Como funciona o sistema de arrefecimento do motor (Parte III)

Motor

O bloco e o cabeçote do motor têm muitas passagens, moldadas durante a fundição ou usinadas, para permitir que o  fluido corra  livremente, chegando às partes mais críticas do motor. 

 

Note que as paredes do cabeçote são finas e que o bloco do motor é praticamente oco

As temperaturas na câmara de combustão do motor podem chegar a 2.500º C, o que torna vital resfriar a área ao redor do cabeçote. As áreas ao redor das válvulas de escapamento são especialmente importantes, e quase todos os espaços do cabeçote ao redor das válvulas que não têm função estrutural são preenchidos com o líquido de arrefecimento. Se o motor ficar sem refrigeração por muito tempo, ele pode fundir. Quando isto acontece, é porque o metal se aqueceu tanto que o pistão se soldou ao cilindro – e geralmente o motor é destruído.

O cabeçote também tem grandes condutos para o líquido de arrefecimento passar

Uma maneira interessante de reduzir as demandas para o sistema de arrefecimento é reduzir a quantidade de calor que é transferida da câmara de combustão para as partes metálicas do motor. Por isso, alguns motores têm a parte interna do topo do cabeçote revestida com uma fina camada de cerâmica, que não conduz bem o calor. Dessa maneira menos calor é transferido ao metal, e mais calor vai para fora pelo escapamento. 

Radiador

Um radiador é uma espécie de trocador de calor. Ele é projetado para transferir calor do líquido de arrefecimento quente que ali circula para o ar que é jogado nele por uma ventoinha ou pelo ar que passa por ele estando veículo em velocidade superior a 60 km/h em média.
Os carros mais modernos usam radiadores de alumínio, feitos pela soldagem de finas aletas de alumínio a tubos achatados do mesmo metal. O líquido de arrefecimento flui da entrada até a saída por muitos tubos montados num arranjo paralelo. As aletas conduzem o calor dos tubos e o transferem para o ar que passa pelo radiador.
Algumas vezes os tubos têm um tipo de palheta inserida neles chamada de agitador, o que aumenta a turbulência do fluido em circulação. Se o fluxo de fluido fosse muito suave, somente o fluido tocando os tubos seria resfriado diretamente. A quantidade de calor transferida para os tubos pelo fluido circulando através deles depende da diferença de temperatura entre o tubo e o fluido que o toca. Se o fluido em contato com o tubo esfria rapidamente, menos calor será transferido. Criando uma turbulência dentro do tubo, todo o fluido se mistura, mantendo alta a temperatura do fluido que toca os tubos, e assim mais calor pode ser extraído - e todo o fluido dentro do tubo é usado de forma eficaz. 

Foto do radiador mostrando o tanque lateral com arrefecedor

Normalmente, os radiadores têm um tanque de cada lado - e dentro do tanque pode haver um arrefecedor de câmbio. A foto acima mostra a entrada e a saída do óleo do câmbio. O arrefecedor de câmbio é como um radiador dentro do radiador, mas em vez de trocar calor com o ar, o óleo troca calor com o líquido de arrefecimento no radiador. 

Tampa do radiador

A tampa do radiador aumenta o ponto de ebulição do líquido arrefecedor (que o povo chama de água do radiador) em até 25º C (45º F). Como uma simples tampa faz isso? Do mesmo jeito que uma panela de pressão aumenta a temperatura de ebulição da água. A tampa é, na verdade, uma válvula de alívio de pressão (como o peso calibrado das panelas de pressão). Em carros, essa tampa normalmente é regulada para 15 lb/pol² ou 1,03 bar . O ponto de ebulição da água aumenta quando colocada sob pressão.
Quando o fluido no sistema de arrefecimento esquenta, ele se expande e faz aumentar a pressão. A tampa é o único lugar por onde a pressão pode escapar. A mola na tampa determina a pressão máxima no sistema de arrefecimento. Quando a pressão chega a 15 lb/pol²/1,03 bar, ela empurra e faz a válvula se abrir, permitindo que o líquido de arrefecimento escorra pelo tubo do vaso de expansão para o fundo dele. Isto mantém o ar fora do sistema. Quando o líquido do radiador esfria, um vácuo é criado no sistema de arrefecimento, abrindo outra válvula com mola e sugando  de volta a água do vaso de expansão para substituir a água que tinha sido expelida.

Fonte: (carros.hsw.uol.com.br)