Υδρόψυκτοι κινητήρες

Σύστημα ψύξης (C&D 10, 9/1990)

Κείμενο: Δημήτρης Καρταλαμάκης
Μπορεί να αλλάζετε τα λάδια του κινητήρα σας πιο συχνά απ' ό,τι χρειάζεται, αλλά σίγουρα ξεχνάτε το αντιψυκτικό, η έλλειψη ή η παλαίωση του οποίου μπορούν να δημιουργήσουν εξίσου σοβαρές ζημιές, ιδιαίτερα το καλοκαίρι.

Ψυγεία από αλουμίνιο χωρίς κολλήσεις θερμοστάτες και ηλεκτρικά βεντιλατέρ, μαζί με νέα ψυκτικά υγρά συνεργάζονται για να δώσουν στα σημερινά αυτοκίνητα τόση αξιοπιστία, που ο οδηγός ξεχνά πολλές φορές ότι το κύκλωμα αυτό χρειάζεται κάποια, έστω και πολύ μικρή, προσοχή.
Μέχρι πριν λίγο καιρό ήταν συνηθισμένο φαινόμενο να λείπει νερό από το ψυγείο κάθε φορά που το ελέγχατε βγάζοντας την τάπα. Πρόβλημα κανένα βέβαια, αφού με μερικά ποτηράκια ή το… λάστιχο του κήπου συμπληρώνατε την απαραίτητη ποσότητα. Απώλεια λογική, ιδιαίτερα το καλοκαίρι, που όπως ξέρετε διαστέλλονται τα πάντα, περισσότερο λόγω των υψηλότερων θερμοκρασιών. Σήμερα τα πράγματα έχουν αλλάξει αρκετά. Αν το λουρί, η αντλία, ο θερμοστάτης και τα κολάρα είναι σε καλή κατάσταση δεν θα υπάρχει η παραμικρή απώλεια νερού και το κύκλωμα θα είναι πάντα γεμάτο. Γεμάτο όχι με νεράκι όμως, αλλά με ένα καλό αντιψυκτικό υγρό. Θα ρωτήσετε τώρα, γιατί το υγρό αυτό ονομάζεται αντιψυκτικό αφού ακριβώς για την ψύξη το θέλουμε; Θα έπρεπε καλύτερα να ονομάζεται αντιπηκτικό - ψυκτικό υγρό, όπως άλλωστε είναι και η αγγλική ή η ιταλική ονομασία του: antifreeze - coolant και anticongelante - rifrigerante. Χάριν συντομίας όμως επικράτησε το «αντιψυκτικό».
Γιατί όχι νερό λοιπόν; Τα άλατα που περιέχει το νερό δεν αργούν καθόλου να επικαθήσουν στις επιφάνειες του κινητήρα και του ψυγείου, στα σωληνάκια ψύξης δηλαδή, και να δημιουργήσουν με το χρόνο ένα μονωτικό στρώμα που μειώνει δραστικά τη θερμική αγωγιμότητα που είναι απαραίτητη για την αποδοτική ακτινοβολία και απαγωγή της θερμότητας του ψυγείου. Θα μπορούσε κανείς να παρομοιάσει το φαινόμενο αυτό με ένα ψυγείο που συνεχώς… μικραίνει σε διαστάσεις! Πέρα απ' αυτό, κάθε συμπλήρωση της στάθμης με νερό προσθέτει νέα άλατα στο κύκλωμα και η φθορά επιταχύνεται. Να ήταν όμως μόνο αυτό! Από τη σκόνη και τους ατμούς του λαδιού που υπάρχουν γύρω από κάθε κινητήρα δημιουργείται και ένα εξωτερικό μονωτικό στρώμα στο ψυγείο που… εγγυάται την επερχόμενη καταστροφή. Η διάβρωση του κυκλώματος και η μείωση των αλάτων επιτεύχθηκε με την εξάπλωση των ειδικών… αντιψυκτικών. Τα υγρά αυτά έχουν σαν βάση την αιθυλενογλυκόλη και το απιονισμένο νερό και περιέχουν πρόσθετα που ενεργούν σαν προστατευτικά κατά των επικαθήσεων των αλάτων, αλλά και σαν αντιδιαβρωτικά. Δυστυχώς όμως και αυτά χάνουν τις αντιδιαβρωπκές τους ιδιότητες μετά από δύο το πολύ χρόνια και πρέπει να αλλαχθούν. Η αλλαγή αυτή είναι κάτι που δεν συνιστούν επιμελώς οι κατασκευαστές των αυτοκινήτων στα βιβλία συντήρησης. Παρατηρείται έτσι το παράδοξο να αλλάζονται τα… λάδια πολύ συχνότερα απ' ό,τι πρέπει και σχεδόν ποτέ το αντιψυκτικό, που κοστίζει μάλιστα και λιγότερο!

ΤΟ ΨΥΓΕΙΟ

Η τεχνολογία κατασκευής του άλλαξε ριζικά στο τέλος της δεκαετίας του 70. Μέχρι τότε όλα τα ψυγεία αποτελούνταν από πολύ λεπτά σωληνάκια χαλκού ή μπρούντζου και πολλές φορές από ατσάλι, που έπρεπε να συγκολληθούν με
μολυβδοκασσίτερο (καλάι) στο πλαίσιό τους. Αυτές οι κολλήσεις έχουν ιδιαίτερη ευαισθησία στη διάβρωση.
Όλα αυτά είναι πια παρελθόν. Σήμερα σχεδόν όλοι οι κατασκευαστές προσφέρουν ψυγεία χωρίς καμία κόλληση, από συνδυασμό πλαστικού και αλουμινίου. Τα πλεονεκτήματα είναι πολλά έναντι της παλιάς τεχνολογίας: ένα σύγχρονο ψυγείο ζυγίζει μόλις 2.5 κιλά (με το ενσωματωμένο δοχείο διαστολής του) έναντι 6 κιλών του κλασικού ψυγείου, αλλά και η ψυκτική του ικανότητα, ή μάλλον η ικανότητα αποβολής της θερμοκρασίας, είναι αρκετά μεγαλύτερη λόγω της πιο πυκνής κατασκευής της «μήτρας» - έχει περισσότερα και λεπτότερα σωληνάκια. Η σύγκριση είναι άνιση και σήμερα γύρω στα 95% των ευρωπαϊκών αυτοκινήτων εφοδιάζονται με ψυγεία νέου τύπου. Υπάρχουν ακόμα βέβαια τα χειροποίητα ψυγεία - στολίδια της Rolls - Royce, αλλά είναι γεγονός ότι πιο εύκολα θα χαλάσει ένα τέτοιο ψυγείο παρά ένα ανώνυμο ψυγείο μαζικής παραγωγής. Στο σχήμα μπορείτε να μελετήσετε με κάποια λεπτομέρεια την κατασκευή των σημερινών ψυγείων. Εκτός από τη μήτρα που είναι από αλουμίνιο (σωληνάκια και ψύκτρες) τα υπόλοιπα κομμάτια είναι πλαστικά. Προσέξτε ότι το κομμάτι με τα στρογγυλά σωληνάκια είναι μια τεχνική που επιτρέπει τη λειτουργία του συστήματος ακόμα και με πιέσεις 1 bar χωρίς προβλήματα. Χρησιμοποιείται δε σε οχήματα με μεγάλες απαιτήσεις ψύξης και μεγάλους σε κυβισμό κινητήρες. Τα σωληνάκια δεν είναι κολλημένα στις άκρες τους αλλά έχουν παραμορφωθεί για να «σφηνώσουν» στο κάλυμμα. Δεν υπάρχει δηλαδή πουθενά κόλληση!
sx1.jpg
Σχήμα 1: Σχέδιο (σε τομή) της τάπας του ψυγείου, όπου φαίνονται καθαρά τα ελατήρια ελέγχου των «βαλβίδων» εξόδου (διαστολής) και επιστροφής.

Τελευταία, με τις προσπάθειες των κατασκευαστών για καλύτερη οικονομία επιστρατεύθηκε και το σύστημα ψύξης στο παιχνίδι για τη μείωση της κατανάλωσης. Περίεργο; Καθόλου. Σοβαρές αλλαγές έγιναν, όπως η αύξηση της πίεσης λειτουργίας και η χρήση αντιψυκτικών υγρών που βράζουν σε ακόμα ψηλότερες θερμοκρασίες. Σίγουρα πρέπει να αποβάλλεται ασφαλώς η θερμότητα που παράγει ένας κινητήρας, αλλά η καλύτερη και πιο αποδοτική ενεργειακά καύση γίνεται όταν δεν διαφεύγει θερμότητα από το θάλαμο καύσης. Για να γίνει αυτό πρέπει τα τοιχώματα να έχουν όσο το δυνατόν υψηλότερη θερμοκρασία, πράγμα που επιτυγχάνεται με θερμοστάτες 90 και 95 βαθμών Κελσίου. Στην πλευρά όμως των επιδόσεων τα πράγματα είναι κάπως αντίθετα. Οι μεγάλες θερμοκρασίες της εισαγωγής δεν επιτρέπουν την εισροή μεγάλης ποσότητας μείγματος αέρα - βενζίνης στον κινητήρα και έτσι χάνεται η ισχύς. Αναγκαστικά λοιπόν, διαλέγει κανείς τι προτιμά: την ισχύ όπου χρησιμοποιείται θερμοστάτης από 74 - 78 βαθμούς, την οικονομία με το θερμοστάτη των 90 - 95 βαθμών ή τη μέση οδό με θερμοστάτη 83 - 85 βαθμών;
Ο σχεδιασμός και η πιστοποίηση των συστημάτων ψύξης του αυτοκινήτου γίνονται αφού καταλήξουν οι σχεδιαστές στο τελικό σχήμα του αμαξώματος. Σε πολλές περιπτώσεις, το ψυγείο είναι αντικείμενο - «αναγκαίο κακό» που πρέπει να βολευτεί κάπως στο χώρο του κινητήρα. Φυσικά, η ιδεώδης θέση είναι η μετωπική, πίσω από τις γρίλιες της μάσκας (αν όμως υπάρχουν!).
Με τα ηλεκτρικά βεντιλατέρ που χρησιμοποιούνται εδώ και είκοσι περίπου χρόνια στα ψυγεία των περισσοτέρων αυτοκινήτων βελτιώθηκε ακόμα περισσότερο η αξιοπιστία αλλά και η αποδοτικότητα των συστημάτων ψύξης. Μέχρι τότε η κίνηση της φτερωτής γινόταν με το λουρί (ιμάντα) του κινητήρα, οπότε και οι στροφές της ήταν ανάλογες με τις στροφές του. Αυτό μπορεί να φαίνεται λογικό από μία άποψη, διότι η πιο πολλή θερμότητα παράγεται στις υψηλές στροφές. Σ' αυτή την περίπτωση είναι μεγάλη και η ταχύτητα του αυτοκινήτου, οπότε είναι σημαντικότατη και η ροή του αέρα που ψύχει το ψυγείο. Από μόνη της αυτή η ροή είναι ικανή να καταστήσει προαιρετικό το βεντιλατέρ. Και αφού δεν χρειάζεται, δεν υπάρχει και λόγος να λειτουργεί. Στο παλιό σύστημα με τον ιμάντα, η φτερωτή μπορούσε να απορροφήσει μέχρι και 7 ίππους ισχύος. Βλέπετε καθαρά ότι πρόκειται για σημαντικό ποσοστό της ιπποδύναμης ενός μέσου κινητήρα. Στο ρελαντί πάλι και σε περίπτωση καλοκαιρινού μποτιλιαρίσματος, έχουμε όλοι εικόνες από τα αποτελέσματα της ανεπαρκούς ψύξης. Κάποτε τα αυτοκίνητα με τα ανοιχτά καπό ήταν πολύ συνηθισμένη διακόσμηση στα πεζοδρόμια των δρόμων. Σήμερα το φαινόμενο αυτό είναι αρκετά σπάνιο και ο περιορισμός του οφείλεται κατά μεγάλο μέρος στα ηλεκτρικά βεντιλατέρ. Στο ρελαντί, όπου η μηχανική φτερωτή γύριζε αργά, το ηλεκτρικό μοτέρ υποχρεώνει μεγάλες ποσότητες αέρα να περάσουν από το ψυγείο καθιστώντας τελείως απροβλημάτιστη τη λειτουργία του στη μεγάλη κυκλοφορία. Στις μεγάλες ταχύτητες του ταξιδιού ή όταν είναι χαμηλή η εξωτερική θερμοκρασία, το ηλεκτρικό μοτέρ δεν λειτουργεί διότι δέχεται εντολές από το θερμοστάτη / διακόπτη που είναι τοποθετημένος στο ψυγείο. Ο διακόπτης αυτός έχει θερμοκρασία που κλείνει το κύκλωμα και λειτουργεί το βεντιλαντέρ, και θερμοκρασία που ανοίγει και σβήνει το βεντιλατέρ. Συνήθως τα δύο όρια απέχουν 10 περίπου βαθμούς μεταξύ τους, π.χ. μία ηλεκτροβαλβίδα «87 - 76» δηλώνει ότι κλείνει το κύκλωμα στους 86 βαθμούς και ανοίγει μόλις η θερμοκρασία πέσει στους 76.
sx2.jpg
Σχήμα 2: Σύγχρονο ψυγείο καθέτου ροής με τα σωληνάκια της μήτρας κολλημένα (μττρουντζοκόλληση ή αλουμινοκόλληση) στις βάσεις.
sx3.jpg
Σχήμα 3: Απλή σχηματική παράσταση του κυκλώματος ψύξης. Το υγρό ψύχει τον κινητήρα με την ανοδική του πορεία και, αφού ψυχθεί στο ψυγείο, επιστρέφει πάλι στο μπλοκ. Δεξιά διακρίνεται και το καλοριφέρ.

ΒΛΑΒΕΣ

Πριν περάσουμε στις λίγες και απλές εργασίες συντήρησης του συστήματος ψύξης, ας σταθούμε στις πιθανές βλάβες που μπορείτε να πάθετε και τι μπορείτε να κάνετε για να λύσετε το πρόβλημα. Τρεις είναι οι πιο συνηθισμένες βλάβες και σας αφήνουν και οι τρεις στο δρόμο το καλοκαίρι. Αρχίζουμε με την πιο σημαντική: το να καταριέστε το συνεργείο σας δεν ωφελεί σε τίποτε όταν έχει κοπεί ο ιμάντας της αντλίας. Σίγουρο σημάδι ότι κάτι τέτοιο έγινε είναι η άνοδος και γρήγορα μάλιστα της θερμοκρασίας, μαζί με το άναμμα της προειδοποιητικής για το αλτερνέιτορ (σύστημα φόρτισης) λυχνίας. Επειδή το αλτερνέιτορ γυρίζει με το ίδιο λουρί που γυρίζει η αντλία του νερού, η παροχή ρεύματος σταματά μόλις σταματήσει και η περιστροφή του, οπότε ανάβει και το σχετικό λαμπάκι. Οι προνοητικοί θα έχουν μαζί τους σίγουρα ένα λουρί καινούργιο και 2-3 εργαλεία μαζί με τις γνώσεις για την αντικατάστασή του. Αν όχι, γυρίζουμε σε άλλες εποχές όπου είχαν χρησιμοποιηθεί ακόμα και… γυναικείες κάλτσες στην ανάγκη! Εκτός από αυτά, υπάρχουν σήμερα εταιρείες που διαθέτουν ελαστικούς ιμάντες που διαρκούν λίγα χιλιόμετρα μέχρι να επανορθωθεί σωστά η βλάβη. Οι ιμάντες αυτοί τοποθετούνται χωρίς εργαλεία και σας τους συνιστούμε. Δεύτερη πιο συνηθισμένη βλάβη στο κύκλωμα ψύξης είναι η… άρνηση του θερμοστάτη να λειτουργήσει κανονικά. Ο θερμοστάτης είναι - για όσους δεν έχουν… εντρυφήσει στο θέμα - μία αυτορρυθμιζόμενη δίοδος υγρού, που από κάποια θερμοκρασία και πάνω επιτρέπει τη ροή. Το μέγεθος της διόδου, ή διατομή θα λέγαμε, αυξάνει από το μηδέν (κλειστό) ως το μέγιστο. Όταν λοιπόν πάθει βλάβη αυτό το εξάρτημα δεν ανοίγει ή ανοίγει ελάχιστα, οπότε περιορίζεται δραστικά και η ροή του υγρού που πρέπει να ψυχθεί στο ψυγείο. Η θερμοκρασία αμέσως ανεβαίνει στα ύψη και είναι απαραίτητη η ακινητοποίηση του αυτοκινήτου. Για τους έχοντες τις σχετικές γνώσεις είναι εύκολη η διάγνωση και η διόρθωση του προβλήματος: αφαίρεση του θερμοστάτη, ο οποίος βρίσκεται συνήθως σε σημείο με εύκολη πρόσβαση και μέσα σε ένα κέλυφος με 2 ή 3 βίδες. Για τους υπόλοιπους που δεν ασχολούνται με το… άθλημα, η μόνη λύση είναι να περιμένουν να κρυώσει φυσιολογικά ο κινητήρας και να ξεκινήσουν. Πάλι όμως μετά από μερικά χιλιόμετρα θα παρουσιασθεί το πρόβλημα οπότε ξανά ακινητοποίηση κ.ο.κ. μέχρις οριστικής διευθέτησης. Τρίτη κοινή βλάβη είναι αυτή της ηλεκτροβαλβίδας του βεντιλατέρ. Όταν η θερμοκρασία ανέβει στα προβλεπόμενα όρια… δεν γίνεται τίποτα και συνεχίζει να ανεβαίνει. Αν αυτό διαπιστωθεί, δεν έχετε παρά να ενώσετε μεταξύ τους τα δύο φισάκια που πάνε στην ηλεκτροβαλβίδα και το βεντιλατέρ θα λειτουργεί συνεχώς. Μη φοβάστε, δεν θα πάθει ζημιά για λίγες ώρες. Όταν μπορέσετε, αλλάξτε στο συνεργείο σας την ηλεκτροβαλβίδα με μία καινούργια.
Γι' αυτές τις περιπτώσεις, πολλοί οδηγοί κάνουν κάτι έξυπνο: συνδέουν δύο καλώδια παράλληλα με τα φισάκια της ηλεκτροβαλβίδας σε ένα διακόπτη κάπου στο ταμπλό και έτσι, αν παρουσιασθεί βλάβη, δεν έχουν παρά να πατήσουν ένα κουμπί και θα λειτουργήσει το βεντιλατέρ. Αυτές είναι και οι τρεις κοινές βλάβες του συστήματος ψύξης.
sx4.jpg
Σχήμα 4: Σύγχρονο ψυγείο οριζοντίου ροής, υψηλής πιέσεως, όπου δεν υπάρχει σε κανένα σημείο κόλληση, αλλά τα στρογγυλά - για πιο μεγάλη αντοχή - σωληνάκια είναι «σφηνωμένα» στις βάσεις με μηχανική διαστολή.

ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ

Ας περάσουμε τώρα στην εύκολη συντήρηση που πρέπει να γίνεται στο κύκλωμα. Το καλύτερο που μπορείτε να κάνετε είναι να αλλάζετε το αντιψυκτικό κάθε δύο χρόνια. Με την ευκαιρία της αλλαγής αυτής, θα ελέγξετε την καθαριότητα του συστήματος και - το κυριότερο - θα ελέγξετε μήπως υπάρχουν διαρροές. Ο έλεγχος για το τελευταίο γίνεται με ένα απλό αλλά απαραίτητο εργαλείο που διαθέτουν πολλά συνεργεία. Για τον εσωτερικό καθαρισμό του υδροχιτωνίου υπάρχουν διάφορα καθαριστικά υγρά στην αγορά ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διάλυμα σόδας σε αναλογία 4% ως εξής: αδειάζετε το παλιό υγρό και γεμίζετε το σύστημα με το νέο διάλυμα. Αφήνετε τον κινητήρα να ζεσταθεί για 15 λεπτά περίπου και, αφού σβήσετε, αδειάζετε το υγρό και ξεπλένετε το κύκλωμα με νερό αρκετές φορές. Είστε έτοιμοι τώρα να βάλετε το καινούργιο αντιψυκτικό, έχοντας ελέγξει βέβαια κολάρα και κολλιέδες για άριστη κατάσταση. Πολλά αυτοκίνητα διαθέτουν και βίδα εξαέρωσης στο σύστημα ψύξης, οπότε μην ξεχνάτε να τη χρησιμοποιήσετε. Η τάπα του ψυγείου πρέπει να λειτουργεί κανονικά και όσο κι αν αυτό φαίνεται απλό σαν αξίωμα, η λειτουργία της δεν είναι ούτε απλή ούτε γνωστή στους πολλούς. Η τάπα αυτή, όπως βλέπετε και στο σχέδιο, δεν είναι απλό «βούλωμα», αλλά βαλβίδα δύο δρόμων, πιεστική (!!!). Τι είναι αυτό; Όταν λειτουργεί ο κινητήρας και παράγεται θερμότητα, ο όγκος του υγρού αυξάνεται λόγω διαστολής, η χωρητικότητα όμως του υδροχιτωνίου και του ψυγείου μένουν φυσικά σταθερές.
Το πλεονάζον λοιπόν αντιψυκτικό κάπου πρέπει να διοχετευθεί και όχι βέβαια στο δρόμο. Το κάτω μέρος λοιπόν της μαγικής τάπας επιτρέπει τη διέλευση του υπό πίεση υγρού που υπερνικά την πίεση του ελατηρίου της βαλβίδας και διοχετεύεται από το πλευρικό σωληνάκι προς το δοχείο διαστολής. Αυτό γίνεται όσο το υγρό θερμαίνεται και μεγαλώνει ο όγκος του. Όταν τώρα σβήσει ο κινητήρας και αρχίσει να κρυώνει το αντιψυκτικό, ο όγκος του αρχίζει να μικραίνει. Δημιουργείται λοιπόν υποπίεση στο ψυγείο που προκαλεί την αναρρόφηση υγρού από το δοχείο διαστολής και την επιστροφή του στο ψυγείο. Η αναρρόφηση / επιστροφή αυτή γίνεται από τη δεύτερη βαλβίδα της τάπας, που λειτουργεί σε ανάποδη κατεύθυνση από την πρώτη βαλβίδα. Υπάρχουν τάπες με διάφορες σκληρότητες ελατηρίων που κανονίζουν και την όλη πίεση του κυκλώματος ψύξης. Αν τώρα η τάπα δεν λειτουργεί σωστά, δύο πράγματα μπορείτε να πάθετε: στη μία περίπτωση, αν δεν λειτουργήσει η βαλβίδα εξόδου (προς το δοχείο διαστολής) ο κίνδυνος είναι άμεσος να τρυπήσει κάποιο κολάρο ή να σπάσει κάποιος παλιός κολλιές (σφιγκτήρας). Αν δεν λειτουργήσει η δεύτερη βαλβίδα, θα είναι πολύ εύκολο να βράσει το αντιψυκτικό λόγω ελαττωμένης πίεσης στο κύκλωμα - η Φυσική διδάσκει ότι το σημείο βρασμού χαμηλώνει όσο ελαττώνεται και η πίεση του περιβάλλοντος. Προσοχή λοιπόν στην καλή κατάσταση της τάπας του ψυγείου. Ειδικά γι' αυτούς που αρέσκονται στις μετατροπές των κυβικών και των Κινητήρων στη (ζεστή) χώρα μας, θα θέλαμε να συμβουλέψουμε να εξετάσουν σοβαρά την τοποθέτηση και ενός δεύτερου ηλεκτρικού βεντιλατέρ στο ψυγείο (που καλό θα είναι να έχει… μεγαλώσει σε αριθμό κυψελών). Οι αυξημένες ιπποδυνάμεις δημιουργούν αυξημένα θερμικά φορτία και έχουν φυσικά αυξημένες απαιτήσεις από το σύστημα ψύξης. Στο σχήμα που παραθέτουμε σε τομή υπάρχει ένα βασικό κύκλωμα ψύξης όπου διακρίνονται όλα τα βασικά τμήματα για τα οποία συζητήσαμε. Καλό καλοκαίρι λοιπόν και αφήστε το θερμόμετρο να ανεβαίνει. Αν όλα τα έχετε προβλέψει σωστά, δεν θα μπει η βελόνα στο κόκκινο!

Άρθρο από 4Τ 262, 7/1992

Συντάκτης: Νίκος Λουπάκης

Ερώτημα: Γιατί το αυτοκίνητο έχει «ψυγείο»;

ΚΑΤΑ την καύση μιας οποιασδήποτε ουσίας απελευθερώνεται θερμότητα. Το ίδιο συμβαίνει και κατά την καύση του καυσίμου μίγματος στους κυλίνδρους του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Στην περίπτωση όμως αυτή τελικός μας σκοπός δεν είναι η παραγωγή θερμότητας αλλά η κίνηση του οχήματος στο οποίο βρίσκεται ο κινητήρας ή, με άλλα λόγια, η μετατροπή της ενέργειας που περικλείει το καύσιμο σε κινητική ενέργεια. Οι θερμοκρασίες που αναπτύσσονται στο εσωτερικό των κυλίνδρων του κινητήρα ξεπερνούν σε ορισμένες φάσεις της λειτουργίας του τους 2000°- 2500°C (ανάλογα με τον τύπο του κινητήρα). Η θερμοκρασία όμως των διαφόρων εξαρτημάτων που έρχονται σε επαφή με τα αέρια προϊόντα της καύσης του καυσίμου μίγματος επιβάλλεται να είναι αρκετά μικρότερη. Για παράδειγμα, η μέγιστη θερμοκρασία κυλινδροκεφαλής από κράμα αλουμινίου δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 250°C, εμβόλου (κατασκευασμένου από παρόμοιο κράμα) 350°C, εμβολο-χιτωνίου 160°-180°C. Η υπερθέρμανση του κινητήρα συνεπάγεται αύξηση της κατανάλωσης, ελλιπή λίπανση (θυμίζουμε ότι το ιξώδες του λιπαντικού μεταβάλλεται, ενώ υπερβολική αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να οδηγήσει στην απανθράκωση του) και αυξημένες φθορές. Αυτό επιβάλλει την οργάνωση της αποβολής ενός μεγάλου μέρους της παραγομένης θερμότητας ή, με πιο απλά λόγια, την οργάνωση της ψύξης του κινητήρα. Να πούμε στο σημείο αυτό ότι δυσάρεστες για τον κινητήρα συνέπειες έχει και η διατήρηση της θερμοκρασίας του σε υπερβολικά χαμηλά επίπεδα. Για το λόγο αυτό η ψύξη του κινητήρα οργανώνεται με τέτοιον τρόπο ώστε η θεμορκρασία του να βρίσκεται πάντα (ανεξάρτητα από τις συνθήκες λειτουργίας) μέσα σε ορισμένα πλαίσια.
Η ψύξη του κινητήρα επιτυγχάνεται με δύο κατά κανόνα τρόπους:

  1. Με τη βοήθεια κάποιου ψυκτικού υγρού (νερό) το οποίο ερχόμενο σε επαφή με τα θερμαινόμενα μέρη του κινητήρα (κυλινδροκεφαλή και κορμό) παραλαμβάνει από αυτά μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας και την αποδίδει μέσω του κατάλληλου εναλλάκτη (ψυγείο) στο περιβάλλον. Στην περίπτωση αυτήν απαιτείται η ύπαρξη του αντίστοιχου για την κυκλοφορία του υγρού, κυκλώματος (υδρόψυκτοι κινητήρες).
  2. Με τη βοήθεια του αέρα του οποίου η κυκλοφορία οργανώνεται στην περίπτωση αυτή με κατάλληλο τρόπο (αερόψυκτοι κινητήρες). Διαφορετική σε κάθε περίπτωση είναι τόσο η εξωτερική εμφάνιση του κινητήρα (οι αερόψυκτοι είναι μεγαλύτεροι σε διαστάσεις και διαθέτουν τις χαρακτηριστικές ψύκτρες), όσο και ο ήχος του (αρκετά πιο έντονος στους αερόψυκτους).

Διαφορετική είναι επίσης και η απόδοση κάθε τύπου συστήματος ψύξης: το σύστημα ψύξης των υδρόψυκτων κινητήρων έχει μεγαλύτερη απόδοση, γεγονός που οδήγησε άλλωστε και στη σχεδόν καθολική επικράτηση τους, αφού σπάνια συναντάμε πλέον αερόψυκτους κινητήρες. Αυτό δεν σημαίνει ότι η ψύξη με νερό δεν έχει αδύνατα σημεία: ο υδρόψυκτος κινητήρας είναι πιο πολύπλοκος από τον αερόψυκτο, ενώ σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες υπάρχει περίπτωση να παγώσει το νερό. Ο τελευταίος κίνδυνος αποτελεί και το λόγο που σαν ψυκτικό υγρό δεν χρησιμοποιείται καθαρό νερό αλλά νερό που περιέχει κάποιο ειδικό (αντιψυκτικό) υγρό. Να θυμίσουμε τέλος ότι το σύστημα λίπανσης βοηθά -σε μικρό βέβαια βαθμό- το έργο του συστήματος ψύξης. Σε περιπτώσεις μάλιστα ιδιαίτερα «βεβαρημένων» από θερμική άποψη κινητήρων (π.χ. υπετροφοδοτούμενοι κινητήρες) το σύστημα λίπανσης εφοδιάζεται με τον αντίστοιχο εναλλάκτη (ψυγείο λαδιού).
4t.jpg
Σχηματική παράσταση της λειτουργίας του συστήματος ψύξης υδρόψυκτου κινητήρα: Το ψυκτικό υγρό περιβάλλει τους κυλίνδρους (11) του κινητήρα και επικοινωνεί με το ψυγείο (2) και με τους αγωγούς (8) και (15). Η αντλία (14) βρίσκεται στον ίδιο άξονα με την τροχαλία (7) (που κινείται από το στροφαλοφόρο άξονα) και φροντίζει για την κυκλοφορία του ψυκτικού υγρού. Το ψυκτικό υγρό αφού έρθει σε επαφή με τα θερμά τοιχώματα των κυλίνδρων και της κυλινδροκεφαλής παραλαμβάνει από αυτά ένα ορισμένο ποσό θερμότητας (οπότε το ίδιο θερμαίνεται) και κατευθύνεται μέσω του σωλήνα (8) προς το πάνω μέρος του ψυ¬γείου. Στη συνέχεια κατευθύνεται προς τα κάτω περνώντας μέσα από τα ειδικά κανάλια του ψυγείου όπου ψύχεται. Η ψύξη επιτυγχάνεται με το ρεύμα του αέρα το οποίο «πέφτει» πάνω στα κανάλια αυτά και δημιουργείται αφ' ενός από την κίνηση του αυτοκινήτου και αφ' ετέρου από τη φτερωτή (6). Στους περισσότερους σύγχρονους κινητήρες η φτερωτή τίθεται σε κίνηση από ηλεκτρικό μοτέρ. Το ψυχρό πλέον υγρό μέσω του σωλήνα (15) φτάνει ξανά στην αντλία και στο σωλήνα (12) ο οποίος φροντίζει για την ομοιόμορφη κατανομή του υγρού ανεξάρτητα από την απόσταση κάθε κυλίνδρου, από την αντλία από όπου διοχετεύεται και πάλι στις θερμές επιφάνειες του κινητήρα. Η θερμοκρασία του κινητήρα, η οποία πρέπει να βρίσκεται μεταξύ 80° και 100°C, ελέγχεται με το θερμόμετρο (13). Για το γρήγορο ζέσταμα του κινητήρα στο κύκλωμα υπάρχει ο θερμοστάτης (10). Όταν ο κινητήρας είναι κρύος η βαλβίδα του θερμοστάτη είναι κλειστή και το υγρό δεν κατευθύνεται από την κυλινδροκεφαλή και τον κορμό του κινητήρα προς το ψυγείο αλλά μέσω του σωλήνα (9) φθάνει στην αντλία από όπου επιστρέφει στις θερμές επιφάνειες. Έτσι ο κινητήρας ψύχεται από αρκετά μικρότερη ποσότητα υγρού η οποία μάλιστα δεν ψύχεται στο ψυγείο. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τη γρήγορη θέρμανση του υγρού. Μόλις το υγρό αποκτήσει αρκετά υψηλή θερμοκρασία η βαλβίδα του θερμοστάτη ανοίγει και το υγρό ακολουθεί πλέον τη φυσιολογική του πορεία: θερμές επιφάνειες-ψυγείο-αντλία.
Οι κινητήρες των σύγχρονων επιβατικών αυτοκινήτων διαθέτουν «κλειστό» σύστημα ψύξης (το ψυκτικό υγρό δεν έρχεται σε επαφή με την ατμόσφαιρα) με δοχείο διαστολής. Λόγω της αυξημένης πίεσης η θερμοκρασία βρασμού του νερού ανεβαίνει στους 105°-115°C και κατά συνέπεια η πιθανότητα βρασμού του μειώνεται σημαντικά.