سیستم خنک کننده موتور خودرو

سیستم خنک کننده خودرو چیست ؟

 

سیستم خنک کننده خودرو : در حین کار ماشین قطعات موتور نه تنها در معرض مشکلات مکانیکی، بلکه در معرض مشکلات حرارتی جدی قرار می‌گیرند. موتور علاوه بر نیروی اصطکاک که باعث گرم شدن برخی از قطعات می‌شود، مخلوط هوا/سوخت را می‌سوزاند و در این لحظه مقدار زیادی انرژی حرارتی آزاد می‌شود. دما، بسته به تغییر موتور در برخی از بخش‌های آن، می‌تواند از ۱۰۰۰ درجه هم بالاتر رود. گفتنی است که عناصر فلزی با گرم شدن منبسط شده و شکنندگی آنها افزایش پیدا می‌کند.

در یک محیط بسیار گرم، مخلوط هوا / سوخت به طور غیرقابل کنترلی مشتعل می‌شود و در نتیجه انفجار ایجاد می‌شود. برای از بین بردن مشکلات مربوط به گرمای بیش از حد موتور و حفظ دمای مطلوب آن، سیستم خنک کننده خودرو ساخته شده است.

در این نوشته از اینفویدک به بررسی سیستم خنک کننده خودرو می پردازیم.

 

سیستم خنک کننده خودرو

هدف از سیستم خنک کننده در خودرو حذف گرمای اضافی از موتور در حال کار است. صرف نظر از نوع موتور دیزلی یا بنزینی هر خودرو قطعا این سیستم را خواهد داشت. این سیستم علاوه بر عملکرد اصلی، بسته به مدل خودرو، کارهای دیگر هم که شامل موارد زیر است انجام می‌دهد:

• گرمایش داخلی در زمستان
• خنک کننده روغن موتور
• خنک کننده گردش گاز اگزوز

این سیستم دارای الزامات زیر است:

• باید دمای موتور احتراق داخلی را در شرایط کاری مختلف حفظ کند.
• نباید موتور را بیش از حد خنک کند، که باعث کاهش راندمان آن می‌شود، به خصوص اگر یک خودروی دیزلی باشد.
• باید موتور را سریع گرم کند.
• باید حداقل منابع انرژی را مصرف کند.
• دمای موتور را برای مدت طولانی پس از توقف آن حفظ کند.

 

انواع سیستم خنک کننده موتور خودرو

به طور کلی دو نوع سیستم خنک کاری موتور خودرو وجود دارد : هوا خنک و مایع خنک که در ادامه به بررسی آنها می پردازیم.

 

1.سیستم خنک کننده موتور خودرو با آب یا مایعات

در خودروهای بنزینی و دیزلی از سیستم خنک کننده با آب استفاده می شود و به این صورت است که آب ( و یا مایعات مجاز ) از طریقی لوله هایی از اطراف موتور خودرو عبور کرده و باعث خنک کردن موتور می شود. این سیستم در خودروهای قدیمی با عنوان کاربراتور و در خودروهای جدید از طریق رادیاتور این عمل را انجام می دهد.

 

2.سیستم خنک کننده موتور با هوا

این سیستم خنک کاری موتور یعنی خنک هوا بیشتر در موتور سیکلت ها و موتورهایی با تعداد سیلندر پایین استفاده می شود و روش خنک کاری آن همانطور که از نامش پیداست به واسطه جریان هوا صورت می گیرد.

 

اجزای سیستم خنک کننده ماشین

اگرچه ممکن است سیستم خنک کننده هر ماشینی از نظر ساختاری متفاوت باشد، اما اصل آنها یکسان است. دستگاه سیستم خنک کننده شامل عناصر زیر است:

محفظه خنک کننده

این مورد بخشی از موتور است. در بلوک سیلندرها و سرسیلندر، حفره‌هایی ساخته می‌شوند که سیستمی ‌از کانال‌ها را در موتور احتراق داخلی مونتاژ شده تشکیل می‌دهند. این تا حد زیادی کارآمدترین راه برای حذف گرما از یک بلوک سیلندر است که افزایش شدید دما را تجربه می‌کند. مهندسان این مورد را طوری طراحی می‌کنند که مایع خنک‌کننده با آن قسمت‌هایی از دیوار بلوک که بیشتر نیاز به خنک شدن دارند تماس پیدا کند.

 

رادیاتور خنک کننده

این یک قطعه مستطیلی مسطح است که از لوله‌های فلزی نازک با دنده‌های فویل آلومینیومی ‌بر روی آن‌ها تشکیل شده است. علاوه بر این، روغن موتور داغ از موتور وارد حفره آن می‌شود. با توجه به نازک بودن دیواره‌های رادیاتور و وجود تعداد زیادی لوله و پره، هوای عبوری از آنها به سرعت محیط کار را خنک می‌کند.

 

 

رادیاتور سیستم گرمایشی

این عنصر دارای طراحی یکسان با رادیاتور اصلی است، فقط اندازه آن چندین برابر کوچکتر است. هنگامی‌که راننده بخاری را روشن می‌کند فن، بخاری را به مبدل حرارتی می‌دمد. این قطعه علاوه بر گرم کردن محفظه سرنشین، به عنوان یک قطعه اضافی برای خنک کردن موتور عمل می‌کند. به عنوان مثال، هنگامی‌که خودرو در ترافیک است، مایع خنک کننده در سیستم می‌تواند بجوشد که در این حالت برخی از رانندگان گرمایش داخلی را روشن می‌کنند و پنجره‌ها را باز می‌کنند.

 

فن خنک کننده

این قطعه در نزدیکی رادیاتور نصب می‌شود. طراحی آن با هر تغییری در فن‌ها یکسان است. در اتومبیل‌های قدیمی، کار این عنصر به موتور بستگی داشت، در حالی که میل لنگ در حال چرخش بود، تیغه‌ها نیز می‌چرخیدند. در طراحی مدرن این قطعه یک موتور الکتریکی با تیغه است که اندازه آن به اندازه رادیاتور بستگی دارد. هنگامی‌که مایع موجود بسیار داغ است فعال می‌شود و انتقال حرارتی که در طی دمیدن طبیعی مبدل حرارتی رخ می‌دهد ناکافی است. این معمولاً در تابستان اتفاق می‌افتد، زمانی که ماشین ایستاده یا به آرامی‌حرکت می‌کند، مثلاً در ترافیک.

 

 

پمپ آب

این قطعه یک پمپ آب است و تا زمانی که موتور کار می‌کند به طور مداوم آن کار می‌کند. این قطعه در ماشین‌هایی که سیستم خنک کننده آن از نوع مایع است استفاده می‌شود. در بیشتر موارد، پمپ توسط یک تسمه یا زنجیر محرک هدایت می‌شود. گفتنی است در خودروهای دارای موتور توربوشارژ و تزریق مستقیم، از پمپ گریز از مرکز اضافی هم استفاده می‌شود.

 

ترموستات سیستم خنک کننده خودرو

این قطعه، قطعه‌ای کوچک است که جریان مایع خنک کننده را تنظیم می‌کند. اغلب این قسمت در نزدیکی خروجی محفظه خنک کننده قرار دارد. بسته به مدل خودرو، می‌تواند فلزی یا الکترونیکی باشد. هر وسیله نقلیه ای که با مایع خنک می‌شود مجهز به سیستمی ‌است که در آن می‌توان این قطعه را یافت.

 

 

مخزن انبساط

این قطعه هم در سیستم خنک کنندگی ماشین نقش مهمی دارد. در واقع وظیفه آن این است که افزایش حجم مایع خنک کننده در مدار به دلیل گرمایش آن را جبران کند. برای اینکه ضد یخ جای انبساط داشته باشد، مالک خودرو نباید مخزن را بالاتر از علامت حداکثر پر کند. اما در عین حال، اگر مایع خیلی کم باشد، ممکن است در حین خنک شدن هوا در مدار ایجاد شود، بنابراین لازم است حداقل سطح را نیز همواره کنترل کنید.

 

درپوش تانک

محکم بودن سیستم خنک کننده را تضمین می‌کند. با این حال، این فقط درپوشی نیست که روی مخزن یا رادیاتور پیچ می‌شود بلکه باید با پارامترهای سیستم خنک کننده خودرو مطابقت داشته باشد. قطعه آن شامل یک شیر است که به فشار موجود در مدار پاسخ می‌دهد. علاوه بر این که این قطعه قادر به جبران فشار اضافی در خودرو است، به شما امکان می‌دهد تا نقطه جوش مایع خنک کننده را افزایش دهید. همانطور که از درس‌های فیزیک می‌دانید، هر چه فشار بیشتر باشد، بیشتر باید مایع را گرم کنید تا بجوشد، به عنوان مثال، در کوهستان، آب با آمپر ۶۰ درجه یا کمتر شروع به جوشیدن می‌کند.

 

خنک کننده

این فقط آب نیست، بلکه یک مایع خاص است که در دمای منفی یخ نمی‌زند و نقطه جوش بالاتری دارد که به آن ضد یخ هم گفته می‌شود.

 

لوله انشعاب

تمام واحدهای سیستم خنک کننده خودرو با استفاده از لوله‌های لاستیکی با بخش بزرگ به یک خط مشترک متصل می‌شوند. آنها با گیره‌های فلزی ثابت می‌شوند که از شکستن قطعات لاستیکی در فشار بالا در مدار جلوگیری می‌کند.

 

سیستم خنک کننده خودرو چگونه کار می کند ؟

هنگامی‌که راننده موتور را روشن می‌کند، قرقره میل لنگ، گشتاور را به درایو زمان بندی و سایر اتصالات منتقل می‌کند، به عنوان مثال در اکثر خودروها، محرک پمپ آب نیز در این زنجیره قرار می‌گیرد. پروانه پمپ نیروی گریز از مرکز ایجاد می‌کند، به همین دلیل ضد یخ شروع به گردش در لوله‌ها و واحدهای سیستم می‌کند.

در حالی که موتور سرد است، ترموستات بسته است. در این موقعیت، اجازه نمی‌دهد مایع خنک کننده زیاد توزیع شود. چنین وسیله ای به موتور اجازه می‌دهد تا به سرعت گرم شود و به دمای مورد نظر برسد. به محض اینکه مایع به درستی گرم شد، سوپاپ باز می‌شود و خنک کننده موتور احتراق داخلی شروع به کار می‌کند.

 

چه چیزی را در سیستم خنک کننده پر کنیم؟

آب معمولی را داخل رادیاتور نریزید (اگرچه در اتومبیل‌های قدیمی، رانندگان می‌توانستند از این مایع استفاده کنند)، زیرا مواد معدنی تشکیل دهنده آن در دمای بالا در سطوح داخلی مدار باقی می‌ماند. اگر در لوله‌های با قطر زیاد این امر منجر به انسداد مجرای طولانی مدت نشود، رادیاتور به سرعت مسدود می‌شود، که تبادل حرارت را دشوار می‌کند یا حتی به طور کلی متوقف می‌شود.

همچنین آب در دمای ۱۰۰ درجه به جوش می‌آید. علاوه بر این، در دمای پایین، مایع شروع به کریستال شدن می‌کند. در این حالت، در بهترین حالت، مجرای رادیاتور را مسدود می‌کند، اما اگر راننده قبل از ترک ماشین در پارکینگ، آب را به موقع تخلیه نکند، لوله‌های نازک مبدل حرارتی به سادگی از انبساط کریستال شدن می‌ترکد. پس بهتر است همواره از ضد یخ استفاده کنید.

شایان ذکر است در مواقع اضطراری به جای ضدیخ می‌توان از آب (ترجیحاً مقطر) استفاده کرد. برای رسیدن به نزدیکترین تعمیرگاه یا گاراژ، ممکن است راننده در جاده ایستاده و حجم آب را از طریق مخزن انبساط پر کند؛ این تنها حالتی است که استفاده از آب در آن جایز است.

نشانه‌های خرابی سیستم خنک کننده خودرو

در ادامه رایج ترین خرابی‌ها در سیستم خنک کننده خودرو آورده شده است:

 

1.آسیب به رادیاتور

این مورد شایع ترین نقص در خرابی سیستم خنک کننده است، زیرا این قسمت از لوله‌های نازکی تشکیل شده است که تحت فشار بیش از حد پاره می‌شوند، این خرابی همراه با تخریب دیوارها به دلیل رسوب و رسوبات دیگر هم هست.

 

2.رسوب ضد یخ

این مورد اغلب زمانی اتفاق می‌افتد که گیره‌های شلنگ به اندازه کافی سفت نشده باشند. در اثر فشار، ضد یخ از طریق اتصال ضعیف شروع به نفوذ می‌کند. حجم مایع به تدریج کاهش می‌یابد. اگر یک مخزن انبساط قدیمی‌در ماشین وجود داشته باشد، ممکن است از فشار هوا منفجر شود.

 

3.خرابی ترموستات

این مورد برای تغییر حالت گرمایش سیستم به خنک کننده موتور احتراق داخلی طراحی شده است که می‌تواند بسته یا باز بماند. اگر این قطعه خراب شود و ترموستات بسته بماند موتور به سرعت بیش از حد گرم شده و اگر ترموستات باز بماند موتور برای مدت طولانی گرم می‌شود.

 

4.خرابی پمپ

بیشتر اوقات بلبرینگ داخل آن خراب می‌شود. در این حالت منجر به نشت مایع خنک کننده فراوان می‌شود. برای جلوگیری از این اتفاق، اکثر رانندگان هنگام تعویض تسمه تایم پمپ را نیز تعویض می‌کنند.

 

 

5.کاهش یافتن مایع خنک کننده

معمولا یکی از مشکلات رایج در سیستم خنک کننده موتور خودرو همین کم شدن آب درون رادیاتور می باشد. در کنار رادیاتور مخزنی قرار دارد که با چک کردن آن می توانید از میزان مایع خنک کننده مطلع شوید. در هنگامی که خودرو روشن است و و موتور گرم می باشد به هیچ عنوان درب رادیاتور را برای چک کردن مایع درون آن باز نکنید.

 

6.گرفتی منافذ رادیاتور

به دلیل وجود سوراخ های زیر در رادیاتور، این امکان وجود دارد که این منافذ به دلیل وجود املاح و رسوب کردن آن در رادیاتور بسته شوند و این گرفتگی منافذ رادیاتور باعث می شود که دمای موتور بالا رود، فن همیشه کار کند، دمای آب پایین نیاید، آب و مایع خنک کننده به درستی گردش نکند و …

 

7.عدم کارکرد صحیح فن

این مورد نیز یکی دیگر از عواملی است که باعث ایجاد اشکال در سیستم خنک کاری موتور خودرو می شود و دلایلی چون مشکلات برقی و سیم کشی در سیستم فن خودرو و یا عدم دریافت دستور مناسب از ایسیو می تواند علت آن باشد.

 

8. خرابی های مربوط به واتر پمپ

چنانچه واتر پمپ خراب شود و درست عمل نکند، ایجاد مشکل در سیستم خنک کاری خودرو محتمل می باشد. مواردی چون شل بدون واتر پمپ، خرابی تسمه و … را بررسی کنید. در بسیاری از موارد نیز خالی شدن ناگهانی آب واتر پمپ در صورت خرابی آن، می تواند باعث ایجاد ایراد در این سیستم شود.

 

9.مشکلات در واشر سرسیلندر و یا تاب برداشتن خودرو

این 2 مورد البته جزء خرابی سیستم خنک کاری نیستند ولی باید آنها را نیز در نظر داشت. معمولا با خرابی واشر سرسیلندر و ورود آب به موتور، آب وارد جریان سوخت شده و به سورت بخار آب از اگزوز خارج می شود که هر چه سریعتر باید برطرف شود.

 

چه مواردی را چک کنیم تا سیستم خنک کننده موتور خودرو دچار مشکل نشود؟

با توجه به حساس و مهم بودن سیستم خنک کننده خودرو، بهتر است که به صورت دوره ای این سیستم چک شود. برای بررسی آن موارد زیر را در نظر داشته باشید:

• شلنگ ها و اتصالات را برای بررسی عدم نشتی چک کنید
• رادیاتور را بررسی کنید
• ترموستات را بررسی کنید
• اطراف ترموستات و واتر پمپ را برای عدم نشتی آن ها بررسی کنید
• واشر سر سیلندر را بررسی کنید
• فن را در دورهای تند و کند بررسی کنید

 

کلام آخر

در این نوشته به بررسی سیستم خنک کاری موتور خودرو، انواع آن، نحوه کارکرد سیستم خنک کننده موتور خودرو، علائم خرابی و … را بررسی کردیم.