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Le liquide de refroidissement
Thermomètre du réfrigérant, dans le tableau de bord d'une voiture

implantation refroidissement liquide Il repose sur le maintien d'un température dans un intervalle constant dans la mesure du possible d'un moteur thermique, une chambre thermostatiques, de armes à feu et d'autres équipements technologiques tels que microprocesseurs utilisé dans électronique, à travers un système hydraulique de manière à assurer le bon fonctionnement et régulier en empêchant la rupture ou la fusion par les températures élevées atteintes. Elément de transfert thermique pour le fluide à refroidir, se produit principalement pour convection, puis pour l'échange de chaleur sensible, pour les systèmes qui ne fournissent pas transition de phase la réfrigérant, ou pour l'échange de chaleur latente dans le cas d'un changement, comme cela se produit dans les cycles de réfrigération.

Types de systèmes

Le liquide de refroidissement
diagramme de refroidissement d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides refroidi à plomb

A un premier niveau des systèmes de refroidissement liquide peut être divisé en:

  • les systèmes de refroidissement de l'eau et des solutions aqueuses
  • les systèmes de refroidissement d'huile, ou de fluides non polaires similaires
  • Les systèmes de refroidissement à l'aide d'autres liquides

Pour les premiers systèmes, liquide réfrigérant, qui, dans le passé consistait en simples l'eau distillée, ou autre composés simple, est aujourd'hui un mélange, où, pour des moteurs à combustion interne, l'eau est ajoutée à la 'antigel que, pour propriétés colligatives Il a pour effet d'élever le point d 'ébullition et jusqu'à gel du liquide, être capable de protéger également les pièces métalliques contre la corrosion et l'oxydation. En général besoin d'un système de circulation du fluide comme une pompe, et le travail, même sous pression, dans le contexte des températures auxquelles le fluide reste dans un état liquide, pas trop plus de cent degrés Celsius.

Ces derniers systèmes utilisent différents types d'huiles, de minéraux en général (hydrocarbures, huiles de silicone, chloro et / ou fluorocarbones), Parfois ils sont des systèmes plus simples avec seulement un radiateur passif et la circulation, et peuvent fonctionner même à des températures de l'ordre de quelques centaines de degrés Celsius.

Les systèmes récents intègrent une variété de liquide de type spécifique pour l'application en question, des métaux aux sels minéraux fondus. Il cite, à titre d'exemple, les moyens de refroidissement sodium, conduire, ou des alliages métalliques, des grains réacteurs nucléaires de certains types de centrales nucléaires, avec des températures de fonctionnement des réfrigérants aussi à côté de mille degrés.

Le refroidissement de l'électronique et de l'électrotechnique

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: Refroidissement liquide pour PC.
Le liquide de refroidissement
Une unité de refroidissement d'un liquide à microprocesseur

Noto à la plupart des utilisateurs pour l'utilisation de waterblock et d'autres composants dans le refroidissement de la puce qui doit être refroidi par le liquide, est utilisé pour maintenir constante la température dans les pièces de matériel, y compris la CPU, la Processeur graphique de la carte, la mémoire et d'autres puces telles que Northbridge.

En électronique, le problème de refroidissement liquide qui dans le passé a été reléguée appartenant principalement dans les systèmes d'alimentation en génie électrique, tels que transformateurs, refroidi par huile, même avec circulation forcée comme une plante de type automobile, avec l'augmentation de la puissance de calcul et la chaleur dissipée dans la fraction, on a également touché les petits appareils appartenant à l'électronique grand public. Principal responsable de la production de chaleur dans les chemins des courants électriques est les systèmesjoule, le composant de sous-tension ou les pièces métalliques soumises à des courants de Foucault induite.

Le premier liquide utilisé en génie électrique, et encore en usage, ils étaient des huiles minérales, souvent halogène. A la capacité thermique plus faible, il est, cependant, il a rejoint un point d'ébullition élevé, une grande stabilité chimique à des températures de fonctionnement et la sécurité d'avoir un liquide électriquement isolant. Dans processeurs fonctionnant à des fréquences élevées électriques, la puissance dissipée est une fonction linéaire de la fréquence de fonctionnement. Les puces logiques arrivent souvent à des fréquences très élevées, de l'ordre de plusieurs gigahertz, avec des problèmes de refroidissement qui en découlent, ce qui est nécessaire pour préserver l'intégrité et l'efficacité.

La refroidi à l'eau dans les moteurs thermiques

principaux organes de l'eau de refroidissement de l'installation dans les moteurs thermiques

Le liquide de refroidissement
Comparaison d'une turbine pour une moto et l'application dans la pompe à eau
  • pompe hydraulique: A pour fonction de faire circuler le fluide de refroidissement dans la cavité du moteur approprié.
    • Traditionnelle: Il se compose d'un roue de plastique ou de métal généralement entraîné par la rotation de moteur même (en voitures par services Ceinture), Cette pompe est uniquement présente dans les systèmes forcés (qui représentent actuellement la totalité de ce type de refroidissement sur les véhicules de transport), mais ne sont pas présents sur les systèmes libres de refroidissement.
    • Électrique: Il se compose d'un roue actionné par un moteur électrique, de manière à obtenir un débit variable de ne pas faire varier la vitesse du moteur, mais de faire varier la température de fonctionnement en fonction de courbes précis, cette solution permet également de ne pas avoir à recourir à l'utilisation de la vanne thermostatique[1]
  • la vanne thermostatique by-pass: A la fonction de laisser le plus rapide du moteur en régime thermique optimal de fonctionnement. Pour les systèmes équipés de ce dispositif, par exemple lorsque le moteur vient d'être démarré à froid, une porte maintenue fermée par un ressort spécial comprimé empêche le réfrigérant liquide froid pour le transit à travers le radiateur, ce qui en fait circuler seulement dans le bloc moteur, de sorte que pour faciliter le chauffage rapide, généralement placé au moins à une température comprise entre 70 et 92 ° C (la température varie d'un moteur à). Au-delà de cette température, ladite température d'ouverture du thermostat, la dilatation d'un spécial cire, inséré dans un compartiment télescopique métallique étanche à l'eau, qui a le point de fusion au voisinage de cette température donnée, détermine une force de même direction, la direction opposée et un module supérieur à la force élastique le ressort qui pousse la porte dans la position fermée, en gagnant et provoquant l'ouverture progressive de la même et par conséquent, le liquide circulant dans le radiateur. Une fois que le liquide est refroidi, la cire se solidifie à nouveau et la porte commence à se fermer à nouveau grâce à la force élastique du ressort comprimé.
Uniquement pour les systèmes de circuit ouvert

Circuits dans lequel le liquide ne soit pas maintenu fermé dans un circuit, mais nous utilisons le liquide qui entoure le moteur puisque celui-ci est immergé dans ou au voisinage, d'autres systèmes sont définis demi-fermé, où il a un circuit interne de moteur qui est mis en contact avec un circuit externe[2].

  • la sortie de liquide, ceci est un orifice de sortie qui collecte le liquide froid qui entoure le moteur (eau de mer, comme dans le cas des véhicules nautiques).
  • Vidange du liquide, fente à partir de laquelle émerge le liquide une fois utilisé.
Uniquement pour les systèmes en circuit fermé
Le liquide de refroidissement
radiateur automobile classique
Le liquide de refroidissement
radiateurs automatiques à double tubes de gril, à gauche avec des grilles décalées, parallèles à droite avec des grilles

Circuits dans lequel le liquide est maintenu fermé / étang dans un circuit et on utilise une quantité bien déterminée de liquide.

  • radiateur: Il est constitué par un échangeur de chaleur métallique apte à venir refroidir le liquide de la monoblocs. Il se compose d'une grille de tubes (dans lesquels le liquide passe) intercalés avec des ailettes, donnant efficacement la chaleur du liquide dans le flux d'air extérieur qui passe à travers elle, peut-être avec l'aide d'un ventilateur, permet un abaissement rapide de la température l'écoulement de fluide dévié dans ce robinet thermostatique ouvert.
  • ventilateur (Pas toujours présent): aide à l'exploitation du radiateur du liquide de refroidissement, où le passage d'air ne suffit pas d'abaissement de la température (par exemple, lorsque le véhicule est arrêté sur la route sous tension, quand il est engagé dans une montée ou en jours particulièrement chauds, ou si le radiateur est monté perpendiculairement à la direction de Voyage). Le ventilateur, une fois alimenté directement par le moteur, aujourd'hui est relié à un moteur électrique, et activé par le thermostat. Cependant, sur certains véhicules tels que les véhicules utilitaires sport, camionnettes et camions, il est préférable d'utiliser toujours le ventilateur à entraînement mécanique, relié au moteur par l'intermédiaire de la courroie des services ou monté directement sur l'arbre du moteur ou de la pompe à eau, et souvent muni accouplement visqueux, tandis que sur les autobus et autocars est généralement employé un ventilateur à commande hydraulique, ledit idroventola. Sur les voitures avec un climatisation, si le condensateur est monté en avant du radiateur, le même ventilateur électrique du refroidissement du moteur sert également de ventilateur du condenseur pour le véhicule est à l'arrêt ou à faible vitesse et, le compresseur est actif, il est mis en rotation également la fermeture de la interrupteur élevé; dans d'autres cas, les ventilateurs sont séparés.
  • interrupteur thermiqueIl est interrupteur lieu dans le voisinage du radiateur et qui, lorsque la température du fluide dépasse un seuil donné (typiquement 90 ° pour 4T et 60 ° ≈70 ° pour 2T), ferme un circuit électrique qui met en action le ventilateur. Sur les véhicules équipés unité de commande de moteur, sa fonction est mise en oeuvre par la même, muni approprié thermistance inséré dans le circuit de refroidissement qui détecte la température actuelle du liquide de refroidissement.
Le liquide de refroidissement
Indicateur de température excessive
  • thermomètre et lumière d'avertissement: Est un indicateur qui affiche la température précise du circuit de refroidissement, ce qui permet d'analyser la façon dont la température varie et, éventuellement, pour vérifier d'éventuelles anomalies, tandis que l'indicateur de température de la lumière excessive ou réduite est un indicateur d'alarme qui allume lorsque la température du liquide il atteint ébullition ou quand il est trop froid pour fonctionnement du moteur.
    Cela permet de vérifier si la température est à la vitesse et par conséquent si un moteur tourne à son meilleur, en fait, dans ces conditions, les « jeux » entre les parties mécaniques sont les bonnes.[3]
  • l'indicateur sur le tableau de bord est un indicateur de la température du liquide.
  • Vase d'expansion: Il est un petit réservoir avec des fonctions différentes, à savoir l'inspection visuelle des fuites dans le système, le nappage le manque de liquide dans le système de refroidissement, la collecte de ce que l'ébullition peut-être dans le système, purger de toutes les bulles d « air emprisonné dans le système, ainsi que les ouvertures d'aération, pour l'empêcher de fuir à l'extérieur, de diminuer les effets des fluctuations de pression dans le système et régler la pression maximale grâce à un bouchon muni de soupapes appropriées.

Cycle centrale thermique dans les moteurs à refroidissement par eau

Le liquide de cycle de refroidissement si équipé d'une vanne thermostatique, varie en fonction de la température à laquelle il se trouve, dans le cas de sa température est inférieure à celle de l'exercice, il y aura un cycle, tandis que la température de fonctionnement si elles auront une autre .

  • Température sous le régime: Mise sous tension du moteur, le liquide est mis en circulation et de déplacement de la pompe hydraulique, ce qui rend l'écoulement dans ce circuit dans le bloc moteur, ce qui porte à absorber la chaleur de ses diverses parties, sans que ce liquide a une chance de se refroidir, forcé à passer à travers un canal qui contourne le radiateur et ferme le circuit, jusqu'à ce qu'il atteigne une température suffisante pour ouvrir la vanne thermostatique et le cycle température de départ.
  • régime de température ou plus: Une fois que le liquide est à la température de fonctionnement, la vanne thermostatique commence à ouvrir et à adapter son ouverture en fonction de la quantité de chaleur doit dissiper le liquide, à l'aide ou non de Ventilateur de refroidissement, permettant au liquide d'être pompé vers le radiateur. Une fois refroidi le liquide, retourne dans le bloc-cylindres pour redémarrer le cycle de température.

Dans de nombreux véhicules dont le circuit de refroidissement du moteur liquide est également utilisé pour toute nécessité de chauffer l'habitacle de la voiture; par l'intermédiaire d'une vanne, ou, en variante, en fonction du véhicule, une cloison, pouvant être actionné par les commandes présentes dans le tableau de bord (au moyen d'un sélecteur - souvent un levier ou d'un modem, qui varie entre « air froid » -blue et « air chaud » -rouge ), il peut en fait circuler respectivement l'eau de refroidissement du moteur - chauffée de celui-ci - également dans un circuit secondaire, comprenant un radiateur et un ventilateur dédié, spécialement conçu pour le chauffage de l'habitacle dissipandovi une partie réglable de la chaleur du liquide de refroidissement grâce à la mise en place d'un flux d'écoulement plus ou moins grande de l'air chaud (généré par l'écoulement naturel de l'air dans l'habitacle par les bouches d'aération du radiateur du véhicule et, par conséquent proportionnellement à la vitesse à laquelle elle se déplace, ou générées par un ventilateur dont la puissance et la vitesse est commandée par d'autres commandes du tableau de bord - en prenant l'air extérieur ou de recyclage, éventuellement l'une interne), ou permettre l'afflux et donc la re froid chauffage de l'air de l'habitacle ou d'origine externe à travers le radiateur en question.

peut donc être utilisé également le même circuit pour introduire de l'air à température ambiante à l'intérieur de l'habitacle, tout simplement en fermant l'accès à l'eau (chaude) provenant du moteur par l'intermédiaire du commutateur de sélection sur le tableau de bord cité (de sorte que le liquide dans un court laps présent dans le circuit est refroidi et cesse de chauffer l'air) ou, en variante, la cloison d'air froid de mélange avec l'eau chaude, ou pour créer un flux d'air de la température souhaitée en limitant la quantité d'eau chaude qui est distribuer de l'intérieur vers le circuit moteur / radiateur ou de l'ouverture de la cloison de mélange. Il est également possible de l'actionnement conjoint de chauffage et le compresseur de la climatisation, dont l'évaporateur est habituellement placée à proximité du radiateur de chauffage, de manière à pouvoir ajuster à volonté la température de l'air à partir des sorties et en particulier de l'air sec pour obtenir encore plus que celle pouvant être obtenue par le chauffage seulement. Les climatiseurs automatiques ajustent automatiquement, en fonction de la température extérieure, la température à l'intérieur de l'habitacle et la température requise par l'utilisateur, les paramètres de fonctionnement de ces systèmes de contrôle au moyen d'actionneurs électromécaniques.

Un moteur froid (température sous le régime) Il convient donc d'éviter d'activer le ventilateur à l'entrée d'air (chaud) dans l'habitacle, et il est également bon pour fermer l'écoulement d'air qui est dirigé vers le chauffage de radiateur de l'habitacle par le mouvement du véhicule, de telle sorte pour permettre au moteur de passer en température sans dissiper prématurément la chaleur pour la climatisation; avec de tels arrangements peuvent ainsi maintenir le circuit de chauffage du compartiment passagers en communication avec le circuit de refroidissement du moteur (levier froid / chaud / sélecteur d'air placé sur-rouge chaud) même avec un moteur froid, ce qui favorise l'équilibre des niveaux de pression et de température du liquide refroidissement dans les différentes parties de l'ensemble du circuit. Au contraire, en cas de surchauffe du moteur, il est possible d'ouvrir les fenêtres, régler le chauffage de l'air maximum et le système de ventilation maximale pour faciliter le refroidissement du liquide présent dans le circuit produisant une partie de la chaleur du liquide à l'écoulement d'air « habitacle.

Pour faciliter la mise en mouvement du moteur et le fonctionnement du radiateur de chauffage dans des climats particulièrement froids au moyen d'une réalisation rapide de la température de fonctionnement du liquide de refroidissement, les véhicules à moteur peuvent être équipés d'un dispositif appelé chauffage pour bloc moteur, consistant fréquemment, en particulier dans les véhicules lourds, dans une petite chaudière alimenté par le même carburant qui alimente le moteur thermique.

Dans un véhicule dans lequel le moteur de refroidissement circuit de liquide est également utilisée pour le chauffage de l'habitacle, ses opérations de purge d'évent / d'air (par l'intermédiaire de la soupape située dans la partie supérieure du radiateur de refroidissement, et - le cas échéant - également à travers la soupape par rapport à l'évent placé dans le conduit de raccordement au radiateur pour le chauffage de l'habitacle), la partie supérieure complémentaire le fluide (par l'intermédiaire de cette coiffe sur le vase d'expansion ou de tout autre point d'entrée), ou de vidange / remplacement de même (via la décharge ou la libération robinet à manchon le plus bas de l'endroit), doivent toujours être effectuées avec le « sélecteur d'air froid » -blue / « air chaud » du tableau de bord -rouge positionné complètement sur « air chaud » -rouge, sous peine de la formation et / ou la persistance des bulles d'air dangereuses susceptibles de nuire gravement le refroidissement correct du moteur et / ou pour le chauffage de l'habitacle correct.

Dans les véhicules équipés d'un moteur dans lequel se trouve la vanne thermostatique, les opérations d'évacuation / purge-remplissage doit tenir compte du fait que hors tension et moteur froid (condition sine qua non de procéder) de la vanne thermostatique est naturellement fermée, et que, par suite de son ouverture à moteur / sans chaleur - à être à l'arrêt et pendant quelques minutes, juste assez longtemps pour ouvrir la soupape de sécurité - sera très probablement besoin de faire ventilation / égoutter à nouveau et / ou ajouter plus de liquide (voir sur le niveau dans le réservoir d'expansion / en tête par rapport aux indicateurs de référence pour le niveau optimal).

La présence de bulles d'air dans le circuit de refroidissement est une cause fréquente de nombreux dysfonctionnements graves du système de refroidissement du liquide et donc de l'usure du moteur, ainsi que de diminuer la quantité du fluide qui permet la dissipation de la chaleur, les bulles d ' air sont susceptibles d'empêcher la sonde thermique / ampoule (ou l'interrupteur thermostatique) qui détecte la température de l'eau de refroidissement pour entrer en contact avec la même, fournissant ainsi des valeurs incorrectes qui peuvent gérer mal les actions consécutives à la détection de la température (par ex. : refroidissement allumage de défaillance de ventilateur, une défaillance ou un mauvais réglage de l'intensité du mélange air / carburant vers le moteur est chaud); il convient donc de prévoir de manière cyclique pour vérifier que le circuit est exempt de bulles d'air par l'intermédiaire d'évent / drain. Un indice utile de soupçonner la présence de bulles d'air dans le circuit de refroidissement est le gargouillement entendre les sons provenant de la barre d'extension / garniture du liquide de refroidissement (qui est en même temps l'observation de la présence visible de l'ébullition anormale - bien doux - le même liquide) ou par d'autres éléments du circuit de refroidissement (par ex. le chauffage de radiateur de l'habitacle, en particulier un non-fonctionnement du même peut être un symptôme de la présence de bulles d'air dans le circuit).

Important: les opérations de ventilation / purge du circuit de refroidissement peut causer des brûlures en raison de bouffées possibles de jets d'air et d'eau extrêmement chaude, éviter imprudences!

Structure du cylindre dans les moteurs à refroidissement par eau thermale

Dans les moteurs à pistons, le liquide de refroidissement peut sortir d'un cylindre conçu de différentes manières:

  • plate-forme ouverte[4], où la chemise de cylindre n'est pas relié à la partie extérieure du cylindre et donc il y a interposition totale du liquide de refroidissement, assurant un refroidissement maximal, mais il offre la moins rigidité
  • semi-fermé[5][6], à la différence du "pont ouvert" possède les supports aux extrémités supérieures du cylindre, qui sont présents au niveau du côté avant et arrière, de manière à rigidifier le cylindre et améliorer la résistance
  • pont fermé[7], ces cylindres ont un support sur toute la circonférence du cylindre à l'exception d'une fenêtre pour le passage du liquide de refroidissement, ou avoir qu'un passage de canaux de lignes droites pour liquide de refroidissement et ils offrent une plus grande rigidité que possible, pour certains cylindres peuvent avoir un anneau creux qui relie chaque canal à la base du cylindre.
  • pont sec[8][9], ces cylindres sont caractérisés par l'absence de trous sur la surface d'appui de la tête, cela est de permettre une plus grande rigidité et de fiabilité en évitant également les fuites possibles de liquide de refroidissement du cylindre, cette solution est utilisée sur certains moteurs formule 1.[10]

Comparaison entre l'air et l'eau refroidie dans les moteurs thermiques

avantages

Le système liquide est caractérisé par:

  • Permettre d'avoir un contrôle précis de la température de l'appareil
  • Système moins bruyant en raison de la présence des conduits du cylindre épaississant liquide et isoler acoustiquement le
  • Une plus grande liberté de positionnement de la surface d'échange thermique

inconvénients

Le système liquide est caractérisé par:

  • Demander un entretien pour le contrôle du liquide et de l'appoint
  • système plus coûteux d'un appareil refroidi à l'air
  • Une augmentation du poids du système, étant donné que les tuyaux sont nécessaires, les pompes et les radiateurs qui ne sont pas présents dans le système de refroidissement d'air

mesures

Le liquide de refroidissement
Tappi plante sous pression de refroidissement d'automobile. Le bouchon gauche a les vannes fermées par un couvercle, le couvercle droit comporte deux vannes en vue de laquelle la vanne à gauche est utilisé pour empêcher la création d'un vide, la vanne de droite sert à régler et limiter la surpression

Ces systèmes de refroidissement peuvent profiter des attentions de:

  • pressurisation: Le circuit de pressurisation et l'augmentation de sa pression, dans le cas de l'eau et ses solutions, se trouve le point d'ébullition du liquide de refroidissement.
  • antigel: Substance qui est introduit dans le circuit de refroidissement avec de l'eau distillée, afin d'éviter une congélation néfaste du liquide de refroidissement du moteur à l'arrêt - ou dans des parties du circuit placés dans la vanne thermostatique éventuelle de by-pass - dans le cas où la température ambiante se situe à environ 0 ° C ou plus bas encore, en gardant le fluide frigorigène à l'état liquide, même avec des températures ambiantes jusqu'à -20 ° C et même -40 ° C; Il ajoute en outre l'avantage d'augmenter le point d'ébullition.

traitements

Le liquide de refroidissement
Sur les deux boîtes de gauche pour sceller le radiateur des pertes

Le circuit de refroidissement peut rencontrer des problèmes qui peuvent être résolus ou mises en mémoire tampon avec certains traitements:

  • Arrêter la fuite ou d'étanchéité pour les radiateurs, il permet de bloquer les petites dates pertes de microfissures dans le circuit de refroidissement ou radiateur cabine
  • Clean-circuit ou de détergent radiateurs, il est un liquide miscible au liquide de refroidissement, et qui permet d'éliminer les dépôts accumulés au fil du temps

notes

Articles connexes

liens externes

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