How Things Work のこのエピソードでは、車両の冷却システムの基本についての洞察に満ちた短期集中コースを提供します。
推定読書時間: 7 分 49 秒。
ビデオを視聴できない場合は、以下のビデオ トランスクリプションを読むことができます。
明確さと読みやすさのために編集
ピーター: (00:01)
の今週のエピソードへようこそ どうやって動くか、今日のセグメントでは、車両の冷却システムについて説明します。 おかげさまで夏がやってきました。気温は確実に上昇していますが、過熱に苦しむ車が劇的に急増するのは夏の間です。 では、車が過熱しないようにするにはどうすればよいでしょうか。また、エンジンの温度は実際にどのように調整されているのでしょうか? そもそもエンジンが熱くなるのはなぜですか？ したがって、中程度の速度で車を運転するだけでも、1 分間に数千回の爆発を制御する必要があり、その結果、燃焼室は摂氏 2.5 度という驚異的な温度に達します。 したがって、エンジンが故障しないためには、燃焼室周辺の冷却が重要になることが想像できます。 今日の自動車や自転車に搭載されている冷却システムは、非常に信頼性が高く、非常に正確であることを除けば、100 年以上前の冷却システムとほとんど機能が変わっていません。
ピーター: (01:12)
また、冷却システムがエンジンから熱を除去する必要があるだけでなく、外部温度やエンジンに適用される負荷に関係なく、一定のエンジン温度を維持する必要があるため、それらは正確である必要があります。 低すぎるとエンジンが非効率的に作動し、排出量が増え、高すぎるとエンジンが損傷するリスクがあります。 冷却システム自体には、液体と空冷の 2 つの主要なタイプがあります。 また、空冷エンジンは主に古い車に搭載されていますが、現在のバイクにはまだ搭載されているものもあります。 そこで水冷エンジンを見てみると、以下の基本的な項目があります。 まず、エンジン、ブロック、ヘッドの内部に通路があり、これらの通路を介してクーラントを循環させるウォーターポンプがあり、クーラントの温度を制御するサーモスタットがあります。 また、クーラントを冷却するラジエータ、システム内の圧力を制御するラジエータ キャップ、クーラントをエンジンからラジエータに移送するための相互接続ホースもあります。
ピーター: (02:20)
また、高温のクーラントを使用して車内を温める車のヒーター システム。 したがって、2 つの目的があります。 しかし、基本的には、冷却システムは、V 構成の場合、エンジン ブロックとヘッド (複数可) 内の通路に液体クーラントを送ることによって機能します。 クーラントがこれらの通路を流れる際に、エンジンから熱を受け取り、加熱された液体はゴムホースを通って、通常は車の前にあるラジエーターに流れます。 ラジエーター内の細いチューブを流れる際、高温の液体は、車両前方のグリルからエンジン コンパートメントに流入する気流によって冷却されます。 液体が冷却されると、エンジンに戻り、さらに熱を吸収します。 したがって、実際には熱交換器と呼ばれます。 このすべてにおいて非常に重要なコンポーネントはウォーターポンプです。これは、配管システムと隠れた通路を通して流体を動かし続ける役割を果たします。
ピーター: (03:23)
さて、私が液体と言うとき、私たちは当然水について考えます。水は冷却システムの主要部分ですが、もう 1 つの重要な液体はもちろん不凍液です。 不凍液と水の組み合わせは、通常、約 1 対 1 の比率であり、専門的には冷却剤と呼ばれます。 不凍液の機能は 3 つあります。 まず、その名前が示すように、クーラントが凍結するのを防ぐ必要がありますが、これは南アフリカではそれほど難しいことではありません。 ただし、クーラントの沸点を上げるためにも存在し、最後に防錆剤としても機能します。 したがって、水のボトルを補充する必要がある場合は、不凍液も補充して比率を維持し、凍結や沸騰に対して冷却剤を効果的に保つようにしてください. ところで、不凍液だけをシステムに入れるのもお勧めできません。
ピーター: (04:22)
先ほど、冷却システムが特定のエンジン温度を維持する方法と、これを調整するコンポーネントがサーモスタットと呼ばれることについて説明しました。 現在、サーモスタットは冷却水の温度を測定する単なるバルブであり、冷却水が十分に熱くなっている場合は開いて、冷却水がラジエーターを流れるようにします。 クーラントが十分に熱くない場合、ラジエータへの流れがブロックされ、クーラントがエンジンに戻ることを可能にするバイパス システムに液体が戻されます。 驚くべきことに、サーモスタットの心臓部は、ワックスと材料または金属ペレットを含む密閉された銅カップです。 サーモスタットが熱くなると、熱いワックスが膨張し、スプリングの圧力に逆らってピストンを押し上げてバルブを開き、クーラントを循環させます。 ただし、サーモスタットを取り外そうとしないでください。 さまざまな理由でこれを行う多くの人々に出くわしました。
ピーター: (05:19)
急激な変動と温度により、ブロックとシリンダー ヘッドの間に疲労が生じ、ヘッド ガスケットが損傷する可能性があるだけでなく、クーラントの流れが速すぎて効果的な熱交換が行われないため、エンジンが過熱する可能性もあります。ラジエーターを通して発生し、エンジンを過熱させることができます。 現在、私たちは通常、エンジンの温度を摂氏約 90 度に調整しています。これは、エンジンが加熱された場合、さらに負荷がかかっている場合は、水の沸点にかなり近くなります。 実際、エンジンの温度が 100 度を超えることもありました。 では、液体が沸騰しないのはなぜでしょうか。 まず、クーラントの不凍成分が沸点を上昇させますが、さらに興味深いのは、冷却システムが密閉された閉回路であることです。これは、システムの圧力が上昇することを意味します。 非常に賢い物理学者であるロバート・ボイルは、閉じた系の圧力が高いほど沸点が高くなり、その逆も成り立つことを発見しました。 たとえば、非常に低い圧力では、室温で水を沸騰させることができます。 したがって、当社の冷却システムに関連する高圧は、沸点に達することなく高い冷却温度を維持できることを意味します。 そのため、冷却システムの潜在的な漏れに注意することが非常に重要です。これにより、圧力が大気圧に戻り、エンジンの通常の動作温度でクーラントが沸騰する可能性があります。 ボンネットを開けて中をのぞくだけで簡単にラジエターホースやヒーターホースの点検ができます。 また、問題の兆候がある場合は、ホースを元の部品と交換する必要があります。緊急時で適切な成形ホースが利用できない場合を除き、ユニバーサル ホースは使用しないでください。
ピーター: (07:20)
また、エンジンの温度が上昇していることに気付くまでに、クーラントはおそらくすでに沸騰しており、損傷を引き起こす前に速度を落としてエンジンをオフにする時間はほとんどないため、温度計に目を向ける必要があります。 . 故障した場合に問題を引き起こす可能性のある別のコンポーネントは、ラジエーター キャップです。 現在、ラジエーター キャップは、冷却システム内の圧力を特定の最大圧力に維持するように設計されています。 冷却システムがその圧力を超えると、キャップのバルブが開き、過剰な圧力がリザーブ タンクに排出されます。 エンジンが冷却されると、冷却システム内に負圧が発生し始めます。 しかし、これが発生すると、キャップの2番目のバルブにより、クーラントがリザーブタンクからラジエーターに吸い戻されます。 ただし、キャップが故障した場合、エンジンは簡単に過熱する可能性がありますが、ラジエーター キャップの簡単な圧力テストは、キャップが機能しているかどうかをすばやく確認する方法です。
ピーター: (08:20)
最後に、車が動いているときはラジエーターを通る空気の流れがありますが、たとえばロボットの前で止まると、この流れも明らかに止まります。ラジエータを通る空気の流れをある程度維持します。 現在、これらのファンは空調システムに一定の気流を提供するため、非常に機能しています。 したがって、停止時にエンジン温度が上昇することに気付いた場合は、簡単なテストとしてエアコンのスイッチを入れることをお勧めします。 ファンがオンになっている場合は、温度センサーが故障している可能性があります。 しかし、エアコンをオンにしてもファンがオンにならない場合は、おそらくもう少し深刻であり、ファン モーター自体を交換する必要があることを意味する可能性があります。
以上で、冷却システムの基本についての短期集中コースを終了しました。 システムがどのように機能するかについての洞察を楽しんでいただけたでしょうか。 どうやって動くか。
エピソード全体を見るには、https://content.suzukiauto.co.za/how-things-work にアクセスしてください。
