عملکرد سیستم خنک کننده این است که موتور را در محدوده دمایی مناسب تحت هر شرایط کاری نگه دارد. سیستم خنک کننده نه تنها از گرم شدن بیش از حد موتور جلوگیری می کند، بلکه از سردی بیش از حد موتور در زمستان نیز جلوگیری می کند. پس از شروع سرد موتور، سیستم خنک کننده نیز باید اطمینان حاصل کند که موتور به سرعت گرم می شود و در اسرع وقت به دمای معمولی کار می رسد.
خطرات داغ شدن بیش از حد موتور
(1) کاهش بازده تورم و کاهش قدرت موتور؛
(2) تمایل به deflagration افزایش می یابد و باعث آسیب زودهنگام به قطعات به دلیل بارهای ضربه اضافی می شود.
(3) فاصله طبیعی قطعات متحرک از بین می رود، حرکت مسدود می شود، سایش تشدید می شود و حتی آسیب می بیند.
(4) وضعیت روانکاری بدتر می شود، که اصطکاک و سایش قطعات را تشدید می کند.
(5) خواص مکانیکی قطعات کاهش می یابد و منجر به تغییر شکل یا آسیب می شود.
تصویر
خطرات سرد شدن بیش از حد موتور
(1) دمای گاز (یا هوا) مخلوطی که وارد سیلندر می شود بسیار پایین است و کیفیت گاز مخلوط قابل احتراق ضعیف است که احتراق را دشوار می کند یا احتراق را کند می کند و در نتیجه باعث کاهش قدرت موتور و افزایش در مصرف سوخت؛
(2) بخار آب موجود در محصول احتراق به راحتی به آب متراکم می شود و اسیدهایی را با گاز اسید تشکیل می دهد که باعث تشدید اثر خوردگی بر روی بدن و قطعات می شود.
(3) سوخت تبخیر نشده فیلم روغن را روی سطح قطعات (دیواره سیلندر، پیستون، رینگ پیستون و غیره) شسته و رقیق می کند که سایش قطعات را تشدید می کند.
تصویر
نحوه خنک شدن موتور
بسته به محیط خنک کننده، دو روش خنک کننده برای موتور وجود دارد: هوا خنک و آب خنک.
اکثر موتورها اکنون با آب خنک می شوند و هوا خنک فقط در برخی وسایل نقلیه خاص، برخی از ماشین آلات ساختمانی و موتورسیکلت ها استفاده می شود. بنابراین امروز فقط در مورد سیستم خنک کننده آبی صحبت خواهم کرد.
سیستم خنک کننده آب موتور خودرو یک سیستم خنک کننده آب با گردش اجباری است، یعنی از پمپ آب برای افزایش فشار مایع خنک کننده استفاده می شود و مایع خنک کننده مجبور به گردش در موتور می شود. چنین سیستم هایی عبارتند از پمپ های آب، رادیاتورها، فن های خنک کننده، ترموستات ها، سطل های جبران، جلیقه های آب در بلوک موتور و سرسیلندرها و سایر افزودنی ها.
نحوه عملکرد سیستم خنک کننده موتور
تصویر
سیستم خنک کننده آب در گردش از یک پمپ آب برای تحت فشار قرار دادن مایع خنک کننده در سیستم استفاده می کند تا در ژاکت آب جریان یابد، آب خنک کننده گرما را از دیواره سیلندر جذب می کند، دما افزایش می یابد، آب گرم به سمت بالا به داخل سرسیلندر جریان می یابد و سپس از سرسیلندر خارج می شود و به رادیاتور می ریزد. به دلیل مکش قوی فن، هوا با سرعت زیاد از جلو به عقب از رادیاتور عبور می کند و دائماً گرمای آب عبوری از رادیاتور را می گیرد.
آب سرد شده مجدداً از پایین رادیاتور به داخل ژاکت آب توسط پمپ آب پمپ می شود. آب به طور مداوم در سیستم خنک کننده گردش می کند. به منظور کنترل دمای آب خنک کننده، سیستم خنک کننده مجهز به دستگاه های تنظیم شدت خنک کننده مانند کرکره، ترموستات و کلاچ فن می باشد.
سینک حرارتی
تصویر
رادیاتور همان چیزی است که ما اغلب آن را مخزن آب می نامیم که به دو نوع جریان عمودی و نوع جریان متقاطع تقسیم می شود. اکثر خودروهای جدید دارای رادیاتورهای جریان متقاطع هستند که نمایه کاپوت پایینتری را ایجاد میکند که به بهبود آیرودینامیک در قسمت جلو کمک میکند.
روکش رادیاتور روی ورودی آب تعبیه شده و دریچه بخار هوا روی آن تعبیه شده است تا فشار سیستم خنک کننده بیشتر از فشار اتمسفر باشد و نقطه جوش آب خنک کننده افزایش یابد.
دریچه بخار معمولاً زمانی باز می شود که فشار داخل رادیاتور به 126 کیلو پاسکال تا 137 کیلو پاسکال برسد و بخشی از بخار آب از طریق لوله هواکش به اتمسفر تخلیه می شود تا آسیبی به رادیاتور وارد نشود.
هنگامی که فشار هوا در رادیاتور به 99 کیلو پاسکال ~ 87 کیلو پاسکال کاهش می یابد، دریچه هوا باز می شود و رادیاتور با جو ارتباط برقرار می کند تا از آسیب دیدن هسته رادیاتور توسط جو جلوگیری کند.
مخزن انبساط
تصویر
مخازن انبساط بیشتر از مواد نیمه شفاف (مانند پلاستیک) ساخته می شوند. قسمت بالایی مخزن انبساط با شلنگ نازک تری به لوله پرکننده آب مخزن آب و قسمت پایینی از طریق لوله آب به سمت ورودی آب پمپ آب وصل می شود که معمولاً کمی بالاتر از رادیاتور است.
سیستم خنک کننده را به یک سیستم بسته دائمی تبدیل کنید، از ورود هوا خودداری کنید، آب و بخار را در سیستم خنک کننده جدا کنید، فشار را در سیستم ثابت نگه دارید و ظرفیت پمپ آب پمپ آب را افزایش دهید.
خنک کننده تکمیلی: روی مخزن انبساط دو خط حک شده وجود دارد، خنک کننده باید به خط حکاکی شده بالایی (FULL) اضافه شود و زمانی که سطح مایع به خط حکاکی پایینی (LOW) کاهش یابد، باید به موقع آن را پر کرد.
پمپ آب
تصویر
وظیفه پمپ آب فشار دادن مایع خنک کننده برای اطمینان از گردش آن در سیستم خنک کننده است. پمپ های آب گریز از مرکز در حال حاضر به طور گسترده در موتورهای خودرو استفاده می شود.
پنکه
تصویر
عملکرد فن مکش هوا برای عبور از رادیاتور هنگام چرخش فن است تا ظرفیت اتلاف حرارت رادیاتور را افزایش داده و سرعت خنک کننده خنک کننده را تسریع کند. .
سیستم خنک کننده آبی بسیاری از موتورهای خودروها از فن های برقی استفاده می کند، بنابراین سرعت فن ربطی به دور موتور ندارد. در برخی از سیستم های کنترل الکترونیکی، فن های الکتریکی توسط کامپیوتر کنترل می شوند. هنگامی که موتور خاموش است، فن برقی به دلیل دمای بالای آب برای مدتی به چرخش خود ادامه می دهد تا گرما را بهتر برای موتور دفع کند.
همانطور که قبلاً ذکر شد، برای اطمینان از کارکرد موتور در دمای بهینه بدون گرم شدن بیش از حد یا سرد شدن بیش از حد، لازم است که شدت خنک کننده موتور را به طور خودکار با توجه به تغییرات شرایط کار تنظیم کنید.
روش های تنظیم شدت خنک کننده: یکی تغییر جریان هوا و سرعت جریان از طریق رادیاتور است. دیگری تغییر مسیر جریان و گردش مایع خنک کننده است.
ترموستات
تصویر
عملکرد ترموستات این است که به طور خودکار دبی و مسیر گردش مایع خنک کننده را با توجه به بار موتور و دمای آب تغییر می دهد تا اطمینان حاصل شود که موتور در دمای مناسب کار می کند و مصرف سوخت و سایش قطعات را کاهش می دهد.
گردش زیاد سیستم خنک کننده آب
تصویر
آب خنک کننده از پمپ آب - ژاکت آب - ترموستات - رادیاتور عبور می کند و سپس توسط پمپ آب به داخل ژاکت آب فشرده می شود. مسیر جریان آب طولانی و شدت اتلاف گرما زیاد است که به آن گردش زیاد سیستم خنک کننده آب می گویند.
گردش کوچک سیستم خنک کننده آب
تصویر
آب خنک کننده از پمپ آب - ژاکت آب - ترموستات عبور می کند و از رادیاتور عبور نمی کند، بلکه مستقیماً توسط پمپ آب به داخل ژاکت آب فشرده می شود. مسیر جریان آب کوتاه و شدت اتلاف حرارت کم است که به آن گردش کوچک سیستم خنک کننده آب می گویند.
