موتور وسیله ای است که انرژی شیمیایی سوخت را به کار مکانیکی مفید تبدیل می کند. همانطور که موتور کار می کند، گرمای شدید تولید می کند. این گرما ممکن است باعث خرابی موتور شود. بنابراین برای خنک سازی مناسب موتور، خودرو از سیستم خنک کننده موتور استفاده می کند. به طور کلی، سیستم خنک کننده به طور مداوم دمای موتور را حفظ می کند. این مقاله لوازم یدکی کیا عمدتاً عملکرد سیستم خنک کننده خودرو، انواع، اجزا و کاربردهای آن را توضیح می دهد.
سیستم خنک کننده موتور چیست؟
مجموعه قطعات خنک کننده خودرو به مایع خنک کننده اجازه می دهند تا از طریق بلوک موتور و مسیرهای سرسیلندر عبور کند تا گرمای غیر ضروری موتور را جذب کند.
همانطور که خنک کننده گرما را جذب می کند، دمای آن افزایش می یابد. خنک کننده داغ شده از طریق یک شیلنگ لاستیکی برای خنک شدن به رادیاتور بازگردانده می شود. هنگامی که مایع خنک کننده گرم شده از طریق یک لوله نازک وارد رادیاتور می شود، توسط جریان هوا خنک می شود.
این جزء کلیدی یک موتور احتراق داخلی است که از گرم شدن بیش از حد موتور جلوگیری می کند. سیستم خنک کننده موتور را خنک می کند و همچنین دما را برای برآوردن نیازهای عملکرد موتور تثبیت می کند.
وظیفه اصلی سیستم خنک کننده حفظ دمای موتور در حالت عادی و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد آن است.
سیستم خنک کننده با گردش مایع خنک کننده از طریق دریچه ها، موتور را خنک می کند. برخی از خودروها از روش گردش هوا برای خنک کردن موتور استفاده می کنند. در این روش، هوا از داخل محفظه سیلندر پره دار جریان می یابد.
گرمای بیش از حد ممکن است به موتور آسیب برساند یا به طور کامل از کار بیفتد. این گرما به دلیل احتراق مخلوط هوا و سوخت در داخل محفظه احتراق ایجاد می شود. با تکمیل فرآیند احتراق، دمای موتور بسیار بالا می‌رود. سیستم خنک کننده این موتور را از طریق روش انتقال حرارت استخراج می کند.
سیستم خنک کننده با حذف گرمای اضافی از موتور احتراق داخلی و کمک به حفظ موتور در دمای معمولی کار می کند.
نحوه عملکرد سیستم خنک کننده موتور
وقتی موتور کار می کند، گرمای شدید تولید می کند. این گرما به دلیل احتراق مخلوط هوا و سوخت در داخل محفظه احتراق موتور IC ایجاد می شود. برای کنترل حرارت موتور از سیستم خنک کننده استفاده می شود.
چندین دریچه آب در بلوک موتور به همراه سیلندر موتور وجود دارد. این دریچه‌ها مایع خنک‌کننده را در سر موتور به گردش در می‌آورند و گرمای موتور را از بین می‌برند و به مایع خنک‌کننده اجازه می‌دهند به طور مطلوب از موتور خارج شود. شیلنگ های لاستیکی ورودی و خروجی واتر پمپ را به موتور متصل می کنند.
یک سیستم خنک کننده به روش زیر عمل می کند:
- با گرم شدن موتور، سیستم خنک کننده شروع به کار می کند. پمپ آب مایع خنک کننده را به دریچه های آب موتور پمپ می کند.
- هنگامی که مایع خنک کننده شروع به گردش از طریق دریچه های آب می کند، گرمای موتور را جذب کرده و دمای آن را تا دمای کارکرد معمولی کاهش می دهد.
- هنگامی که دمای مایع خنک کننده به حدود 160 تا 190 فارنهایت می رسد، موم پارافین ترموستات را منبسط کرده و آن را باز می کند. ترموستات به عنوان دریچه ای عمل می کند که برای مایع خنک کننده باز و بسته می شود.
- هنگامی که موم پارافین ترموستات باز می شود، مایع خنک کننده از شیلنگ ها عبور کرده و وارد رادیاتور می شود. رادیاتور به عنوان یک مبدل حرارتی عمل می کند.
- هنگامی که مایع خنک کننده وارد رادیاتور می شود، فن رادیاتور هوای سرد را از طریق پره های رادیاتور می دمد که به کاهش سریع دمای مایع خنک کننده کمک می کند.
- با سرد شدن مایع خنک کننده، دوباره به پمپ آب منتقل می شود. پمپ آب دوباره آن را به دریچه های آب پمپ می کند و کل فرآیند تکرار می شود.
- قابلیت جذب حرارت سیستم خنک کننده با توجه به نوع موتور متفاوت است.
قطعات سیستم خنک کننده موتور
سیستم خنک کننده موتور دارای بخش های اصلی زیر است:
- پمپ آب
- رادیاتور
- مخزن سرریز رادیاتور
- ترموستات
- شیلنگ ها
- سنسور دمای مایع خنک کننده
- فن خنک کننده رادیاتور
- واشر منیفولد و واشر سرسیلندر
- هسته بخاری
1) واتر پمپ
پمپ آب به عنوان قلب سیستم خنک کننده موتور شناخته می شود. عملکرد صحیح پمپ آب برای عملکرد صحیح سیستم خنک کننده بسیار مهم است. در صورت خراب شدن پمپ آب، سیستم خنک کننده نمی تواند به درستی گرما را از موتور خارج کند، که ممکن است منجر به خرابی موتور شود.
این پمپ دارای یک پروانه شعاعی در داخل محفظه می باشد. موتور به سمت پروانه پمپ حرکت می کند. تسمه سرپانتین برای اتصال قرقره پمپ موتور به قرقره پمپ استفاده می شود. حرکت چرخشی موتور را به قرقره پمپ منتقل می کند و پروانه پمپ را می چرخاند.
2) رادیاتور
رادیاتور خودرو به عنوان یک مبدل حرارتی بین موتور و سیستم خنک کننده عمل می کند. برای ساخت رادیاتور از آلومینیوم استفاده می شود. دارای تعداد زیادی لوله و باله با قطر کوچک است. همچنین دارای درپوش فشار، فن، پلاگین تخلیه، درگاه خروجی و درگاه ورودی است.
رادیاتور گرمای مایع خنک کننده داغی که از موتور می آید را به هوای محیط منتقل می کند. این هوای گرم از طریق هسته های بخاری به محیط یا داخل خودرو دفع می شود.
3) مخزن سرریز رادیاتور
مخزن سرریز رادیاتور یک مخزن آب پلاستیکی است. دارای یک درگاه ورودی که به رادیاتور متصل می شود و یک درگاه خروجی سرریز. در نزدیکی رادیاتور نصب می شود.
این همان مخزنی است که قبل از رانندگی در آن آب اضافه می کنید. بنابراین، قبل از رانندگی باید مقدار مناسب آب را به مخزن رادیاتور خود اضافه کنید تا سیستم خنک کننده شما بتواند به طور موثر کار کند.
4) ترموستات
این دریچه ای است که برای مایع خنک کننده باز و بسته می شود. همچنین به جداسازی رادیاتور از موتور تا رسیدن به حداقل دما کمک می کند.
با رسیدن دمای موتور به دمای مشخصی، ترموستات خودرو باز می شود و به مایع خنک کننده اجازه می دهد از رادیاتور عبور کند. حاوی موم پارافین است که در دمای مشخصی باز و منبسط می شود.
اگر ترموستات در خودروی شما وجود نداشته باشد، موتور مستقیماً به رادیاتور گرما می دهد و مدت زیادی طول می کشد تا گرم شود.
5) شیلنگ
در سیستم خنک کننده موتور، از شیلنگ های لاستیکی برای اتصال موتور، رادیاتور و پمپ آب استفاده می شود تا آب یا مایع خنک کننده از میان آنها عبور کند. این شیلنگ ها مدار را کامل می کنند.
6) سنسور دمای مایع خنک کننده
همانطور که از نام آن پیداست، سنسور دمای مایع خنک کننده وسیله ای است که دمای موتور را ثبت می کند. داده های لازم برای کنترل سرعت کار فن خنک کننده را ارائه می دهد.
سنسور دمای مایع خنک کننده داده ها را به گیج دمای موتور می رساند که دمای موتور را روی داشبورد خودرو نشان می دهد. سیستم ECU خودروی شما از این داده ها برای کنترل میزان پاشش سوخت و زمان جرقه زنی موتور برای بهبود عملکرد خودرو استفاده می کند.
7) فن خنک کننده رادیاتور
ممکن است خودروی شما بیشتر از فن های خنک کننده رادیاتور داشته باشد. این فن ها در داخل رادیاتور، در پشت رادیاتور که نزدیک ترین به موتور است، نصب می شوند. این پنکه به دلایل ایمنی و تنظیم مناسب هوا دارای بدنه ای می باشد.
هدف اصلی فن رادیاتور، حفظ جریان هوا توسط رادیاتور در زمانی که خودرو در حال کاهش سرعت یا توقف است، می باشد. با توقف خودرو، فن خنک کننده رادیاتور دمای موتور را کاهش می دهد.
8) واشر منیفولد و واشر سرسیلندر
یک موتور احتراق داخلی از یک بلوک موتور و سر یک یا دو سیلندر تشکیل شده است. سطحی که بلوک به سرسیلندر می رسد برای یک تناسب کامل صاف است. با این حال، این تناسب نمی تواند به طور کامل ضد آب باشد تا از خروج گازهای احتراق جلوگیری کند. یک واشر سر برای مهر و موم کردن بلوک به سر استفاده می شود.
9) هسته بخاری
خنک کننده داغ همچنین گرمای موتور را به هسته بخاری می رساند که بیشتر گرما را به داخل خودرو منتقل می کند. برای اتصال هسته بخاری به سیستم خنک کننده از دو شیلنگ لاستیکی استفاده می شود.
شیلنگ اول مایع خنک کننده داغ را از پمپ آب به هسته های بخاری حمل می کند. شیلنگ دوم مایع خنک کننده را به بالای موتور برمی گرداند.
همچنین بخوانید: نحوه تعویض مایع خنک کننده موتور
انواع سیستم های خنک کننده موتور
سیستم خنک کننده موتور دارای انواع عمده زیر است:
- سیستم خنک کننده هوا
- سیستم خنک کننده آبی
1) سیستم خنک کننده هوا
در موتور هوا خنک، سیستم خنک کننده به جای خنک کننده، هوای سرد را برای خنک کردن موتور می دمد. این نوع سیستم های خنک کننده معمولا در موتورسیکلت ها و خودروهای معمولی یافت می شوند.
در موتور هوا خنک، از پره های آلومینیومی برای پوشاندن بلوک موتور استفاده می شود. این باله ها همچنین گرما را از سیلندر موتور خارج می کنند. یک فن قدرتمند هوا را به داخل این باله ها پمپ کرده و گرمای موتور را به هوای در حال گردش می رساند تا موتور خنک شود.
سیلندرهای این موتورها کارایی بیشتری نسبت به سیلندرهای موتورهای آب خنک دارند. آنها ظرفیت تحمل دمای بیشتری را نسبت به سیلندرهای آب خنک دارند.
سیستم خنک کننده با هوا مزیت قابل توجهی را برای جلوگیری از آسیب خوردگی به سیستم خنک کننده و جلوگیری از یخ زدن و جوشیدن مایع خنک کننده در دماهای شدید فراهم می کند.
با این حال، کنترل دمای موتور با هوا خنک بسیار پیچیده است و هنگامی که دمای کار ثابت به طور قابل توجهی افزایش می یابد، به اجزای سرامیکی مقاوم در برابر دمای بالا نیاز است.
در سیستم خنک‌کننده هوا، مقدار گرمای استخراج‌شده توسط موتور با توجه به دمای هوای خنک‌کننده، دمای پره‌ها، سرعت/مقدار هوای خنک‌کننده و سطح کل پره‌ها متفاوت است. .
این نوع سیستم‌های خنک‌کننده موتور عمدتاً در موتورهای کم‌مصرف مانند موتورهای ماشین‌های هوای کوچک، ماشین‌های کوچک، اسکوترها و موتورسیکلت‌ها استفاده می‌شوند که حرکت رو به جلو ماشین سرعت کافی برای خنک کردن موتور را فراهم می‌کند. آنها همچنین در موتورهای صنعتی فشرده استفاده می کنند.
مزایای سیستم خنک کننده هوا
- سیستم خنک کننده هوا سبک است.
- آنها نیازی به ضد یخ ندارند.
- اینها برای برنامه های کم آبی مناسب هستند
- طراحی ساده ای دارند.
- اندازه آنها کوچک است.
- سیستم های خنک کننده هوا به منطقه نصب کمتری نیاز دارند.
- از خوردگی و گرم شدن بیش از حد قطعات موتور جلوگیری می کند.
- عملکرد موتور را افزایش می دهد.
معایب سیستم خنک کننده هوا
- نویز شدید ایجاد می کند.
- این سیستم های خنک کننده به اندازه سیستم های خنک کننده آب کارآمد نیستند.
- آنها نمی توانند یک خنک کننده یکنواخت را تامین کنند.
- اینها برای موتورهای بزرگ و پرقدرت بهترین نیستند.
- آنها برای کاربردهایی که دمای محیط کمتر است بهترین هستند.
- سیستم خنک کننده هوا برای خنک کردن موتور به فن های بسیار بزرگی نیاز دارد.
2) سیستم خنک کننده آبی
سیستم خنک کننده مایع به عنوان یک سیستم خنک کننده غیر مستقیم نیز شناخته می شود. این سیستم موتور را از طریق خنک کننده مایع به جای هوا خنک می کند.
در این سیستم خنک کننده، مواد خنک کننده واقعی (یعنی هوا) مستقیماً سیستم را خنک نمی کند. هوا آب را خنک می کند و آب موتور را خنک می کند.
این سیستم از جلیقه های آب برای احاطه کردن موتور استفاده می کند. یک پمپ آب برای گردش آب در این ژاکت ها استفاده می کند.
همانطور که آب از میان روکش های آب جریان می یابد، گرمای موتور را از طریق فرآیند انتقال حرارت استخراج می کند. با انتقال حرارت موتور به آب، گرم می شود. این آب گرم به داخل رادیاتور حرکت می کند. رادیاتور دارای یک فن است که هوای سرد را دمیده و آب را خنک می کند. این آب سرد دوباره به داخل ژاکت های آب پمپ می شود و کل چرخه تکرار می شود.
این سیستم های خنک کننده معمولاً در موتورهای بزرگ مانند کامیون، اتوبوس، تراکتور و اتومبیل استفاده می شوند.
مزایای سیستم خنک کننده آبی
- دارای طراحی فشرده از موتورها است
- سیستم خنک کننده آب خنک کننده یکنواخت را ارائه می دهد.
- شما می توانید موتور آب خنک را در هر جایی از خودرو نصب کنید.
- اینها برای موتورهای کوچک و بزرگ مناسب هستند.
معایب سیستم خنک کننده آبی
- موتورهای آب خنک سنگین تر از موتورهای هوا خنک هستند زیرا دارای پمپ گردش خون، رادیاتور و ژاکت هستند.
- این سیستم ها انرژی بیشتری مصرف می کنند و بازده موتور را کاهش می دهند.
- وجود آب ممکن است باعث خوردگی قطعات موتور شود.
- این سیستم ها نسبت به سیستم خنک کننده هوا نیاز به تعمیر و نگهداری منظم و بیشتری دارند.
چرا سیستم خنک کننده خودرو مهم است؟
سیستم خنک کننده موتور مهم ترین وسیله نقلیه است. از آسیب دیدن موتور جلوگیری می کند. به دلایل زیر باید از سیستم خنک کننده موتور استفاده کنید:
- در حالی که موتور در حال کار است، دمای داخل موتور می تواند به 2500 درجه سانتیگراد برسد که بالاتر از نقطه ذوب قطعات موتور است. این دمای بالا ممکن است قطعات موتور را ذوب یا آسیب برساند. بنابراین استفاده از سیستم خنک کننده برای حذف حداکثر حرارت از موتور ضروری است.
- تنش های حرارتی می تواند در موتور به دلیل مقدار زیاد گرما ایجاد شود. بنابراین، یک سیستم خنک کننده نیاز به کاهش دمای موتور دارد که باعث کاهش تنش های حرارتی می شود.
- قسمت های متحرک موتور نیاز به روغن کاری مناسب دارند. سیستم روغن کاری اصطکاک قطعات متحرک را کاهش می دهد و کارکرد صحیح موتور را تضمین می کند. با این حال، دمای بالای موتور می تواند خواص روانکاری را تغییر دهد. تغییر در خواص روانکاری ممکن است بر روی قطعات متحرک موتور تأثیر بگذارد.
- بنابراین برای جلوگیری از این امر باید از سیستم خنک کننده موتور استفاده کنید.
- هر چه دما بیشتر باشد، راندمان حجمی موتور کمتر است.
- تحت برخی شرایط خاص، پره های خنک کننده ممکن است ارتعاش کنند و سطح نویز را افزایش دهند.
- در دماهای بالا، خروجی موتور کاهش می یابد.
