پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
بررسی سیستم های خنک کننده خودرو
مقدمه
موتورهای بنزینی گرچه تا حدزیادی بهبود یافته و اصلاح شده‌اند، اما هنوز بازده بالایی برای تبدیل انرژی شیمیایی به توان مکانیکی ندارند. بیشترین میزان انرژی موجود در بنزین (شاید ۷۰درصد) به گرما تبدیل می‌شود و مهم‌ترین وظیفه سیستم خنک‌کاری خودرو، مراقبت و استفاده صحیح از گرمای ایجاد شده است.
خنک کاری در موتور دو علت دارد:
۱) نگه داشتن دمای اجزای موتور در دمایی که روغنکاری مؤثر در آن ممکن باشد.
۲) نگه داشتن دمای اجزای مختلف موتور در یک محدوده خاص به طوری که به سلامت قطعات موتور صدمه نزند
انواع سیستم خنک کننده خودرو
الف)دستگاه خنک کننده مستقیم، که کلیه دستگاه با هوا خنک می شود.
ب) دستگاه خنک کننده غیر مستقیم، که کلیه دستگاه با آب خنک می شودو دارای رادیاتور می باشند
سیستم خنک‌کاری با مایع
در این سیستم، برای خنک کردن موتور از لوله‌ها و مسیرهای تعبیه شده در موتور استفاده شده و مایع موردنظر دراین مسیرها گردش و جریان دارد. براثر جریان مایع در طول مسیر، گرمای موتور جذب شده و موتور خنک می‌شود. بعد از اینکه مایع، گرمای موتور را جذب کرد و از موتور خارج شد، به رادیاتور یا مبدل انتقال حرارت وارد شده و بر اثر دمیدن هوا توسط فن و انتقال گرما به هوای اطراف خنک می‌شود.
سیستم خنک‌کاری با هوا
برخی خودروهای قدیمی و تعداد زیادی از خودروهای مدرن امروزی، مجهز به سیستم خنک‌کاری با هوا هستند. بدنه وبلوک موتور با پره‌های آلومینیمی پوشیده شده است تا گرمای سیلندر را به هوای اطراف منتقل کند. فنی بسیار قوی نیز تعبیه شده که هوا را با سرعت و فشار زیاد به سطح این پره‌ها می‌دمد ودرنهایت گرما را به هوای اطراف منتقل می‌کند
دستگاه سیستم خنک کننده تشکیل شده از:
رادیاتور
لوله ناقل اب
واتر پمپ
فن یا پروانه
رادیاتور خودرو
مخزنی از جنس مس می باشد که با توجه به کانالهای تعبیه شده در آن ، وظیفه انتقال حرارت موجود در آب را به عهده دارد بنابراین بایستی همواره کنترل نمود که سطح آب در مخزن رادیاتور بیش از دو سانتیمتر پائین تر از دهانه مخزن نباشد.
انواع رادیاتور
فین تیوب (fin-Tube)
- رادیاتور عمودی :در این نوع رادیاتور جریان سیال خنک کننده از طرف بالا رادیاتور وارد شده بعد از خنک کاری از ناحیه کف ان خارج می شود.
کروگیت (crougate)
- رادیاتورافقی:در این نوع رادیاتور سیال از جهت عرضی وارد و بعد از عبور شبکه ها به طریق افقی از ان خارج می شود
در یا سرپوش رادیاتور خودرو
درب رادیاتور، در عمل باعث افزایش دمای نقطه جوش مایع خنک‌کننده به میزان تقریبی ۲۵ درجه سانتی‌گراد می‌شود. وقتی‌که مایع در طول مسیر سیستم خنک‌کاری، گرم می‌شود عملا منبسط شده و فشار آن بالا می‌رود. درب رادیاتور تنها محلی است که افزایش فشار ایجاد شده، می‌تواند از آن خارج شود. بنابراین، فنر درب رادیاتور را به نحوی طراحی می‌کنند که کارکردی متناسب با حداکثر فشار ایجاد شده داشته باشد
خواص استفاده فنر در درب رادیاتور
۱٫جلوگیری از خروج مایع سیستم خنک کننده از داخل رادیاتوردر اثر افزایش دمای اب
۲٫ایجاد فشار نسبی در سیستم خنک کننده جهت افزایش دمای نقطه جوش
مایع خنک‌کاری موتور خودرو
خودروها در گستره‌ای وسیع از دماهای مختلف کار می‌کنند و به همین دلیل، مایع خنک‌کاری موجود در موتور آنها، دماهای مختلفی را شامل می‌شود
مایع خنک‌کاری مناسب باید دمای نقطه جوش بالا، دمای نقطه انجماد پایین و ظرفیت گرمایی بالایی داشته باشد. آب، یکی از مایع‌های متداول است که ظرفیت حرارتی بالایی دارد، اما فاقد نقطه انجماد پایین بوده و به همین دلیل، آب خالص برای خنک‌کاری موتور و استفاده در خودرو، مایعی مناسب نیست
واترپمپ خودرو
این قطعه، پمپ دورانی گریز از مرکز ساده‌ای است که به وسیله تسمه متصل به میل‌لنگ موتور، دوران می‌کند. هنگامی که خودرو روشن است و موتور کار می‌کند، واترپمپ مایع خنک‌کننده را در مدار خنک‌کاری به حرکت در می‌آورد.
ترموستات خودرو
برای ثابت نگه داشتن درجه حرارت موتورجهت احتراق در قسمت خروجی سرسیلندر ترموستات قرار میدهند که وظیفه ان یکنواخت نگه داشتن درجه حرارت موتور می شود ترموستا ت در موقع سرد بودن خودرو بسته می با شد.
فن در خودرو
این قطعه نیز همانند ترموستات، وظیفه ثابت نگه داشتن و کنترل دمای موتور را برعهده دارد.
فن‌ها عموماً توسط حسگرهای دمایی یا کامپیوتر موتور کنترل می‌شوند. آنها هنگامی فعال می‌شوند که دمای مایع خنک‌کننده از دمای مناسب از قبل تعیین‌شده بیشتر شود و زمانی که دمای مایع خنک‌کننده کاهش یابد و به زیر دمای تعیین شده برسد، خاموش می‌شوند.