InfoCash

Artikel

Het koelsysteem van een auto

Auteur: laurens313 | geschreven op 28-08-2010

Waarom en hoe moet er een vorm van een koelsysteem in een auto worden aangebracht? Gedurende de verbranding in een benzinemotor wordt slechts een kwart van de warmte-energie die uit de benzine wordt verkregen, gebruikt om nuttig vermogen te leveren. Hoewel er een aanzienlijke hoeveelheid overgebleven warmte met de uitlaatgassen wordt afgevoerd, gaat de rest over in de cilinderkop en cilinderwanden en verdwijnt vandaaruit in de lucht. Deze hoeveelheid warmte is vrij aanzienlijk en zonder enige vorm van koeling zou de smeerolie in brand vliegen, zouden de zuigers uitzetten en de kleppen ontsteld raken door de oververhitting. De hoeveelheid brandstof die in de cilinders zou komen, zou dan zo verminderd worden, dat er vrijwel geen vermogen meer geleverd zou worden.


De ventilator

Om een gelijkmatige luchtstroom door de radiateur te verkrijgen, als de auto stilstaat of langzaam rijdt, is er een ventilator tussen de motor en de radiateur aangebracht. Deze ventilator kan uit twee tot twaalf bladen bestaan en wordt door een riemschijf op de krukas van de motor, door middel van een rubber riem met een V-doorsnede aangedreven, die in vele gevallen ook bij een dynamo wordt gebruikt.

De radiateur

De functie van de radiateur is om zo snel mogelijk de hitte kwijt raken. Dit gebeurt door het water te verdelen en door een groot aantal kleine doorgangen te laten stromen. Deze doorgangen zijn zo gemaakt, dat het grootst mogelijke oppervlak voor erdoorheen stromende koele lucht wordt verkregen.
De radiateur bestaat uit een bovenbak en een onderbak, deze zijn met elkaar verbonden door het middenstuk van de radiateur. De zig-zag gevormde waterdoorgangen zijn gevormd uit metaalplaten, die aan de randen vastgesoldeerd zijn. Door deze constructie is de weg die het water moet afleggen langer en zo wordt er een grotere koelende werking verkregen.
Ook zijn alle radiateuren voorzien van een overloop-buis, die de eventueel gevormde stoom in het systeem in staat stelt te ontsnappen. Dit voorkomt ook het overvol raken van de radiateur.

Waterkoeling

Voor het afvoeren van warmte is water geschikter dan lucht (het heeft namelijk een hogere specifieke warmte). Hierom zijn de meeste motoren watergekoeld. Het water circuleert door speciale leidingen of watermantels, die rondom de cilinderwand en cilinderkop lopen. De warmte die vrijkomt bij de verbranding gaat door die wanden van de cilinder en de cilinderkop naar het water. Het verhitte water wordt minder dicht en beweegt zich naar boven (door convectie), naar de bovenbak van de radiateur. het hete water gaat door de radiateur heen naar beneden en wordt gekoeld door de luchtstroom die ontstaat als de auto rijdt. Deze wijze van koelen staat bekend als het 'thermosifon-systeem' en om convectie te verkrijgen, moet de bovenbak van de radiateur hoger geplaatst zijn dan het cilinderblok.

Luchtkoeling

Deze methode wordt vaker gebruikt voor motorfietsen dan voor auto's. De koeling wordt verkregen door de cilinder van 'koelribben' te voorzien, zodat het te koelen oppervlak groter wordt. Door de voortbeweging van het motorvoertuig ontstaat een natuurlijke aantrekking van lucht en geeft een overeenkomstige koeling.
Luchtkoeling heeft een aantal voordelen boven waterkoeling. Ten eerste maakt het de motorconstructie eenvoudiger. Ten tweede wegen de luchtgekoelde motoren minder en kosten minder dan vergelijkbare watergekoelde motoren. Ze komen sneller op temperatuur en ze bevriezen niet zo snel.
Aan de andere kant kunnen ze gemakkelijk oververhit raken. Dan ontstaat zeer snel ernstige schade aan de motor, terwijl in een watergekoelde motor het koelwater eerst moet koken.
Luchtgekoelde motoren moeten uitgerust zijn met een ventilator om voldoende luchtstroom rondom de te koelen delen te verkrijgen. In het geval van luchtgekoelde motoren die achterin de auto zijn geplaatst, trekt de ventilator de luchtstroom binnen door een rooster. Dit rooster zit net onder de achterruit of vlakbij de achterspatborden. Indien de ventilator door een riem wordt aangedreven, is het verstandig een reserveriem mee te nemen, want de motor raakt zeer snel oververhit als de ventilator niet werkt.

De thermostaat

Omdat het wezenlijk is dat een koude motor zo snel mogelijk warm wordt, is er meestal een thermostaat aangebracht in de wateruitlaat van de cilinderkop. De thermostaat bestaat uit metalen balgen, gevuld met een vluchtige vloeistof, waarop een schotelvormige klep is bevestigd. Tijdens de 'opwarm' periode zorgt deze klep ervoor, dat het koelwater niet door de radiateur gaat. Wanneer de temperatuur van het water op ongeveer 80 graden celsius komt, gaat de vluchtige vloeistof koken en veroorzaakt een uitzetting van de balgen, zodat de klep wordt opgetild. Als de klep open staat, kan het water van uit de cilinderkop de radiateur bereiken en daar gekoeld worden.

De waterpomp

In het thermosifon-systeem circuleert het water nogal langzaam en moet de radiateur hoger geplaatst zijn dan de motor. Daarom zijn de moderne auto's vaak uitgerust met een kleinere waterpomp om zo de stroomsnelheid van het water te verhogen. Als er een pomp is aangebracht, kan de radiateur kleiner zijn en lager geplaatst worden dan anders het geval zou zijn. De waterpomp bestaat uit een aandrijver, met een paar korte bladen die aan een kant zijn vastgemaakt. De waterpomp wordt meestal op dezelfde as bevestigd waarop de ventilator draait en is geplaatst in de waterstroom tussen de bodem van de radiateur en het cilinderblok. De richting van de waterstroom die door de pomp wordt veroorzaakt is dezelfde als bij het thermosifon-circulatie.