Vzduchové chlazení

Vzduchem chlazený motor Aero L-440

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).

[editovat] Účel

Účelem je udržet provozní teplotu motoru (85-95°C). 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.

[editovat] Princip

Válec vzduchem chlazeného motoru

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 (Tatra), 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.

[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.

[editovat] Související články

• Vodní chlazení
• Spalovací motor
• Tatra