Comprendre le système de refroidissement dans les moteurs à combustion interne

Parce que les moteurs à combustion interne créent de la chaleur à des températures extrêmement élevées, le système de refroidissement est utilisé. La circulation du refroidissement déterminera la durée de service du moteur et de ses composants. Dans les moteurs automobiles, le processus de refroidissement se fait soit par eau, soit par air, mais les deux processus ont leur efficacité. Bien que l'huile de lubrification aide également à refroidir les pièces du moteur dans une certaine mesure.

Beaucoup de choses ont changé au fil des ans sur les automobiles, mais il n'y a pas beaucoup de changement dans le système de refroidissement du moteur. Eh bien, les conceptions modernes sont plus fiables et efficaces pour la circulation dans le moteur. La conception est si efficace qu'elle maintient le moteur à une température constante. Même si la température extérieure est chaude à environ 110 degrés Fahrenheit ou 10 en dessous de 0, le refroidissement reste constant. L'économie de carburant pourrait en souffrir et les émissions augmenteront.

Aujourd'hui, nous allons examiner la définition, les fonctions, les composants, le schéma, les types, le principe de fonctionnement ainsi que l'entretien et la réparation d'un système de refroidissement dans les moteurs à combustion interne.

En savoir plus :Comprendre le système de lubrification du moteur

Qu'est-ce que le système de refroidissement du moteur ?

Le système de refroidissement est un ensemble de composants qui permet la circulation du liquide de refroidissement vers les passages du bloc moteur et de la culasse afin d'absorber la chaleur de combustion. Le fluide chauffé reviendra ensuite au radiateur par un tuyau en caoutchouc, pour le refroidissement. Lorsque le fluide chauffé (eau chaude) s'écoule dans le radiateur à travers les tubes minces, il est refroidi par un courant d'air.

Les moteurs à combustion interne modernes sont refroidis à la fois avec de l'eau et de l'air, mais certains moteurs utilisent de l'air ou du liquide pour évacuer la chaleur résiduelle du moteur. Les moteurs spéciaux ou de petite taille sont refroidis à l'aide d'air de l'atmosphère, ce qui rend le système léger et relativement moins complexe. Alors que dans certains moteurs, la chaleur est transférée d'une boucle d'eau fermée au radiateur où le refroidissement est réalisé.

L'eau a une plus grande capacité et peut rapidement déplacer la chaleur du moteur que l'air. Les composants du système de refroidissement par eau ajoutent du poids, de la complexité et du coût au moteur. Le système convient aux moteurs plus puissants qui produisent plus de chaleur perdue mais peuvent déplacer plus de poids.

Fonctions du système de refroidissement du moteur

Voici les fonctions d'un système de refroidissement dans les moteurs à combustion interne :

L'essence du système de refroidissement dans les moteurs à combustion interne est que la température des gaz brûlants (gaz de combustion) dans le cylindre du moteur peut atteindre 1 500 à 2 000 degrés centigrades. C'est au-dessus du point de fusion du matériau de la culasse et du corps du moteur. par conséquent, si la chaleur n'est pas dissipée, un problème grave et une défaillance se produisent au niveau du matériau du cylindre.

Une autre fonction du système de refroidissement dans le moteur automobile est de réduire la température de l'huile de lubrification qui lubrifie et refroidit les pièces mobiles. Une température très élevée provoque l'oxydation du film d'huile de lubrification, ce qui produit un dépôt de carbone à la surface. Cela entraîne souvent un grippage du piston.

Parce que trop d'évacuation de la chaleur diminue l'efficacité thermique du moteur. Le système est conçu pour évacuer au moins 30 % de la chaleur générée par la chambre de combustion.

Un système de refroidissement fonctionnel doit pouvoir évacuer rapidement la chaleur lorsque le moteur est chaud. Les moteurs sont froids pendant le démarrage, beaucoup de refroidissement n'est pas nécessaire pour que les pièces de travail puissent atteindre leur température de fonctionnement en peu de temps.

Des températures plus élevées réduisent le rendement volumétrique du moteur. Et à cause d’une surchauffe, des écarts de température plus importants vont engendrer une déformation des composants moteur du fait des contraintes thermiques mises en place. Pour cela, un système de refroidissement fonctionnel est nécessaire pour maintenir la variation de température normale.

En savoir plus :Composants d'un moteur à combustion interne

Composants du système de refroidissement du moteur

Vous trouverez ci-dessous les composants du système de refroidissement d'un moteur à combustion interne et leurs fonctions :

Radiateur :

Cette pièce de refroidissement moteur est composée de tubes et de lamelles en aluminium qui zigzaguent entre les tubes. Le fluide à haute température circule à l'intérieur du radiateur à travers un tuyau. Ce fluide chauffé est ensuite transféré du tube au flux d'air, qui est ensuite soufflé dans l'atmosphère.

Ventilateur :

Le ventilateur de refroidissement est situé un peu après le radiateur, qui est le plus proche du moteur. la pièce est conçue pour protéger les doigts et diriger le flux d'air. Il souffle de l'air vers le radiateur pour refroidir le liquide chaud pendant que le moteur tourne, de sorte que le ventilateur aide à refroidir la température du radiateur.

Un ventilateur électrique moderne est contrôlé par l'ordinateur du véhicule. Il y a un capteur de température qui surveille la température du moteur et envoie les informations à l'ECU.

Capuchon de pression et réservoir de réserve :

Les radiateurs sont maintenant conçus avec un bouchon de pression afin que le liquide de refroidissement s'écoule sous pression à mesure qu'il se dilate. Ainsi, la fonction du bouchon de pressurisation est de maintenir la pression dans le système de refroidissement jusqu'à un certain point. Ce bouchon comportait une soupape à ressort, calibrée au bon livre par pouce carré (psi). si la pression est supérieure aux points de pression définis, il s'ouvre et une petite quantité de liquide de refroidissement est évacuée.

Le réservoir de réserve est un réservoir qui recueille le liquide de refroidissement purgé du bouchon sous pression. Le réservoir est généralement en plastique et peut indiquer la température du liquide de refroidissement.

Pompe à eau :

La pompe à eau est un autre composant important d'un système de refroidissement du moteur. Il est monté à l'avant du moteur et continue de faire circuler le liquide de refroidissement tant que le moteur fonctionne. La pièce est en fonte ou en fonte d'aluminium et une pale de turbine qui pompe le liquide de refroidissement.

Thermostat :

Un thermostat est simplement une vanne qui détecte ou mesure la température du liquide de refroidissement du moteur. Si le liquide de refroidissement n'est pas assez chaud, le thermostat reste fermé, mais dès que la température du liquide de refroidissement atteint une température spécifique, il s'ouvre et permet au liquide de refroidissement de circuler à travers le radiateur.

Noyau de chauffage :

Le liquide de refroidissement chaud sert beaucoup mieux à l'intérieur de la voiture en cas de besoin. Pour ce faire, le système de refroidissement est conçu avec un noyau de chauffage qui ressemble beaucoup au radiateur. Le composant est connecté à l'aide d'une paire de tuyaux en caoutchouc pour collecter et renvoyer le liquide de refroidissement de la pompe à eau vers le haut du moteur. Il y a un ventilateur qui souffle le radiateur de chauffage qui fournit ensuite la chaleur du liquide de refroidissement chaud à l'intérieur de la voiture.

Tuyaux :

La circulation complète du liquide de refroidissement du radiateur vers une partie interne du moteur vers le radiateur et certains composants associés est réalisée par des flexibles. Mais les durites principales sont connues sous le nom de durites de radiateur supérieures et inférieures. Ils sont plus gros et plus larges que les autres.

Système de contournement :

Ce composant fonctionne lorsque le liquide de refroidissement du moteur est suffisamment chaud pour ouvrir le thermostat. Ainsi, il permet au liquide de refroidissement de contourner le radiateur et de retourner directement au moteur afin que la température du liquide de refroidissement puisse être équilibrée. il est souvent disponible en tuyau en caoutchouc, mais certains fabricants utilisent un tube en acier fixe.

Joints de culasse et joints de collecteur d'admission :

Ce composant aide également le système de refroidissement du moteur car il serre solidement les surfaces de contact de la chambre de combustion. Il empêche les fuites de liquide de refroidissement et d'huile hors du moteur ou dans la chambre de combustion. Même si les surfaces de contact sont usinées avec précision et étanches, le liquide de refroidissement peut toujours s'y écouler. C'est pourquoi les joints sont utilisés.

Bloquer les prises :

Il s'agit d'une pièce du moteur fabriquée avec du sable spécial et du métal en fusion. Il épouse la forme des passages de liquide de refroidissement dans le bloc moteur. Le liquide de refroidissement circule à travers la pièce, c'est pourquoi il doit se boucher dans le trou, sinon le liquide de refroidissement s'écoulera directement.

La plupart des composants du système de refroidissement ont été entièrement discutés dans un nouveau post. Vous devriez les vérifier pour bien les comprendre.

Lire la suite :Principe de fonctionnement d'un système de transmission manuelle et automatique

Le schéma complet d'un système de refroidissement dans un moteur à combustion interne ine :

Types de système de refroidissement du moteur

Il existe deux types de système de refroidissement dans les moteurs à combustion interne :

Système de refroidissement par air :

Dans les types d'air d'un système de refroidissement, la chaleur qui réfléchit les parties extérieures du moteur est rayonnée et soufflée par le flux d'air. Ce flux d'air est obtenu à partir de l'atmosphère qui est effectivement dirigée vers les composants du moteur par les ailettes. Les ailettes sont constituées de crêtes métalliques, la taille détermine la quantité de chaleur qui sera toujours soufflée pendant le processus.

Le système de refroidissement par air dépend de la surface totale des surfaces des ailettes, de la vitesse de l'air de refroidissement et de la température des ailettes et de l'air de refroidissement. Le système de refroidissement convient aux tracteurs de moins de puissance, scooters, motos, petits avions et petits moteurs de voiture. Certains petits moteurs industriels sont également conçus pour utiliser un système de refroidissement par air.

Avantages du système de refroidissement par air :

Voici les avantages des moteurs avec système de refroidissement par air :

• Le système est moins cher à fabriquer.
• Il est plus léger car sa conception n'inclut pas les chemises d'eau, le radiateur, la pompe de circulation et l'eau elle-même.
• Moins d'entretien nécessaire.
• Il n'y a pas de risque de dommages causés par le gel, comme des fissures dans les chemises de cylindre ou le tube d'eau du radiateur.
• Les moteurs refroidis par air sont moins complexes

Système de refroidissement par eau :

Jusqu'à présent, nous avons beaucoup discuté des types de système de refroidissement par eau, car ils sont courants dans les moteurs automobiles. Eh bien, ils servent à deux fins dans le fonctionnement d'un moteur, notamment l'élimination de l'excès de chaleur l'empêchant de surchauffer. Maintient également le moteur à une température de travail efficace et économique.

Le système de refroidissement par eau est de quatre types différents qui incluent :

• Système direct ou sans retour
• Système thermo-siphon
• Système de trémie
• Système de pompe/circulation forcée

En savoir plus :Tout ce que vous devez savoir sur le carburateur

Principe de fonctionnement

Comme mentionné précédemment, le système de refroidissement automobile est de deux types. Dans cette explication, nous couvrirons le fonctionnement du système de refroidissement par eau. Le système est composé de passages à l'intérieur du bloc moteur et des culasses et d'une pompe à eau qui fait circuler le liquide de refroidissement. Il est également composé d'un thermostat qui contrôle la température du liquide de refroidissement et d'un bouchon de radiateur pour contrôler la pression du système. Le liquide de refroidissement s'écoule vers tous ces points à l'aide de tuyaux interconnectés.

Le système de refroidissement par eau fonctionne en transférant le liquide de refroidissement à travers des passages dans le bloc moteur et les culasses. Le liquide de refroidissement s'écoule du radiateur pour absorber la production de chaleur excessive pendant le processus de combustion. Une fois que le liquide de refroidissement a reçu la chaleur, il est transféré au radiateur via un tuyau en caoutchouc. Dès que le liquide de refroidissement chaud pénètre dans le radiateur, le refroidissement commence. Le refroidissement est obtenu par le flux d'air entrant dans le compartiment moteur depuis l'avant du véhicule.

Une fois le liquide de refroidissement refroidi, il retourne au moteur pour effectuer le même processus. La pompe à eau aide la circulation du liquide de refroidissement à entrer vers les passages cachés. Il y a le thermostat situé entre le moteur et le radiateur pour s'assurer que le liquide de refroidissement est chauffé à une certaine température préréglée avant d'entrer dans le radiateur. Le thermostat reste fermé, s'il détecte du liquide de refroidissement refroidi, donc au lieu d'arrêter le processus de circulation, il contourne alors le radiateur et retourne au moteur.

Le système de refroidissement est conçu avec une vanne de pressurisation pour empêcher le liquide de refroidissement de bouillir. Étant donné que sous pression, l'ébullition du liquide de refroidissement augmentera, le bouchon du radiateur est conçu pour relâcher la pression si elle dépasse un certain point. Ou bien, trop de pression détruira les composants du système comme les tuyaux et d'autres pièces.

Regarder la vidéo du système de refroidissement par eau :

Maintenance du système de refroidissement

Comme le système de refroidissement est très vital dans un moteur, l'entretien doit être assuré pour sauver la vie du moteur ainsi que le système de refroidissement. L'entretien le plus courant qui peut être effectué consiste à rincer et à remplir périodiquement le liquide de refroidissement du moteur. Ce faisant, il existe un certain nombre d'additifs dans l'antigel qui aident à prévenir la corrosion dans le système de refroidissement.

Comme les fabricants l'indiqueront toujours, l'utilisation d'un liquide de refroidissement ordinaire entraînera une corrosion qui a tendance à augmenter lorsque plusieurs types de métaux interagissent les uns avec les autres. Cela entraînera une formation de tartre qui finira par se développer et commencera à obstruer les minces tubes plats du radiateur de chauffage et du radiateur. Le moteur finira par surchauffer lorsque cela se produit.

L'antigel est très important car les utilisateurs de véhicules doivent prendre note de leurs fonctions dans leur système de refroidissement. Comme cela augmentera la durée de vie du moteur et leur fera également économiser de l'argent. La formulation antigel peut servir pendant cinq ans ou 150 000 miles avant le remplacement. Il est généralement de couleur rougeâtre et verdâtre.

Comme le système de refroidissement à rinçage inversé nécessitait un équipement professionnel et spécial, assurez-vous que l'opération est effectuée dans le bon atelier mécanique. Pendant le processus de maintenance, certains petits composants importants comme un thermostat, un bouchon de pression de radiateur, une pompe à eau, etc. doivent être testés, s'ils sont faibles, assurez-vous de les changer.

Un test de pression doit être effectué pour identifier toute fuite externe dans les pièces du système de refroidissement. Des pièces comme le radiateur, le passage du liquide de refroidissement, les durites de chauffage et le radiateur de chauffage. Le ventilateur du moteur doit également être en bon état de fonctionnement.

En savoir plus :Comprendre le système d'injection de carburant dans les moteurs automobiles

En conclusion, nous sommes allés en profondeur pour voir ce qu'est le système de refroidissement dans les moteurs à combustion interne, ce que nous avons expliqué comme étant la circulation du liquide de refroidissement dans le système moteur pour absorber la chaleur. nous avons également vu les fonctions du système de refroidissement dans divers domaines et ses composants. Les systèmes de refroidissement à air et à eau ont été examinés comme les deux types disponibles dans le moteur automobile. enfin, le fonctionnement et l'entretien ont été traités.

J'espère que la connaissance est atteinte si c'est le cas, veuillez commenter et recommander ce site à d'autres étudiants techniques. Merci !