Månedens spørgsmål Indsendt af Bill McLellan, Pasadena, Californien, og besvaret af Melany Hunt, Associate Professor of Mechanical Engineering, Caltech.
Kølesystemet er en vigtig del af en bilmotor. Jeg er i hvert fald blevet mere opmærksom på dette faktum, efter at min bil er blevet overophedet på Santa Monica Freeway.
Kølesystemet tjener tre vigtige funktioner. For det første fjerner det overskydende varme fra motoren, for det andet fastholder det motorens driftstemperatur, hvor den fungerer mest effektivt, og endelig bringer det motoren op på den rette driftstemperatur så hurtigt som muligt.
Kølesystemet består af seks hoveddele – en motor, en radiator, en vandpumpe, en køleblæser, slanger og en termostat. Under forbrændingsprocessen omdannes en del af brændstoffets energi til varme. Denne varme overføres til kølemidlet, der cirkuleres gennem motoren af vandpumpen. Slanger fører den varme kølevæske til køleren, hvor varmen overføres til luft, der trækkes forbi motoren af køleblæseren. Kølevæsken transporteres derefter tilbage til vandpumpen og recirkuleres.
Når en motor er kold, f.eks. først på morgenen, fungerer motoren lidt anderledes. For at maksimere effektiviteten er motoren konstrueret til at varme hurtigt op. Når motoren når den rette driftstemperatur, er den konstrueret til at blive holdt ved en stabil temperatur, hvilket er formålet med termostaten. Termostaten er som en ventil, der åbner og lukker som en funktion af temperaturen. Termostaten isolerer motoren fra køleren, indtil den har nået en bestemt minimumstemperatur. Uden en termostat ville motoren altid miste varme til køleren og være længere tid om at varme op. Når motoren har nået den ønskede driftstemperatur, justerer termostaten strømmen til køleren for at opretholde en stabil temperatur.
I nogle tilfælde er kølevæsken så varm, at termostaten åbner hele vejen, hvilket gør motoren helt afhængig af køleren for at holde temperaturen stabil. Så længe der er tilstrækkelig luftstrøm gennem køleren, forbliver motoren kølig. Hvis luftgennemstrømningen af en eller anden grund er for lav, vil køleren ikke kunne udføre sit arbejde, og motoren kan overophede. På dette tidspunkt vil motoren, hvis kølevæskestrømmen øges, overføre mere varme til kølevæsken, hvilket vil forværre situationen. Termostatens flowbegrænsning er med til at øge trykket i kølesystemet, hvilket gør det sværere for kølevæsken at koge i vandpumpen. Det hjælper dog ikke meget til at hjælpe køleren med at holde motoren kold.