Motor Soğutma Sistemi Nedir?

Motor Soğutma Sistemi Nedir? Görevi Nedir? Elemanları Parçaları Nelerdir? Soğutma Sistemi Çeşitleri Nelerdir?

Motorun uygun çalışma sıcaklığında çalışabilmesi için motoru soğutan sisteme soğutma sistemi denir. Soğutma sisteminin görevi,  motor parçaları ve yağının aşırı ısınmasını engellemek, motoru ideal çalışma sıcaklığına  en kısa sürede ulaştırmak ve bu sıcaklıkta tutmaktır. İçten yanmalı motorun normal çalışma sıcaklığı 80 – 90 derece civarındadır, motor soğutma sistemi, motorun sıcaklığını bu ideal değerde tutar. Motorun yüksek sıcaklıklara çıkmasını engellemekle birlikte, ideal çalışma sıcaklığına en kısa sürede çıkmasına da hizmet eder, bunu kolaylaştırır. Motorun ideal çalışma sıcaklığında çalışması; performansının en yüksek olduğu, sürtünmelerin ve emisyonların en az olduğu sıcaklıktır. Daha düşük veya daha yüksek sıcaklıklarda motor verimi düşer, sürtünmeler ve aşınmalar artar, emisyon değerleri artar, motor parçaları zarar görür, bu sebeple ilk çalıştırmadan itibaren en kısa sürede motorun ideal çalışma sıcaklığına ulaşması sağlanır. Sıcaklık artarak ideal değere yaklaştıkça, güç artar, yakıt tüketimi ve emisyonlar azalır.

Kapalı devre soğutma sisteminde 1 – 1,5 bar basınç mevcuttur ve bu basınç sayesinde suyun kaynama noktası 115 – 130 dereceye çıkar.

Benzinli motorda yanma sonucu oluşan sıcaklık 2000 oC civarındadır, motorun yüksek sıcaklıktan zarar görmemesi için soğutulması gerekir. Soğutma sistemi görevini yapmaz ve motor hararet yaparsa, motor yağının yağlama özelliği kaybolur, sürtünme ve aşınmalar artar, bu durumda motorda ciddi mekanik hasarlar oluşur. Hararet yapan motorda; silindir kapak contasının yanması, pistonun sıkışması (motor kilitlenmesi), segmanların, pistonların, silindirlerin, krank ve kol yataklarının aşınması (yatak sarması) gibi bir çok mekanik hasar görülebilir.

Motorda yakıtın yakılmasıyla oluşan enerjinin bir kısmı  hareket enerjisine dönüştürülür, bu faydalı iştir. Üretilen ısının büyük bir kısmı ise ısıya dönüşür ve atmosfere atılır. Motorda oluşan ısının en büyük  kaynağı silindirde yanan yakıttır, buna ilave olarak motordaki sürtünmelerde  ısı oluşturur.

Yakıtın yanmasıyla elde edilen enerjinin yaklaşık olarak ancak %40-45’i kullanılabilir hareket enerjisi olarak alınabilmektedir. Enerjinin geri kalan %30’u egzoz gazlarıyla, geriye kalan %30’ise soğutma ve ısının yayılması yoluyla kaybolmaktadır. Benzinli motorların verimi %30-35, dizel motorların verimi %35-40 civarındadır.  Eski nesil motorlarda verim %25 civarındadır, bu durumda soğutma sistemine giden ısı enerjisi, aracı hareket ettiren enerjiden daha büyük olmuştur.

Motorda çalışan parçaların aşınmasını engellemek için motorun soğutulması gerekir. Motorun uygun sıcaklıkta çalışması ve doğru şekilde soğutulması; motor verimini, silindirlere alınan hava miktarını, yakıt tüketimini, vuruntu eğilimini (benzinli motorlarda), sıkıştırma oranını, emisyonları direkt olarak etiler.

Motor tipine bağlı olarak, motorda soğutma sisteminde birkaç tane alt soğutma devresi (tesisatı) bulunabilir.

Klasik olarak soğutma sisteminde iki temel devre vardır

• Küçük Devre (Soğuk Devre): Soğut motorun, çalışma sıcaklığına ulaşmasına kadar aktiftir.
• Büyük Devre (Sıcak Devre): Çalışma sıcaklığı ve daha üst sıcaklığa ulaşan motorda devreye girer.

Özellikle yeni nesil bazı motorlarda farklı çeşitlerde motor sıcaklığı yönetim sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Silindir kapağı soğutma devresiyle, motor bloğu soğutma devresi ayrılabilir. Motor soğutma sistemiyle, kalorifer sistemi ayrılabilir. Motora emilen havanın soğutulması için ayrı ilave bir soğutma devresi konabilir.

Soğutma sisteminde kullanılan radyatörlere akışlar, termostatlar (elektronik termostatlar veya çok kademeli elektronik termostatlar), akış kontrol elektro valfleri, radyatör fanları, devir daim pompaları ECU tarafından yönetilebilir. Bu sebeple soğutma sistemiyle çalışırken, soğutma sistemi devre şemasının ve sahip olduğu özellikler ve parçaların bilinmesi önemlidir.

Soğutma Sistemi Çeşitleri Nelerdir?

Soğutma sistemi, hava soğutmalı ve su soğutmalı olarak iki çeşittir. Motorlu araçlarda çok yaygın olarak su soğutmalı sistem kullanılır. Bu bölümde su soğutmalı sistem açıklanmıştır. Sonuç olarak motorun fazla ısısı, önce motor suyuna, buradan da dış ortam havasına aktarılır. İçten yanmalı motorlarda soğutma sıvısı olarak su ve antifriz karışımı kullanılır.

Soğutma Sisteminin Yönetimi Bakımından Çeşitleri

• Klasik Mekanik Kumandalı Soğutma Sistemi
• Elektronik Kumandalı Soğutma Sistemi

Klasik Mekanik Soğutma Kumandalı Soğutma Sistemi

2000’li yıllar ve öncesinde kullanılan soğutma sistemidir. Elektronik kontrol ünitesi, soğutma sistemini yönetmez. 

Termostat genellikle motor bloğuna gömülü haldedir ve termostatın açılıp kapanma sıcaklığı üretim aşamasında belirlendiği şekilde, ısıya duyarlı mekanik olarak çalışır. Sistemdeki radyatör fanı, fan müşürünün anahtarlamasıyla çalışarak devreye girer. Devirdaim pompası klasik mekanik devirdaim pompasıdır.

Elektronik Kumandalı Soğutma Sistemi

2000’li yıllardan itibaren soğutma sistemi de elektronik kontrol ünitesinin (ECU) yönetiminde çalışmaya başlamıştır. Klasik termostatlar yerine, elektronik kontrollü termo vaks termostatlar kullanılmaya başlanmıştır; termostatta bulunan rezistans, ecu tarafından ısıtılarak, termostatın açılıp kapanması (açıklık miktarının ayarlanması), su sıcaklığından bağımsız olarak gerçekleşebilir ve motorun çalışma şartlarına göre ideal soğutma sağlanabilir. Elektrikli radyatör fanının açılıp kapanması, çalışma hızı, ecu tarafından otomatik olarak kumanda edilir, en uygun soğutma hızı sağlanır. En son gelişmelerle, devirdaim pompasının (su pompasının) elektrikli hale getirilmesiyle, suyun dolaşımı da ecu tarafından kumanda edilebilir hale gelmiştir.

[youtube id=P4E4Zxp3k8o]

Motor yükü ve devrine göre en uygun soğutma sıvısı sıcaklığı, ecu hafızasında kayıtlı haritalardaki değerlere göre ayarlanabilir. Böylece yakıt tüketimi ve emisyonlar (CO ve HC) azaltılabilir.

Motor Soğutma Sisteminin Parçaları Nelerdir?

 Soğutma Sistemi Elemanları

• Motor soğutma Sıvısı (Su + Antifriz)
• Devirdaim Pompası (Su Pompası)
• Termostat
• Radyatör 
• Genleşme Kabı
• Vantilatör (Eski tip motorlarda)
• Elektrikli Radyatör Fanı (Yeni nesil motorlarda)
• Kalorifer Peteği
• Su Hortumları – Su Boruları ve Bağlantı Kelepçeleri
• Motor Soğutma Suyu Sıcaklık Sensörü (Hararet Sensörü)
• Fan müşürü (eski nesillerde)

Motor soğutma sistemi kapalı devre çalışan bir sistemdir

Sistemin tasarımı ve parçaları şunlara göre değişiklik gösterir:

• Motor tipi ve motor hacmi
• Turbo şarj, turbonun tipi ve tasarımı
• Aracın tipi, sahip olduğu ısıtma sistemi tasarımı.

Konu devam edecek: Soğutma Sisteminin Çalışma Prensibi