الموضوع: نظام التبريد في محرك السيارة

نظام التبريد في محرك السيارة
مقدمة
المبادل الحراري (بالإنجليزية: Heat Exchanger): وهو عبارة عن وحدة تستخدم لتغيير درجة حرارة الموائع ( المادة السائلة والمادة الغازية). فمثلا جهاز تكييف الهواء عبارة عن مبادل حراري يقوم بتغيير درجة حرارة الغرفة عن طريق مرور الهواء من خلال أنابيب تحمل غاز التبريد (الفريون) فيتم تبريد أو تسخين الهواء كذلك رادياتير السيارة وهو عبارة عن مبرد لمياة تبريد المحرك، وذلك عن طريق مرور المياة الساخنة داخل أنابيب نحاسية لها زعانف لتشتيت الحرارة إلى الهواء الجوي عن طرق مروحة توضع أمام زعانف الرادياتير لطرد الحرارة للخارج و تبريد المياه

نظام التبريد في محرك السيارة من اهم و ابرز انظمة السيارة ككل .. حيث يعتمد عمر المحرك على كفاءة دورة التبريد .

تتم عملية الاحتراق مسببة حدوث حرارة عالية يمكن لها ان تسبب اضرارا بالغة و خطيرة على اجزاء المحرك .. لذلك كان لابد من ايجاد نظام كامل للتخلص من الحرارة العالية لكل جزء من اجزاء المحرك
يعتمد عمر المحرك على كفاءة دورة التبريد في التخلص من حرارة المحرك للوقود بسرعة ومعدل مناسب لتشغيل المحرك في درجة حرارة مناسبة (ما بين 70 : 90 درجة مئوية) .. حيث أن تشغيل المحرك في درجة حرارة مرتفعة تسبب غليان الماء وفقده وتوقف سريانه .. وتشغيله في درجة منخفضة يسبب عدم كفاءته وفقد قوته حيث انه لا يتم حرق الوقود كلية وتسرب بعضه على جدار الاسطوانة خلال حلقات الكباس كاسحاً الزيت أمامه إلى حوض الزيت فيعمل على تغيير لزوجته وتلفه. تعتمد معظم السيارات على الماء للتخلص من حرارة الاحتراق الزائدة .

مكونات نظام التبريد بمحرك السيارة :-

1-المشع (( الرادياتير )) Radiator
2-مروحة التبريد Cooling Fan
3-طلمبة المياه Water Pump
4-الثرموستات Thermostat
5-خراطيم التوصيل .

الفكرة العامة لعمل دورة التبريد بالمحرك :-

تعتمد فكرة تبريد محرك السيارة على سحب الحرارة المتولدة على رأس الاسطوانة Cylinder Head نتيجة حدوث الاحتراق الداخلي .. بواسطة الماء (( سائل التبريد )) الى الرادياتير حيث يتم التخلض من هذه الحرارة عن طريق انتقال الحرارة بالحمل بين الرادياتير و الهواء الجوي . و عند حدوث انتقال الحرارة في الرادياتير يبرد الماء ثم يتجه مرة اخرى الى اجزاء المحرك المراد تبريدها .


( شكل 1 : دورة التبريد )

شرح مكونات دورة التبريد بالمحرك :-

( 1 ) طلمبة المياة ( Water Pump )

توجد الطلمبة عادة في مقدمة المحرك وتأخذ حركتها من طنبورة عمود المرفق (عمود الكرنك) عن طريق سير جلد وتقوم بدفع الماء حول أجزاء المحرك الساخنة فيمر ماء التبريد في الفراغات حول الاسطوانة ثم في الممرات حول الصمامات وقواعد شمعات الإشعال في راس الاسطوانة.



تنتقل الحرارة الناتجة من احتراق الخليط إلى معدن راس الاسطوانة وجدار الاسطوانات ثم إلى ماء التبريد المار حولها . و نفهم مما سبق حيوية دور طلمبة المياة التي تعمل على ادارة المياه في دورة التبريد .. و التي يسبب حدوث اي عطل فيها الى ارتفاع حرارة المياه و بالتالي ارتفاع حرارة المحرك .

الرادياتير ( Radiator ) :-

وهو مركب أمام المحرك على شاسيه السيارة بأحكام على وسادات جليدية لمنع اهتزازه وتلفه ويتكون المشع من خزنة نحاسية علوية وأخرى سفلية تتصل كل منها بالأخرى عن طريق مواسير راسية مبططة الشكل يتصل المشع بخراطيم جلدية مرنة من أعلى براس الاسطوانة ومن أسفل بمجمع الاسطوانات عن طريق طلمبات الماء.



تنتقل الحرارة من الماء إلى جدار المواسير النحاسية آلتي تنتقل بالتالي إلى تيار الهواء المار بين المواسير أثناء سير السيارة يمر الماء البارد إلى خزنة المشع السفلية يسحب الماء منها خلال خرطوم إلى مجمع الاسطوانات.

يوجد بالخزنة العلوية فتحة لتزويد المشع بالماء ، مغطاة بغطاء معدني ذو صمامين محملين بسوستتين ويعمل على زيادة الضغط داخل المشع زيادة طفيفة عن الضغط الجوى ليرفع درجة حرارة غليان الماء .. يعمل احد هذين السمامين على المحافظة بصفة دائمة على ضغط معين داخل المشع وتصريف الضغط الزائد ، أما الصمام الأخر يدفع بشدة عند ارتفاع الضغط ليسمح لهروبه.

يحتاج المحرك عند بدء التشغيل لسرعة رفع درجة حرارته إلى درجة تشغيله المعتاد لتلافى تأكل أجزائه وتلافى زيادة استهلاك الوقود.

كيف يحدث التبادل الحراري داخل الرادياتير ؟

يحدث ذلك من خلال شكل و تقسيمة مواسير الرادياتير ، حيث يعتبر الرادياتير مبادل حراري ، و يحدث التبادل الحراري عن طريق التوصيل ( و ذلك بتلامس الانابيب داخل الرادياتير ) و الحمل ( عن طريق الفراغات المملوءة بالهواء داخل الرادياتير ) و يتم طرد الحرارة من خلال الحمل الحر بين الانابيب و الهواء الجوي .

و يركب الردياتير خلف صدر السيارة مباشرة و أثناء سير السيارة يمر تيار الهواء خلال المواسير فيعمل على انخفاض درجة حرارة الماء به عند تشغيل المحرك .

(3)الثرموستات ( Thermostat ) :-

عادة ما يحدث زيادة الضغط داخل دورة التبريد نتيجة زيادة الحرارة .. لذلك كان استخدام ثرموستات لتنظيم حركة المياه داخل الدورة .


تركيب الترموستات عند مخرج المياه من راس الاسطوانة إلى المشع ، تتحكم في سريان الماء وهى عبارة عن صمام ذو سربنتينة حلزونية مملوءة بسائل يتبخر عند درجة حرارة معينة

فتتمدد وتعمل على فتح الصمام تدريجيا وتسمح بسريان الماء .. عند غلق الصمام ، يسمح للماء بالمرور في مجرى جانبي إلى مدخل الماء في الطلمبة ، فيمنع ارتفاع الضغط في دورة التبريد.

(4) مروحة التبريد : ( Cooling Fan ) :-

عند توقف تحرك السيارة ينعدم مرور تيار الهواء ، فلهذا السبب توضع مروحة بين الرادياتير والمحرك ، تركب المروحة عادة على طنبورة إدارة طلمبة الماء تقوم المروحة بسحب الهواء خلال مواسير الردياتير.



و تعمل المروحة اوتوماتيكيا عند توقف السيارة (طبعآ في حالة وصول درجة حرارة المحرك لدرجة فتح المفتاح الحراري) و ذلك عن طريق (( مفتاح حراري )) – يعمل بفكرة الترموستات – حيث عندما ترتفع درجة الحرارة ، و يحدث تمدد داخل هذا المفتاح مسببا غلق الدائرة الكهربية و بالتالي تسبب تشغيل المروحة ، و عندما تقل درجة الحرارة ينكمش مسببا فتح الدائرة و توقف المروحة .

منقول للفائدة.عابر سبيل