سیستم خنک کننده خودرو چیست؟

یک خودروی 4 سیلندر معمولی را فرض کنید که با سرعت 80 کیلومتر در ساعت در حال حرکت است. در موتور این خودرو هر یک دقیقه 4000 هزار انفجار کنترل شده ایجاد می شود که حاصل مشتعل شدن سوخت در هر سیلندر بوسیله شمع هاست. بدیهی است که این انفجارها مقدار زیادی گرما تولید می کنند که اگر کنترل نشود، می تواند در عرض چند دقیقه موتور را از بین ببرد. کنترل این درجه حرارت بالا وظیفه سیستم خنک کننده است.

سیستم های خنک کننده مدرن نسبت به گذشته تغییر زیادی نکرده اند. البته احتیاج به گفتن نیست که بی نهایت قابل اطمینان تر و کارآمدتر شده اند اما اساس کار سیستم خنک کننده هنوز تغییر چندانی نکرده است. اساس کار این سیستم بر گردش مایع خنک کننده در موتور استوار است؛ سپس این مایع به سمت رادیاتور خارج می شود تا در آنجا بوسیله جریان هوایی که از طریق گریل یا هواکش وارد خوردو می شود، خنک شود.
سیستم های خنک کننده امروزی، باید دمای موتور خودرو را ثابت نگه دارند؛ البته تا زمانی که دمای هوای بیرون به 10 درجه زیر صفر نرسیده باشد. اگر دمای موتور خیلی کم باشد، مصرف سوخت افزایش پیدا می کند و گازهای گلخانه ای بیشتری هم تولید می شود. در مقابل هم اگر دمای موتور بیش از حد افزایش یابد، موتور خود به خود از بین خواهد رفت.

سیستم خنک کننده چگونه کار می کند؟

دو نوع سیستم خنک کننده در وسایل نقلیه وجود دارد: سیستم های خنک کننده مستقیم (که از هوا به عنوان ماده خنک کننده استفاده می کند) سیستم های خنک کننده غیر مستقیم ( که از مایع به عنوان خنک کننده استفاده می کند). سیستم خنک کننده مستقیم در برخی از خودروهای قدیمی مثل فولکس واگن استفاده می شده است. بسیاری از موتورهای امروزی هم از این سیستم استفاده می کنند اما در خودروها از سیستم خنک کننده غیرمستقیم استفاده می شود که در این مقاله روی این سیستم تمرکز شده است.

سیستم خنک کننده ترکیبی از قطعاتی است که داخل بلوک موتور و سرسیلندرها قرار دارند. یک پمپ آب برای به گردش درآوردن مایع خنک کننده، یک ترموستات برای کنترل دمای مایع خنک کننده، یک رادیاتور برای خنک کردن مایع خنک کننده، درب رادیاتور برای کنترل فشار سیستم خنک کننده و سیستم لوله کشی که شامل شلنگ های متصلی است که مایع خنک کننده را از موتور به رادیاتور و سیستم گرمایشی خودرو (برای گرم کردن داخل خوردو) منتقل می کنند.

سیستم خنک کننده با فرستادن مایع خنک کننده به قطعاتی که در بلوک موتور و سرسیلندرها قرار گرفته اند، کار می کند. همانطور که مایع خنک کننده در این قطعات جریان دارد، گرمای موتور خودرو را می گیرد. سپس این مایع گرم شده از طریق یک لوله پلاستیکی به رادیاتور که جلوی خودرو قرار دارد، منتقل می شود. همانطور که این مایع در لوله های نازکی که در رادیاتور قرار دارند جریان می یابد بوسیله جریان هوایی که از طریق گریل خودرو وارد محفظه موتور شده است، خنک می شود. وقتی مایع خنک کننده سرد شد، دوباره به موتور برمی گردد تا گرمای تولید شده را جذب کند. کار پمپ آب هم این است که جریان سیال مایع را برای حرکت میان سیستم لوله کشی و سایر قطعات سیستم خنک کننده حفظ کند.

ترموستات بین موتور و رادیاتور قرار دارد کارش این است که دمای مایع خنک کننده را کنترل کند تا بالای میزان تعیین شده بماند. اگر دمای مایع خنک ننده از میزان تعیین شده کمتر شود، ترموستات جریان مایع را به رادیاتور متوقف می کند و مایع خنک کننده را مستقیماً از طریق یک راه فرعی به پشت موتور هدایت می کند. مایع خنک کننده به گردش در این مسیر جدید ادامه می دهد تا دمای آن به میزان تعیین شده برسد. در این زمان، ترموستات یک سوپاپ را باز می کند و مایع خنک کننده به رادیاتور باز می گردد.

به منظور جلوگیری از جوش آمدن مایع خنک کننده، سیستم خنک کننده طوری طراحی شده است که تحت فشار باشد. نقطه جوش مایع خنک کننده تحت فشار بطور قابل توجهی افزایش می یابد. با این حال، فشار بیش از حد هم منجر به ترکیدن لوله ها و سایر قطعات خواهد شد. به همین خاطر لازم است سیستم بتواند در صورت افزایش بیش از حد فشار، آن را کاهش دهد. وظیفه ثابت نگه داشتن فشار سیستم خنک کننده به عهده درب رادیاتور است. درب رادیاتور برای این طراحی شده است که وقتی فشار بیشتر از قدرت تحمل سیستم می شود، آن را کاهش خواهد دهد.

جریان گردش مایع خنک کننده

مایع خنک کننده مسیری را طی می کند که در طول آن از طریق پمپ آب به قطعات درون بلوک موتور (یعنی جاییکه گرمای تولید شده توسط سیلندرها در آن جمع می شود) می رسد. سپس به طرف سرسیلندرها روانه می شود؛ جاییکه به خاطر اتاق احتراق، گرمای بیشتری تولید شده است. سپس اگر ترموستات به مایع اجازه عبور دهد، مایع از طریق شلنگ بالای رادیاتور وارد رادیاتور خواهد شد. مایع خنک کننده در لوله های نازکی که هسته اصلی رادیاتور را تشکیل می دهند، جریان می یابد و بوسیله جریان هوای درون رادیاتور خنک می شود. سپس مایع خنک کننده از طریق شلنگ پایین رادیاتور از رادیاتور خارج می شود و به پمپ آب برمی گردد. اکنون مایع خنک کننده سرد شده است و برای جذب دوباره گرمای موتور آماده است.

ضدیخ

مایع خنک کننده ای که در سیستم خنک کننده جریان می یابد، باید بتواند در برابر انجماد در دمای زیر صفر مقاومت کند. همچنین باید دمای بیش از 250 درجه موتور را تحمل کند، بدون اینکه جوش بیاورد.

مایع خنک کننده وسایل نقلیه امروزی ترکیبی از ضدیخ و آب است. نسبت توصیه شده برای ترکیب این دو 50-50 است؛ به عبارت دیگر نیمی آب و نیمی ضدیخ. این نسبت حداقلی است که برای خودروها توصیه می شود. درصد کمتری از ضدیخ باعث می شود نقطه جوش خیلی پایین بیاید. در شرایط آب و هوایی خاص که دمای هوا در آن زیر صفر است، این نسبت به 75 درصد ضدیخ و 25 درصد آب تغییر می کند؛ البته نسبت ضدیخ نباید بیشتر شود. ضدیخ خالص به احتمال زیاد کار نخواهد کرد زیرا نقطه جوش بشدت افزایش خواهد یافت.

 

QRcode شرکت مهندسی انفورماتیک کلیک هوشمند گیلان  آدرس دفتر مرکزی شرکت کلیک هوشمند گیلان

 

 

 

 

JoomShaper