نحوه کار سیستم خنک کننده خودرو

با وجود این که طی سال های اخیر موتور های بنزینی تا حد قابل توجهی بهینه سازی شده اند، اما هنوز هم بازدهی چندان بالایی برای تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی مکانیکی ندارند و حدود 70 درصد از انرژی بنزین به گرما تبدیل می شود که این موضوع سبب بالا رفتن حرارت موتور می شود. در چنین مواقعی سیستم خنک کننده باید از این گرما محافظت و از آن به نحو احسنت استفاده کند. اما این سیستم چگونه کار می کند؟ در این مقاله نحوه کار سیستم خنک کننده خودرو را بررسی خواهیم کرد.

انواع سیستم خنک کننده خودرو

به طور کلی دو نوع سیستم خنک کاری وجود دارد :

1- سیستم خنک کننده با هوا

2- سیستم خنک کننده با مایع

به نوع اول، موتور های هوا خنک نیز می گویند. امروزه دیگر در خودرو ها از موتور های هوا خنک استفاده نمی شود؛ البته در موتور سیکلت ها هنوز هم از موتور های هوا خنک استفاده می شود، اما در خودرو های سنگین و کامیون هایی با حجم موتور زیاد، از پیشرانه های نوع دوم ( خنک شونده با مایع ) که به آنها آب خنک هم می گویند، استفاده می شود.

نحوه کار سیستم خنک کننده خودرو

سیستم خنک سازی خودرو شامل واتر پمپ، بلوک موتور، سرسیلندر، ترموستات برای کنترل دما، رادیاتور، در رادیاتور برای کنترل فشار سطح مایع و شیلنگ های انتقال مایع می باشند. علاوه بر اجزاء گفته شده، معمولا رادیاتور کوچک تری نیز در مدار قرار دارد که گرمای لازم برای بخاری خودرو از آن تامین می شود.

به طور خلاصه فرآیند کار سیستم خنک کننده خودرو شامل ارسال سریع مایع خنک کننده به سوی موتور به وسیله پمپ آب ( واتر پمپ )، گرم شدن این مایع و جذب حرارت اضافی موتور، پمپ شدن مایع به سمت رادیاتور، سرد شدن آن بر اثر عبور هوا از رادیاتور و ارسال مجدد مایع خنک به سمت موتور به وسیله واتر پمپ می شود. وظیفه ترموستات نیز باز کردن مسیر آب در یک دمای خاص می باشد تا دمای موتور ثابت باقی بماند. ترموستات در جایی بین موتور و رادیاتور قرار گرفته است. اگر دمای موتور پایین باشد، ترموستات مسیر آب را بسته نگه می دارد و آب به جای این که به سمت رادیاتور حرکت کند، در موتور شروع به گردش می کند تا به دمای مناسب برسد. وقتی دما به حد مطلوب رسید، ترموستات مسیر آب را باز کرده و آب به سمت رادیاتور حرکت می کند.

اکنون به احتمال زیاد این سوال برای شما مطرح شده است که با وجود دمای بالای موتور، چگونه مایع خنک کننده به گاز تبدیل نمی شود؟! در جواب باید گفت که مایع خنک کننده در موتور، در محفظه ای شبیه زودپز و تحت فشار زیادی قرار دارد که همین موضوع باعث می شود که تحت تاثیر دمای بالای موتور تبخیر نشود؛ البته فشار بیش از حد نیز سبب آسیب رسیدن به سیستم و اتصالات موتور می شود. جالب است بدانید که طراح پیشرانه های آب خنک حتی برای این مشکل نیز راه حلی دارد. برای جلوگیری از افزایش بیش از اندازه فشار در موتور، سوپاپ اطمینان روی رادیاتور کار گذاشته می شود تا فشار اضافی که به سیستم وارد می شود از طریق آن تخلیه شود. شلنگ، فشار اضافه‌ی وارده به سر رادیاتور را به سمت محل ذخیره ای تحت عنوان مخزن انبساط هدایت می کند تا بعد از سرد شدن، مجددا به مدار گردش بازگردد.

مدار گردش آب در موتور های آب خنک چگونه است؟

آب رادیاتور ابتدا به سمت بلوک اصلی موتور هدایت شده و حرارت سیلندر ها را به خود جذب می کند؛ پس از آن به سمت سر سیلندر رفته و دمای محفظه احتراق را نیز به خود جذب می کند. پس از این که آب به ترموستات رسید، در صورت باز بودن آن، مایع خنک کننده به سمت بخش فوقانی رادیاتور حرکت می کند و به دلیل وجود فن در قسمت پشت رادیاتور، این مایع حرارت خود را کامل از دست داده و پس از این که از رادیاتور خارج شد به سمت واتر پمپ می رود تا چرخه گردش آب دوباره تکرار شود.

حجم مایع خنک کننده به چه مواردی بستگی دارد؟

شاید برایتان سوال شده باشد که حجم مایع خنک کننده باید چه اندازه باشد تا بتواند موتور را به طور کامل خنک کند؟ در واقع حجم مایع خنک کننده به حجم موتور، نوع موتور و اندازه آن بستگی دارد. به عنوان مثال حجم مایع خنک کننده ای که برای یک موتور 4 سیلندری لازم است، قطعا با حجم مایعی که برای یک موتور 8 سیلندری لازم است یکسان نیست. در موتور های بزرگ با حجم بالا، حجم رادیاتور بیش تر است تا بتواند سطح تماس وسیع تری ایجاد کند.

بررسی دقیق تر کاربرد رادیاتور در خنک سازی موتور خودرو

رادیاتور ها از اصلی ترین اجزاء خنک سازی موتور می باشند. در اطراف رادیاتور ها دو مخزن پلاستیکی وجود دارد که در گذشته از مس و یا برنج ساخته می شدند، اما در عصر امروز محصولی از جنس پلاستیک می باشند که عمر بیشتری دارند و با کیفیت تر هستند؛ علاوه بر این، ساخت این مخازن با پلاستیک بسیار به صرفه تر از ساخت آن ها با مس و برنج می باشد. گفتنی است که در بعضی از خودرو های مجهز به جعبه دنده خودکار، خنک کننده روغن جعبه دنده درون این مخازن پلاستیکی نصب می شوند. روغن جعبه دنده با ورود به این خنک کننده می تواند تا حد زیادی از دمای خود بکاهد.

از سیستم خنک کننده خود محافظت کنید

مواد شیمیایی که در ضد یخ ها به کار می روند اصولا ضد خوردگی هستند تا بخش های فلزی موتور آسیب نبیند. با این وجود نمی توان به طور کامل از خوردگی موتور جلوگیری کرد و ممکن است تکه های بسیار ریز فلزی وارد مدار خنک کننده شوند و به تیوب های داخل رادیاتور آسیب وارد کنند و یا مسیر آن ها را سد کنند. یکی از اصلی ترین روش هایی که به واسطه آن می توانید از سیستم خنک کننده خودروی خود محافظت کنید، این است که مایع خنک کننده را در فواصل زمانی منظم تعویض کنید. در نظر داشته باشید که جدید ترین و بهترین ضد یخ ها بیشتر از 150 هزار کیلومتر و یا 5 سال عمر نمی کنند، پس قبل از این که آسیب جدی به خودرو وارد شود نسبت به تعویض به موقع مایع خنک کننده آن اقدام کنید.