Sur la photo, un schéma du système de refroidissement du moteur Nissan Almera G15
Le système de refroidissement des moteurs de type standard refroidit ses parties chauffées. Dans les systèmes des voitures modernes, il remplit également d'autres fonctions:
- refroidit l'huile dans le système de lubrification ;
- refroidit l'air circulant dans le système de suralimentation;
- refroidit les gaz d'échappement dans leur système de recirculation ;
- refroidit le liquide de transmission automatique ;
- réchauffe l'air circulant dans les systèmes de ventilation, de chauffage et de climatisation.
Il existe plusieurs façons de refroidir le moteur, dont l'application dépend du type de système de refroidissement utilisé. Distinguer les systèmes liquide, air et combiné. Liquide - élimine la chaleur du moteur à l'aide d'un flux de liquide et de l'air - avec un flux d'air. Dans un système combiné, ces deux méthodes sont combinées.
Plus souvent que d'autres, un système de refroidissement liquide est utilisé dans les voitures. Il refroidit uniformément et efficacement les pièces du moteur et fonctionne avec moins de bruit que l'air. Basé sur la popularité du système liquide, c'est sur son exemple que le principe de fonctionnement des systèmes de refroidissement du moteur de la voiture dans son ensemble sera considéré.
Schéma du système de refroidissement du moteur
La photo montre un schéma du système de refroidissement du moteur d'une voiture VAZ 2110 avec carburateur et d'un VAZ 2111 avec injecteur (équipement d'injection de carburant).
Pour les moteurs à essence et diesel, des conceptions similaires de systèmes de refroidissement sont utilisées. Leur ensemble standard d'éléments est le suivant :
- classique, refroidisseur d'huile et radiateur de liquide de refroidissement ;
- ventilateur de radiateur;
- Pompe centrifuge;
- thermostat;
- échangeur de chaleur de chauffage;
- vase d'expansion;
- chemise de refroidissement du moteur;
- Système de contrôle.
Considérons chacun de ces éléments séparément :
1. Radiateurs.
- Dans un radiateur classique, le liquide chauffé est refroidi par le contre-courant de l'air. Pour augmenter son efficacité, un dispositif tubulaire spécial est utilisé dans la conception.
- Le refroidisseur d'huile est conçu pour réduire la température de l'huile du système de lubrification.
- Pour refroidir les gaz d'échappement, leurs systèmes de recirculation utilisent un troisième type de radiateur. Il permet de refroidir le mélange air-carburant pendant sa combustion, réduisant ainsi la formation d'oxydes d'azote. Le radiateur supplémentaire est équipé d'une pompe séparée, qui est également incluse dans le système de refroidissement.
2. Ventilateur de radiateur. Pour augmenter l'efficacité du radiateur, il utilise un ventilateur, qui peut avoir un mécanisme d'entraînement différent :
- hydraulique;
- mécanique (connecté en permanence au vilebrequin d'un moteur de voiture);
- électrique (alimenté par le courant de la batterie).
Le type le plus courant de ventilateurs électriques, qui est contrôlé dans une plage assez large.
3. Pompe centrifuge. À l'aide d'une pompe dans le système de refroidissement, son fluide circule. Une pompe centrifuge peut être équipée d'un type d'entraînement différent, par exemple une courroie ou un engrenage. Dans les moteurs turbocompressés, en plus de la pompe principale, une pompe centrifuge supplémentaire peut être utilisée pour un refroidissement plus efficace du turbocompresseur et de l'air de suralimentation. Une unité de contrôle du moteur est utilisée pour contrôler le fonctionnement des pompes.
4. Thermostat. Le thermostat contrôle la quantité de liquide entrant dans le radiateur. Un thermostat est installé dans le tuyau de dérivation menant au radiateur de la chemise de refroidissement du moteur. Grâce au thermostat, vous pouvez contrôler la température du système de refroidissement.Dans les voitures équipées d'un moteur puissant, un type de thermostat légèrement différent peut être utilisé - avec chauffage électrique. Il est capable de réguler la température du fluide du système dans une plage à deux étages à trois positions de fonctionnement.
A l'état ouvert, un tel thermostat est pendant le fonctionnement maximal du moteur. Cela réduit la température du liquide de refroidissement traversant le radiateur à 90 ° C, réduisant ainsi le risque de détonation du moteur. Dans les deux autres positions de fonctionnement du thermostat (ouvert et semi-ouvert), la température du fluide sera maintenue à 105°C.
5. Échangeur de chaleur de chauffage. L'air entrant dans l'échangeur de chaleur est chauffé pour son utilisation ultérieure dans le système de chauffage du véhicule. Pour augmenter l'efficacité de l'échangeur de chaleur, il est placé directement à la sortie du liquide de refroidissement qui a traversé le moteur et a une température élevée.
6. Vase d'expansion. En raison des changements de température du liquide de refroidissement, son volume change également. Pour compenser cela, un vase d'expansion est intégré au système de refroidissement, ce qui maintient le volume de fluide dans le système au même niveau.
7. Chemise de refroidissement du moteur. Dans sa conception, une telle chemise est un canal de fluide traversant la culasse du bloc moteur et le bloc-cylindres.
8. Système de contrôle. Les dispositifs suivants peuvent être présentés comme éléments de commande du système de refroidissement du moteur :
- Capteur de température du fluide calorigène. Le capteur de température convertit la valeur de température en la valeur de signal électrique correspondante, qui est transmise à l'unité de commande. Dans les cas où le système de refroidissement est utilisé pour refroidir les gaz d'échappement ou à d'autres fins, un capteur de température supplémentaire peut y être installé, installé à la sortie du radiateur.
- Unité de contrôle électronique. En recevant les signaux électriques du capteur de température, l'unité de contrôle réagit automatiquement et exécute les actions appropriées sur les autres éléments d'actionnement du système. Habituellement, l'unité de contrôle dispose d'un logiciel qui exécute toutes les fonctions d'automatisation du processus de traitement du signal et de configuration du fonctionnement du système de refroidissement.
- En outre, les dispositifs et éléments suivants peuvent être impliqués dans le système de contrôle : relais de refroidissement du moteur après son arrêt, relais de pompe auxiliaire, thermostat de chauffage, unité de commande de ventilateur de radiateur.
Le principe du système de refroidissement du moteur en action
Une opération de refroidissement bien établie est due à la présence d'un système de contrôle. Dans les voitures à moteurs modernes, ses actions sont basées sur un modèle mathématique, qui prend en compte divers indicateurs des paramètres du système:
- température de l'huile de lubrification ;
- la température du fluide utilisé pour refroidir le moteur ;
- température ambiante;
- d'autres indicateurs importants affectant le fonctionnement du système.
Le système de contrôle, évaluant divers paramètres et leur influence sur le fonctionnement du système, compense leur influence en régulant les conditions de fonctionnement des éléments contrôlés.
À l'aide d'une pompe centrifuge, le liquide de refroidissement est forcé de circuler dans le système. En passant à travers la chemise de refroidissement, le liquide se réchauffe et lorsqu'il pénètre dans le radiateur, il se refroidit. En chauffant le fluide, les pièces du moteur elles-mêmes se refroidissent. Dans la chemise de refroidissement, le liquide peut circuler à la fois dans le sens longitudinal (le long de la ligne des cylindres) et dans le sens transversal (d'un collecteur à un autre).
Le cercle de sa circulation dépend de la température du liquide de refroidissement. Au démarrage du moteur, le moteur lui-même et le liquide de refroidissement sont froids et, afin d'accélérer son échauffement, le liquide est dirigé vers un petit cercle de circulation en contournant le radiateur.Plus tard, lorsque le moteur chauffe, le thermostat chauffe et change sa position de fonctionnement en semi-ouvert. En conséquence, le liquide de refroidissement commence à s'écouler à travers le radiateur.
Si le flux d'air opposé du radiateur ne suffit pas pour abaisser la température du liquide à la valeur requise, le ventilateur est mis en marche, formant un flux d'air supplémentaire. Le liquide refroidi entre à nouveau dans la chemise de refroidissement et le cycle se répète.
Si la voiture utilise la turbocompression, elle peut être équipée d'un système de refroidissement à double circuit. Son premier circuit refroidit le moteur lui-même et le second - le flux d'air de suralimentation.
