سیستم‌های خنک‌کننده موتور

سیستم‌های خنک‌کننده موتور
 ۱۳ مرداد ۱۳۹۶
 دسته بندی:  بلاگ  
 برچسب:   ، ،  

در موتور یک خودروی معمولی با ۴ سیلندر و سرعت  ۸۰ کلیومتر بر ساعت، در هر دقیقه ۴۰۰۰ انفجار کنترل شده اتفاق می‌افتد. هر کدام از این انفجارها مقدار قابل توجهی گرما تولید می‌کند. پس به خوبی لزوم وجود یک سیستم خنک‌کننده موتور احساس می‌شود.

ساختار ابتدایی خنک‌کننده‌‎ها تا به امروز تغییرات ساختاری چندانی نداشته است. مایع خنک‌کننده گرمای موتور را می‌گیرد و سپس با چرخش و قرارگرفتن در رادیاتور، بوسیله جریان باد ورودی حاصل از حرکت خودرو، خنک می‌‌شود.

مساله‌ مهم در سیستم‌ خنک‌کننده این است که بتواند فارغ از دمای محیط، تعادل دمای موتور را برقرار کنند، چرا که موتور اگر افت شدید دما داشته باشد، مصرف سوخت بالاتر و تولید آلاینده بیشتری خواهد داشت و در صورتی که در دمای بالا و به مدت زیاد فعالیت کند، صدمه خواهد دید.

دو دسته سیستم اصلی خنک‌کننده برای خودروها وجود دارد. اولی از مایعات برای خنک کردن موتور استفاده می‌کند و دومی از هوا.‌ خودروهای قدیمی، از سیستم خنک‌کننده به کمک هوا استفاده می‌‎کردند. اگرچه در موتورسیکلت‌‎های امروزی هم از این سیستم استفاده می‌شود اما اکثر خودروها و کامیون‌های امروزی از سیستم خنک‌کننده به کمک مایعات بهره می‌برند.

سیستم خنک‌کننده دسته اول که از مایعات استفاده می‌کند، از چندین بخش عمده تشکیل شده است. گذرگاه‌هایی درون موتور برای چرخش مایع خنک‌کننده، یک پمپ آب که وظیفه تامین نیروی چرخش مایع در موتور را به عهده دارد، یک ترموستات برای اندازه‌گیری دمای مایع، یک کلاهک درون رادیاتور برای تنظیم فشار مایع درون گذرگاه‌ها، و لوله کشی‌هایی به منظور انتقال مایع از موتور به رادیاتور و یا انتقال مایع داغ به بخش گرمایشی خودرو، که در روزهای سرد سال برای استفاده از بخاری خودرو کارایی خواهد داشت.

سیستم خنک‌کننده خودرو از یک اصل ساده در تعادل گرمایی استفاده می‌کند. گذشتن مایع خنک‌کننده از کنار موتور با دمای بالا سبب می‌شود که مایع خنک‌کننده مقداری از گرمای موتور را به خود جذب کند. بعد از آن مایع به سمت رادیاتور حرکت خواهد کرد. حرکت مایع در رادیاتور این فرصت را ایجاد می‌‎کند که با قرارگرفتن در معرض جریان هوای ورودی به موتور، مایع دوباره خنک شود. پمپ آب اطمینان حاصل خواهد کرد که این جریان چرخشی ادامه می‌یابد و این مایع پس از خنک شدن دوباره به موتور بازخواهد گشت و چرخه‌ی جدیدی را آغار خواهد کرد.

وظیفه‌ ترموستات این خواهد بود که از ورود مایعی که هنوز به حدی کافی گرم نشده است به درون رادیاتور جلوگیری کند و دوباره آن را به موتور بازگرداند. به این طریق مایعی که دمای پایینی دارد تا هنگامی که ترموستات تعیین کند، در مجاورت موتور باقی خواهد ماند. برای جلوگیری از جوشیدن مایع، سیستم رادیاتور به شکلی طراحی شده که فشار ایجاد کند. افزایش فشار بر روی مایعات سبب می‌شود دمای جوش بالا برود، به همین دلیل این فرآیند انجام می‌گیرد تا مایع به جوش نیاید. از طرفی فشار زیاد می‌تواند موجب ترکیدن لوله‌‌ها شود. در اینجا کلاهک تنظیم فشار رادیاتور با باز و بسته شدن فشار درون رادیاتور را کنترل می‌کند. با باز شدن این کلاهک مقداری از مایع خارج خواهد شد. تا ۵۰ سال پیش طراحی خودروها به شکلی بود که این مایع روی زمین ریخته می‌شد، اما با پیشرفت طراحی، یک منبع ذخیره ایجاد شد که اجازه‌ی خروج مایع از چرخه‌اش را نمی‌دهد. این به شکل خلاصه نحوه‌ی فعالیت یک سیستم خنک‌کننده‌ی بسته در خودرو است.