循環させ続けます。この部品は、鋳鉄または鋳造アルミニウムと、クーラントを送り込むインペラー ブレードでできています。

サーモスタット:

サーモスタットは、エンジンクーラントの温度を感知または測定する単なるバルブです。クーラントが十分に熱くない場合、サーモスタットは閉じたままですが、クーラントの温度が特定の温度に達するとすぐにサーモスタットが開き、クーラントがラジエーターを流れるようになります。

ヒーター コア:

熱いクーラントは、必要に応じて、車のインテリアにより良い目的を果たします。これを実現するために、冷却システムは、ラジエーターとよく似たヒーター コアを使用して設計されています。コンポーネントは、一対のゴムホースを使用して接続され、ウォーターポンプからエンジンの上部にクーラントを集めて戻します。ヒーター コアに送風するファン ブロワーがあり、高温のクーラントから車内に熱を供給します。

ホース:

ラジエーターからエンジン内部へのクーラントの完全な循環は、ホースによって達成されます。しかし、メイン ホースは、アッパー ラジエーター ホースとロア ラジエーター ホースとして知られています。それらは他のものに比べて大きく、幅が広いです。

バイパス システム:

このコンポーネントは、エンジン内のクーラントがサーモスタットを開くのに十分なほど熱くなっている場合に機能します。したがって、クーラントがラジエーターをバイパスしてエンジンに直接戻ることができるため、クーラント温度のバランスをとることができます。多くの場合、ゴム製のホースを使用できますが、一部のメーカーは固定されたスチール チューブを使用しています。

シリンダー ヘッド ガスケットとインテークマニホールド ガスケット:

このコンポーネントは、燃焼室の合わせ面をしっかりと締めるので、エンジン冷却システムにも役立ちます。エンジンや燃焼室へのクーラントやオイルの漏れを防ぎます。合わせ面が精密に機械加工されてきつく締まっている場合でも、クーラントはそれを通って流れることができます。これがガスケットが採用されている理由です。

凍結プラグ:

これは、特殊な砂と溶融金属で製造されたエンジン内の部品です。エンジンブロック内のクーラント通路の形状に合わせて成形。クーラントは部品を通って流れるため、穴に差し込む必要があります。そうしないと、クーラントがすぐに流れ出してしまいます。

冷却システム コンポーネントのほとんどは、新しい投稿で完全に説明されています。それらを明確に理解するために、それらを確認する必要があります。

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内燃機関の冷却システムの全体図 ine:

エンジン冷却システムの種類

内燃機関の冷却システムには 2 つのタイプがあります。

空冷システム:

空気式の冷却システムでは、エンジン外部で反射した熱が空気の流れによって放熱され、吹き飛ばされます。この気流は大気から得られ、フィンによって効果的にエンジン コンポーネントに向けられます。フィンは金属製の尾根でできており、サイズによってプロセス中に常に吹き飛ばされる熱量が決まります。

空冷システムは、フィン表面の総面積、冷却空気の速度、およびフィンと冷却空気の温度に依存します。この冷却システムは、馬力の低いトラクター、スクーター、オートバイ、小型航空機、小型車のエンジンに適しています。一部の小型産業用エンジンも、空冷システムを使用するように設計されています。

空冷システムの利点:

以下は、空冷システムを備えたエンジンの利点です:

• システムの製造コストが安い
• ウォーター ジャケット、ラジエーター、循環ポンプ、水自体を含まない設計のため、軽量です。
• メンテナンスの必要性が少なくなります。
• シリンダー ジャケットの亀裂やラジエーターのウォーター チューブなどの凍結による損傷のリスクが発生しません。
• 空冷エンジンはそれほど複雑ではありません

水冷システム:

これまで、自動車のエンジンでは一般的な水系の冷却システムについて説明してきました。エンジンの動作において、過熱を防ぎ、過剰な熱を除去するという 2 つの目的を果たします。また、エンジンを効率的な作業温度で経済的に保ちます。

水冷システムには、以下を含む 4 つの異なるタイプがあります。

• ダイレクトまたはノンリターン システム
• サーモサイフォン システム
• ホッパーシステム
• ポンプ/強制循環システム

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動作原理

前述のように、自動車の冷却システムには 2 つのタイプがあります。この説明では、水冷システムの働きについて説明します。このシステムは、エンジンブロックとヘッド内の通路と冷却水を循環させるウォーターポンプで構成されています。また、クーラントの温度を制御するサーモスタットと、システムの圧力を制御するラジエーター キャップで構成されています。相互接続されたホースの助けを借りて、これらすべてのスポットに冷却剤が流れます。

水冷システムは、エンジン ブロックとヘッドの通路を介して液体冷却剤を移送することによって機能します。クーラントはラジエータから流れ、燃焼プロセス中の過剰な熱生成を吸収します。クーラントは熱を受け取った後、ゴムホースを通ってラジエーターに送られます。高温のクーラントがラジエーターに入るとすぐに、冷却が始まります。冷却は、車両の前側からエンジン ルームに入る気流によって行われます。

クーラントが冷却された後、エンジンに戻って同じプロセスを実行します。ウォーターポンプは、クーラントの循環が隠れた通路に向かって入るのを助けます。エンジンとラジエーターの間にサーモスタットがあり、ラジエーターに入る前にクーラントが特定の設定温度に加熱されるようにします。サーモスタットは、冷却されたクーラントを感知すると閉じたままになるため、循環プロセスを停止する代わりに、ラジエーターをバイパスしてエンジンに戻ります。

冷却システムは、クーラントが沸騰するのを防ぐために加圧バルブで設計されています。圧力がかかるとクーラントの沸騰が上昇するため、ラジエーターキャップは圧力が一定以上になった場合に圧力を逃がすように設計されています。そうしないと、圧力がかかりすぎると、ホースやその他の部品などのシステム コンポーネントが破損します。

水冷システムのビデオを見る:

冷却システムのメンテナンス

冷却システムはエンジンにとって非常に重要であるため、エンジンと冷却システムの寿命を延ばすためにメンテナンスを確実に行う必要があります。実行できる最も一般的なメンテナンスは、定期的にエンジンクーラントを洗い流して補充することです。そうすることで、不凍液には冷却システムの腐食を防ぐのに役立つ多くの添加物が含まれています。

メーカーが常に指摘しているように、通常のクーラントを使用すると腐食が発生し、数種類の金属が相互に作用すると腐食が進行する傾向があります。これにより、スケールが発生し、ヒーターコアとラジエーターの薄いフラットチューブを詰まらせ始めます。そのようなことが起こると、エンジンは最終的にオーバーヒートします。

車両ユーザーは冷却システムの機能に注意する必要があるため、不凍液は非常に重要です。それはエンジンの寿命を延ばし、またいくらかのお金を節約するからです.不凍液の配合は、交換前に 5 年間または 150,000 マイル使用できます。通常は赤みがかった緑がかった色です。

逆フラッシュ冷却システムには専門的で特別な機器が必要なため、適切な整備工場で操作を行ってください。メンテナンス プロセス中に、サーモスタット、ラジエーター プレッシャー キャップ、ウォーター ポンプなどの小さな重要なコンポーネントをテストし、弱い場合は確実に交換してください。

冷却システム部品の外部漏れを特定するために、圧力テストを実行する必要があります。ラジエター、クーラント通路、ヒーターホース、ヒーターコアなど。エンジン ファンも正常に動作している必要があります。

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結論として、内燃エンジンの冷却システムとは何かを詳しく調べました。これは、熱を吸収するためのエンジン システム内の冷却剤の循環であると説明しました。また、さまざまな領域とそのコンポーネントで冷却システムの機能も確認しました。自動車エンジンの冷却方式として、空冷と水冷の2種類を検討した。最後に、作業とメンテナンスが処理されました。

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