_1.png)
Inleiding
Alle interne verbrandingsmotoren (IC-motoren) (vier-takt en twee-takt) vereisen een vorm van temperatuurregeling om oververhitting en vastlopen te voorkomen. Sommige motoren zijn luchtgekoeld, terwijl andere watergekoeld zijn.
Over het algemeen kunnen kleinere motoren (zoals die van motorfietsen en grasmaaiers) luchtgekoeld zijn, terwijl grotere motoren waterkoeling vereisen. Grotere motoren worden om verschillende redenen watergekoeld:
- Water is overvloedig beschikbaar en kan op de meeste locaties gemakkelijk worden verkregen.
- Water heeft een hogere warmteafvoercapaciteit dan lucht.
- Water kan op afstand worden gekoeld, wat flexibiliteit biedt in het ontwerp van het koelwatersysteem.
Een typische koelwatertemperatuur is ongeveer 80°C (176°F) en de druk ligt rond de 3 bar (44 psi) voor motoren die onder belasting werken.
Koelwater wordt soms 'mantelwater' genoemd vanwege de 'mantel' van water die de verbrandingsruimte omgeeft.
Componenten van het koelwatersysteem
Een motor koelwatersysteem bestaat uit een thermostaat, cilinderhuls, koelwaterpomp en een warmtewisselaar (radiator).
Motor Koelwatersysteem
Een koelwaterpomp is essentieel voor de circulatie van koelwater door de motor. De pomp is direct gekoppeld aan de krukas van de motor, waardoor de snelheid en uitgangsdruk evenredig zijn met de motorsnelheid. De meeste pompen zijn verbonden met de motor via een riem, tandwiel of ketting, afhankelijk van de grootte van de motor; zeer grote motoren gebruiken centrifugaalpompen aangedreven door elektromotoren.
Een thermostaat regelt de temperatuur van het koelwater en daarmee de motortemperatuur. De thermostaat kan de motor snel opwarmen door de radiator te omzeilen, of de motor koelen door koelwater naar de radiator te leiden. Het primaire doel is ervoor te zorgen dat de motor niet oververhit raakt.
Een radiator voert warmte af en voorkomt dat de motor oververhit raakt. In een auto is het koelmedium lucht, maar grotere motoren gebruiken vaak een vloeistof als koelmedium, bijvoorbeeld scheepsmotoren gebruiken zeewater.
Motor Radiator
De cilinderhuls zorgt ervoor dat het koelwater gelijkmatig door de cilinderbus wordt verdeeld. Verbranding vindt plaats binnen de cilinderbus (verbrandingsruimte), daarom is deze ruimte het heetste deel van de motor en moet deze correct worden gekoeld. Koelwater komt binnen aan de basis van de huls en wordt aan de bovenkant afgevoerd.
Geniet je van dit artikel? Zorg er dan voor dat je onze Video Cursus over Interne Verbrandingsmotoren bekijkt! De cursus bevat een quiz, handboek, en je ontvangt een certificaat wanneer je de cursus afrondt. Veel plezier!
Hoe werken motor koelwatersystemen?
Wanneer het koelwater (mantelwater) koud is, omzeilt de thermostaat de radiator en stijgt de temperatuur van het koelwater geleidelijk totdat het de optimale temperatuur bereikt.
Wanneer het koelwater te heet is, leidt de thermostaat het naar de radiator waar de warmte wordt afgevoerd om te voorkomen dat de motor oververhit raakt.
Klik hier om te leren hoe een thermostaat werkt.
Antivries en Thermische Uitzetting
Het koelwatersysteem wordt gedoseerd met antivries om te voorkomen dat het water bevriest bij temperaturen onder nul (<0°C). Als het koelwater zou bevriezen, zou de motor waarschijnlijk ernstig beschadigd raken omdat het water zou uitzetten en grote mechanische spanningen op de motoronderdelen zou uitoefenen. Het is niet ongebruikelijk dat het cilinderblok barst als het koelwater bevriest.
Een expansievat is geïnstalleerd om thermische uitzetting van het koelwater op te vangen als er te veel koelwater in het systeem aanwezig is. De uitzettende vloeistof opent meestal een klep bovenop de radiator en stroomt naar een externe opslagruimte, bijvoorbeeld een expansievat of expansietank etc.
Corrosie Inhibitoren
Corrosie inhibitoren worden toegevoegd aan het koelwatersysteem om de interne componenten van de motor te beschermen. De inhibitoren houden de warmtewisselingsoppervlakken van de motor schoon en voorkomen de ophoping van kalkaanslag of roest. Vervuiling van de oppervlakken binnen het koelwatersysteem zou de warmteoverdracht verminderen en het risico op oververhitting van de motor door gebrek aan koeling vergroten.
3D Model Componenten
Dit 3D-model toont alle belangrijke componenten die horen bij een typisch motor koelwatersysteem, waaronder:
- Thermostaat
- Koelwaterpomp
- Radiator (Warmtewisselaar)
- Expansievat (Expansietank)
- Cilinderhuls
Gerelateerde Online Technische Cursussen
Basisprincipes van Interne Verbrandingsmotoren
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 1)
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 2)
Introductie tot Warmtewisselaars
Aanvullende Bronnen
https://www.carparts.com/classroom/coolingsystem.htm
https://www.howacarworks.com/basics/how-an-engine-cooling-system-works