Technika motocyklu - 4. část - chlazení
Text: Jarda Ducháček , Mirek Rollinger | Zveřejněno: 20.10.2005 | Zobrazeno: 50 048x
Spalovací motor je stroj převádějící tepelnou energii na mechanickou a to s účinností kolem 33%. Zbytek energie je nutné odvést chlazením (cca 33%) a další část ve spalinách (cca 33%). Pokud tedy máme motor, který nám dává 100 kW, tak stejný výkon je nutné vyzářit do okolí pomocí chladiče a to buď s použitím chladící kapaliny nebo přímo přestupem z motoru do okolního vzduchu. Tuto skutečnost je nutné si uvědomit při návrhu chladícího zařízení motocyklu nebo při vybavování zkušebny výkonu.
Chlazení vzduchem:
Je nejstarší a nejjednodušší způsob chlazení stroje vlivem proudění vzduchu. Velikost přestupu tepla závisí na rychlosti proudění a na vyzařované ploše. Motory s horším přístupem chladícího vzduchu (např. kapotáž) mají ventilátor poháněný buď mechanicky od klikové skříně nebo elektromotorkem. Pohon elektromotorem má výhodu v jednodušší regulaci. Pokud je motor studený a nevyžadujeme chlazení, lze jej snadno odpojit. Odpojovací spojky pro mechanicky poháněné ventilátory se u motocyklů nevyskytovaly. Závislost odvodu tepla není lineární na rychlosti proudění a od jisté hranice nemá efektivní smysl rychlost dále zvyšovat. U použití ventilátoru je pak větší energie vynaložena na pohon než co nám přinese k užitku. Plocha je zvětšena použitím žeber na válci a hlavě válce. Při zanesení dochází k velkému poklesu chladícího účinku a motor se může přehřát až zadřít.
Vzhledem k velkému teplotnímu rozsahu motoru je nutné mít větší vůle namáhaných součástí (především píst-válec), což negativně ovlivňuje účinnost motoru. Velký teplotní rozsah dále ovlivňuje i emise, které jsou horší než u motorů s menšími teplotními rozdíly (např. Tatra musela použít u vzduchem chlazených motorů stavitelné klapky na chlazení v závislosti na teplotě motoru pro dosažení Euro normy). Regulace teploty se u motocyklů nijak neřeší. Motory chlazené vzduchem jsou často doplněny o chladič oleje (často enduro – DR, XT). Chlazení náporovým vzduchem má dále výhodu v rychlejším ohřevu motoru, jelikož u kapalinového chlazení je velká setrvačnost (ta se v jistých ohledech projevuje i pozitivně).
Chlazení olejem:

Chlazení kapalinové:


Při malé rychlosti proudícího vzduchu je chladič vybaven ventilátorem s elektro pohonem, který je sepnut pomocí teplotního čidla při teplotě cca 105°C. Čidlo je umístěno v tělese chladiče nebo je použito informace o teplotě z termočidla teploty chladící kapaliny, které je většinou v hlavě válců. Termospínač na ovládání ventilátoru je buď s jedním vývodem a při překročení dané teploty se vstupní vodič ukostří, čímž se propojí elektrický obvod a ventilátor sepne nebo je termostatický spínač dvouvývodový a spíná jeden vstup s druhým.
Zkouška funkčnosti lze provést v kapalině ohřáté na cca 105°C (nejvhodnější je olej). Většina motorů je vybavena i čidlem teploty chladící kapaliny, které obsahuje polovodič (jednoho typu) měnící svůj odpor v závislosti na teplotě. Tato informace je zpracovávána pro teploměr (analogový, digitální) případně i pro řídící jednotku vstřikování.
Chladiče jsou použity výhradně hliníkové pro svou nízkou hmotnost, dobrou tepelnou vodivost a nízkou náchylnost ke korozi. U sportovních motocyklů (např. GSXR, R1, atd.) jsou motory vybaveny chladiči oleje. Olej protéká výměníkem tepla (umístěný pod olejovým filtrem, případně zvlášť na motoru), kde dochází k ohřevu chladící kapaliny od oleje. Olejový okruh je od chladícího okruhu oddělen stěnou výměníku.
Chladící kapalina:
Od kapaliny požadujeme aby:
1) se velká část tepla nakumulovala do objemu a dále odvedla do chladiče
2) kapalina nepoškozovala motor vlivem koroze a kavitačním opotřebením lopatek čerpadla
3) při poklesu teploty vlivem zvětšení objemu kapaliny nepraskl motor (válce, hlava). Kapalinou tedy nemůže být pro běžný provoz použito čisté vody, ale směsi na bázi etylenglykolu a vody. Dnešní koncentráty pro výrobu směsi je možné míchat s vodou z kohoutku. I když velká část systému je pouze ze slitiny hliníku, je nutné brát ohledy na antikorozní vlastnost kvůli ocelové hřídeli čerpadla v některých případech i lopatky oběžného kola. Použitím vody může dojít k nákladným opravám (mám zkušenost s HQ410, kde kolem zkorodované hřídele protekla voda do motoru). Čistá voda má další negativní vlastnost a to zvětšování objemu při tuhnutí, které je v teplotě běžně dosažitelné v našich zeměpisných šířkách. Jde tedy použít směs, která má nižší bod tuhnutí. Běžně se používá cca –25°C. Směs lze buď zakoupit jako hotovou nebo si ji namíchat (levnější varianta). Čistá voda však má větší tepelnou kapacitu a používá se v závodních motocyklech i z důvodu případného úniku, kdy chladící kapalina by se musela odstraňovat z trati a voda se snadno odpaří. Existují přípravky pro tyto účely.
Výměnu provádíme jednou za 2 roky (některé kapaliny až 5let). Odšroubujeme zátku nalévacího otvoru (jen u studeného motoru-nebezpečí opaření) a výpustný šroub na vodním čerpadle (většinou M6 s šestihrannou hlavou s měděnou těsnící podložkou), odkud nám vyteče stará kapalina. Pokud motocykl nemá výpustný šroub nebo je těžko přístupný odpojíme hadici v nejnižším možném místě. Při nalévání naplníme systém, motor nastartujeme a doléváme kapalinu do plna. Vyměníme též obsah expanzní nádobky.
Informace o redaktorovi
Jarda Ducháček - (Odebírat články autora)
Mirek Rollinger - (Odebírat články autora)
Technika motocyklu - 1. část - údržba
Technika motocyklu - 2. část - mazání motorů
Technika motocyklu - 3. část - brzdy
Technika motocyklu - 5. část - motor
Technika motocyklu - 6. část - motor
Technika motocyklu - 7. část - rozvody
Technika motocyklu - 8. část - podvozek
Technika motocyklu - 9. část - tvorba směsi
Technika motocyklu - 10. část - převody
Technika motocyklu - 11. část - spojka
Technika motocyklu - 12. část - zapalování
Technika motocyklu - 13. část - Výkon a kroutící moment
Technika motocyklu - 14. část - elektro
Technika motocyklu - 15. část - elektro
Technika motocyklu - 16. část - Diagnostika – elektro