فارسی
سیستم خنک کاری خودرو: مبانی، اجزا و عملکرد
مقدمه:
سیستم خنک کاری یکی از اجزای حیاتی خودرو است که به منظور حفظ دمای بهینه موتور و جلوگیری از آسیب به قطعات آن به کار می‌رود. این سیستم به وسیلهٔ مدیریت حرارت موتور، کارایی و عمر مفید خودرو را افزایش می‌دهد. در این مقاله، به بررسی اجزا، عملکرد و اهمیت سیستم خنک کاری خودرو خواهیم پرداخت. این سیستم شرایطی را فراهم می کند تا موتور اتومبیل در دمای استاندارد تعریف شده خود کار کند و اجازه بالاتر رفتن و یا پایین تر آمدن دما را از دمای استاندارد تعریف شده برای آن نمی دهد.حتما شاید باورتان نشود اما یک موتور خودرو که به شکل ایمن کار می‌کند می‌تواند بر اثر عمل احتراق تا 120درجه سانتی گراد شود. البته موتورها می‌توانند دمای بالاتری را هم تحمل کنند که البته سقف آن تا 210درجه سانتی گراد است و بعد از آن موتور اتومبیل از کار می‌افتد. خب حالا با این گرما چه باید کرد؟
بخش اول: اجزا و عملکرد سیستم خنک کاری خودرو
1. سیستم خنک کاری موتور:
– این بخش از سیستم مسئول خنک کردن سیلندرها، سر سیلندرها و بلوک موتور است. این کار از طریق گردش سیال خنک کننده (معمولاً آب و گلیکول) انجام می‌شود که از رادیاتور به موتور و برعکس جاری می‌شود.
2. رادیاتور:
– رادیاتور یک ساختار پره‌های خنک‌کننده است که به دوش آب خنک کننده از موتور متصل است. این ساختار از فن‌های خنک کننده هوا پره‌های گرم‌کننده از طریق جریان هوای محیطی خنک می‌کند.رادیا
تور خودرو یک مبدل حرارتی برای انتقال گرمای بیش از حد تولید شده موتور به محیط بیرونی خودرو می باشد. رادیاتور خودرو طوری طراحی گردیده است که حرارت مایع خنک کننده ای که درون آن جریان دارد، را به جریان هوایی انتقال دهد که از میان پره‌های آن عبور می‌کند. آلومینیوم چهارمین فلز بعد از طلا، نقره، مس از نظر میزان رسانایی می باشد. آلومینیوم به وفور در طبیعت یافت می شود و همچنین به علت عدم زنگ زدگی، قیمت مناسب، وزن پایین و عمر بالای آلومینیوم در خودروهای امروزی از رادیاتورهای با پره های آلومینیومی استفاده
می گردد.
3. پمپ آب یا واتر پمپ:
– پمپ آب مسئول چرخش و گردش سیال خنک کننده در سیستم است. این پمپ برای ایجاد جریان مداوم سیال خنک کننده در سراسر موتور استفاده می‌شود. واترپمپ قلب سیستم خنک کننده موتور خودرو هست که وظیفه پمپاژ مایع خنک کننده را در کل سیستم به عهده دارد. پروانه، اورینگ (واشر)، فلنج قرقره اجزای پمپ آب هستند. پمپ آب، نیروی مورد نیاز برای به جریان انداختن مایع خنک کننده را از طریق تسمه از موتور خودرو دریافت می کند. علاوه بر پمپ آب، دینام و پمپ فرمان هیدرولیک و کمپرسور تهویه مطبوع نیز نیروی خود را از طریق تسمه از میل لنگ دریافت می کنند. برخی از خودروهای با فناوری جدید از واترپمپ های برقی برای به جریان انداختن مایع خنک کننده استفاده می کنند.
4. ترموستات:
– ترموستات مسئول کنترل دمای سیال خنک کننده است. این دستگاه بر اساس دمای موتور، جریان سیال خنک کننده را کنترل می‌کند تا دمای بهینه حفظ شود.
ترموستات در واقع شیری ( فلکه) است که جریان مایع خنک کننده را تنظیم می کند و به حفظ درجه حرارت عملیاتی مناسب موتور کمک می کند. ترموستات در نزدیکی موتور در محفظه ترموستات قرار می گیرد، مایع خنک کننده همیشه اطراف ترموستات را پوشانده است تا ترموستات درجه حرارت مایع خنک کننده را به درستی حس نماید.
وقتی خودرو در دمای پایین روشن می گردد، شیر لوله برگشت آب از محفظه موتور به پمپ آب باز است و مایع خنک کننده بدون عبور از رادیاتور بین موتور و واترپمپ ادامه می یابد. این موضوع به رسیدن دمای موتور به دمای ایده آل عملیاتی کمک می نماید.
در ادامه با جذب حرارت موتور خودرو، دمای مایع خنک کننده افزایش می یابد. با شروع افزایش حرارت مایع خنک کننده به دمای بالاتر از 71 تا 88 درجه سلیوس که بسته به نوع و مدل خودرو متفاوت است، شیر ترموستات شروع به بستن شیلنگ برگشت مایع خنک کننده از موتور به واترپمپ می کند و شیر اصلی شیلنگ برگشت مایع خنک کننده از موتور به رادیاتور باز می شود.
عملکرد ترموستات موجب برقراری جریان خنک مایع خنک کننده از رادیاتور بواسطه واترپمپ به سمت موتور و همچنین جریان داغ مایع خنک کننده از سمت موتور به رادیاتور خودرو می گردد.
5.سنسور دمای مایع خنک کننده موتور (فشنگی آب) WTS:Water Temperature Sensor یا CTS:Coolant Temperature Sensor
فشنگی آب (سنسور دمای مایع خنک کننده) برای مانیتور درجه حرارت مایع خنک کننده به کار می رود. ECU از داده های فشنگی آب برای مدیریت تزریق سوخت و زمان احتراق استفاده می کند. این اطلاعات همچنین برای کنترل فن (پروانه) رادیاتور و نیز نمایش دمای موتور در داشبورد کابین خودرو استفاده می شود.
برخی از خودروها بیش از یک سنسور دمای مایع خنک کننده دارند. (خودروهای سمند و پژو ۴۰۵ سه عدد یا پراید ۲ عدد و پژو ۲۰۶ یک عدد) که هر کدام جداگانه اطلاعات دمای مایع خنک کننده موتور را به ECU و واحد کنترل فن و نمایش دمای موتور در داشبورد کابین خودرو ارسال می نمایند.
در اکثر خودروها سنسور دمای مایع خنک کننده یا فشنگی آب در محفظه ترموستات تعبیه می گردد. فشنگی آب در صورت افزایش زیاد دمای مایع خنک کننده رادیاتور، فن رادیاتور را روشن می کند. با روشن شدن فن رادیاتور، حرارت مایع خنک کننده گرم رادیاتور، با سرعت بیشتری به هوای پیرامونی رادیاتور منتقل می گردد.
6. منبع انبساط:
یکی از اجزاء سیستم خنک کننده منبع انبساط می باشد که عموما حدود دولیتر مایع خنک کننده را در خود جای می دهد و جنس آن از پلاستیک می باشد. وظیفه نگهداری ذخیره مایع خنک کننده و برگشتی آن از رادیاتور ، تنظیم فشار داخل رادیاتور و تأمین مایع خنک کننده در صورت پایین بودن حجم آن در رادیاتور بر عهده منبع انبساط می باشد.
خودرو هایی که سیستم خنک کننده آنها مدار بسته می باشند (مانند پژو 206 و L90) دارای منبع انبساط می باشند. یکی از مزایای سیستم های خنک کننده دارای منبع انبساط جمع آوری حباب های هوا داخل مایع خنک کننده می باشد که با انتقال آنها به بیرون از سیستم از طریق درب سوپاپ دار منبع انبساط باعث تسریع در سرعت خنک شدن موتور خودرو و عملکرد بهینه سیستم خنک کننده موتور می شود.
7. سیستم مایع خنک کننده (ضد یخ) :
– این سیستم در موتورهایی که نیاز به خنک کردن دیگر اجزایی مانند شیشه‌های جلو، جعبه دنده و موتور دارند استفاده می‌شود. این سیستم با انتقال حرارت به طور مستقیم از قطعات مورد نظر به سیال خنک کننده، دمای آنها را کاهش می‌دهد.
بخش دوم: اهمیت سیستم خنک کاری خودرو
1. حفظ عمر موتور:
– یکی از اهمیت‌های اصلی سیستم خنک کاری، حفظ عمر موتور است. دمای بالا موتور می‌تواند باعث آسیب به قطعات و کاهش عمر مفید آن شود.جوش آوردن آب رادیاتور و بیرون ریختن آن و کم شدن آب موتور
تغییرشکل قطعات موتور و نهایتاً تاب برداشتن و متوقف شدن قطعات متحرک در هنگام کار موتور (اصطلاح گیرپاژکردن را دراین حالت به کار می‌برند)
ذوب شدن قطعات حساس موتور مانند شمع، سوپاپ‌ها و …
ایجاد خودسوزی درون موتور (قبل از تشکیل جرقه، سوخت و هوا محترق شود. این مسئله به دلیل ایجاد نقاط سرخ درون فضای احتراق می‌باشد)
کاهش قدرت و کشش موتور و یا سوختن و تغییر شکل و خاصیت روغن موتور
2. افزایش کارایی:
– موتورهایی که دمای مناسبی را حفظ می‌کنند، عملکرد بهتری دارند. سیستم خنک کاری کمک می‌کند تا موتور به دمای بهینه برسد و کارایی خود را بهبود بخشد.
3. جلوگیری از آسیب‌های حرارتی:
– سیستم خنک کاری خودرو با جلوگیری از گرم شدن اضافی قطعات موتور و دیگر اجزای خودرو، جلوی آسیب‌های حرارتی مانند گرم شدن دنده‌ها و ترمزها را می‌گیرد.
4. افزایش ایمنی:
– موتورهایی که دمای مناسبی دارند، کمتر احتمال دارد که در نتیجه آسیب به قطعات یا سیستم‌های دیگر خودرو، حادثه رخ دهد.
درآخر میتوانید از طریق لینک زیر محصولات تولیدی «تکنوکار» را مشاهده فرمایید:
برو به محصولات
