Sistema de arrefecimento

Homem refrigera um automóvel num dia quente em Berlim (1935).

O sistema de arrefecimento é o sistema que controla a temperatura do motor a combustão de um automóvel. Nos automóveis mais antigos existia somente a preocupação de se dissipar o calor gerado pelo motor, com o tempo os automóveis passaram a aproveitar a energia calorífica gerada pela combustão para seu desempenho e durabilidade, passando a dotar de um controle mais estável e preciso da temperatura sob variadas condições de uso, como temperatura ambiente e pressão atmosférica e carga do veículo. Nos automóveis sobretudo nos modernos dotados de gerenciamento eletrônico do motor qualquer mudança na sua temperatura é alterado a quantidade de combustível injetado e o ponto de ignição. Portanto quando o sistema de arrefecimento trabalha na temperatura ideal o motor terá maior durabilidade, menor desgaste e atrito, maior economia de combustível, menos manutenção, emitirá menos poluentes e aumentará seu desempenho. A camila e o neguim, só no lepo lepo

Componentes

Embora existam diferentes sistemas e soluções de refrigeração, na atualidade a maioria possui os seguintes componentes:

• Líquido de arrefecimento: Composto de uma mistura de água destilada com aditivos anti-oxidantes (previne a corrosão dos elementos metálicos do sistema), anti-congelantes (previne a formação de cristais de gelo quando o liquido atinge aproximadamente 0ºC, e consequente aumento interno de pressão), e em alguns casos mais específicos algicidas (previne o desenvolvimento de algas) ou anti-bacterianos. Sua função é efetuar a troca de calor, ele ganha calor quando passa pelo motor a explosão e perde calor ao passar no radiador.
• Bomba: Bombeia o líquido de arrefecimento fazendo circular no sistema, geralmente é acionada pela correia junto com o alternador.
• Radiador: Quando o líquido de arrefecimento passar por ele perde calor, baixando a sua temperatura e consequentemente a do motor.

Sistema de arrefecimento a ar.

• Válvula termo-estática: Bloqueia ou desvia o ciclo do líquido, para não passar pelo radiador enquanto o motor não estiver à temperatura ideal de trabalho. Quando o motor atinge sua temperatura de trabalho a válvula se abre permitindo a passagem do líquido para o radiador. A válvula termo-estática geralmente possui acionamento termo-mecânico e em alguns automóveis já estão sendo fabricados com válvula termo-estática elétrica controlada pela central de injeção eletrónica. Em alguns motores, pode existir mais de uma válvula termo-estática, pela necessidade de mais de dois fluxos diferentes para o líquido de arrefecimento (ex:Tecnologia FSI).
• Sistema de ventilação forçada: Utilizado para forçar a passagem de ar através do radiador quando o fluxo é demasiado baixo para compensar a dissipação de energia térmica (p. exp. quando o veículo se encontra parado ou a baixa velocidade). Os sistemas mais antigos possuíam uma ventoinha que se encontrava acoplada diretamente à bomba de água (girando proporcionalmente à velocidade do motor, numa relação de Rotações/Minuto (RPMs) (o que se verificava ineficaz em situações como a do exemplo referido). Os atuais sistemas possuem um ventilador elétrico (uma ventoinha movida por um pequeno motor elétrico). Em caminhões é ainda possível encontra-se um sistema de embraiagem entre a ventoinha e a bomba da água, de acionamento termo-mecânico ou elétrico, que diminui a velocidade da ventoinha assim que se regista um abaixamento da temperatura.
• Tubagens e conectores: Fazem as conexões entre os componentes do sistema.
• Sensor de temperatura: Informa o módulo de injeção eletrónica e os indicadores (comummente localizados no mostrador) sobre a temperatura real do líquido de arrefecimento que irriga o motor.
• Reservatório: Contém o bocal de abastecimento e permite controlar os níveis do líquido de arrefecimento no sistema.
• Válvulas de pressão: Dispositivos localizados em vários pontos do sistema (normalmente no radiador ou nas tubagens) que permitem controlar a pressão.
• Termo-interruptor: É responsável pelo acionamento do ventilador em função da temperatura do líquido de arrefecimento. Existem no entanto, sistemas de arrefecimento em que a unidade de controle do motor recebe as informações do(s) sensor(es) de temperatura diretamente dispensando a necessidade de um termo-interruptor.

Funcionamento

A bomba força a circulação do líquido de arrefecimento pelo sistema . Enquanto o líquido de arrefecimento não atinge a sua temperatura normal de funcionamento, a válvula termostática impede seu fluxo para o radiador fazendo-a circular apenas pela bomba e pelas galerias internas do motor. Quando a temperatura do líquido de arrefecimento atingir a sua faixa definida como normal, a válvula se abre ligeiramente fazendo com que parte do fluxo passe e seja direcionado para o radiador. Quando a temperatura se aproximar do limite máximo, a válvula se abre completamente e todo o fluxo do líquido de arrefecimento do motor será direcionado para o radiador, o liquido já contido neste por sua vez retorna ao motor e a válvula se fecha.

No radiador, o líquido dispersa parte do calor absolvido, e o primeiro por sua vez a transfere ao ar pela ventilação forçada, até que atinja temperatura ideal para retornar ao motor, iniciando assim novo ciclo. Nos veículos dotados de eletro-ventilador, o líquido de arrefecimento ao chegar no radiador acionando o termo-interruptor ativando a ventilação forçada e desativando assim que o liquido chegar sua temperatura ideal. Esse sistema proporcionou um controle mais preciso da temperatura de trabalho, fazendo com que esta seja atingida mais rapidamente e seja arrefecida apenas em tempo e quantidade necessária, proporcionou também a redução da carga do motor, a redução do consumo e o aproveitamento de potência, justamente por dispensar mover a hélice.

Quando a temperatura do líquido de arrefecimento aumenta, o seu volume e a pressão também aumentam e as válvulas localizadas na tampa do reservatório de expansão controlam essa pressão. O líquido composto de aditivos anti-oxidante e anti-congelante trabalha evitando a corrosão dos componentes do sistema, aumentando o ponto de ebulição da água e reduzindo o de congelamento.