سیستم خنک کننده خودرو چگونه کار میکند
م. کوهشاری
آبان 7, 1403
30134
شاید برایتان پیش آمده باشد که مجبور شوید به دلیل جوش آوردن خودرو رانندگی را متوقف کرده و کنار جاده بایستید. این حالت مشکل رایجی است که برای همه دارندگان خودرو ممکن است پیش بیاید. این مشکل معمولا به دلیل احتراق‌های داخل سیلندر اتفاق می‌افتد. هنگامی که در خودرو احتراق صورت میگیرد گرمای زیادی تولید میشود که دمای آن حدود 120 درجه سانتی‌گراد است. به دنبال ایجاد این گرما، درون خودرو یک سیستم خنک‌کاری موتور قرار داده‌اند تا از داغ شدن بیش از حد موتور جلوگیری شود. در ادامه مقاله همراه ما باشید تا شما را به صورت گسترده با عملکرد سیستم خنک کننده خودرو آشنا کنیم.
چرا باید از سیستم خنک کاری خودرو استفاده کرد؟
با توجه به پیشرفت روزانه صنعت خودروسازی، یکی از مسائلی که امروزه خودروسازان با آن روبه رو شده‌اند تولید گرمای بیش از حد توسط موتور است. در خودرو حدود 30 درصد از سوخت تبدیل به نیروی حرکتی در موتور میشود و باقی‌مانده آن یعنی چیزی حدود 70 درصد به گرمای اضافی و غیر قابل استفاده تبدیل میشود.
بخش زیادی از این مقدار از طریق اگزوز خارج شده و قسمت دیگر آن وارد موتور میشود و دمای آن را بسیار بالا می‌برد. در این موقعیت نقش سیستم خنک‌کننده خودرو مشخص میشود. پس از اینکه دمای موتور بالا رفته سیستم خنک‌کننده کار خود را شروع کرده و کم کم دمای موتور را کاهش میدهد. پس می‌توان گفت این قسمت نقش کلیدی در عملکرد خودرو برعهده دارد.
از دیگر دلایل استفاده از سیستم خنک‌کننده خودرو باید به کنترل احتراق و آلودگی ناشی از آن اشاره کنیم. این سیستم با نگه داشتن دمای محفظه موتور در مقدار ایده‌آل از خرابی دیگر قطعات و تجهیزات در خودرو جلوگیری میکند. در نتیجه در دمای موتور خودرو ثبات استانداردی ایجاد میکند.
انواع سیستم خنک کاری خودرو
سیستم خنک‌کننده تنها به یک مدل ختم نمیشود و انواع مختلفی دارد. به طور کلی انواع سیستم های خنک کننده به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- سیستم خنک کاری با هوا (هوا خنک)
- سیستم خنک کننده با مایع یا آب خنک
برای درک بهتر شما از هرکدام از این سیستم‌ها در ادامه آنها را به طور گسترده برایتان توضیح داده‌ایم.
سیستم خنک کاری با هوا یا هوا خنک
سیستم خنک کاری با هوا یا همان هوا خنک یکی از انواع سیستم خنک‌کننده خودرو است که در بخش خاصی از ماشین ها استفاده میشود. در این روش خنک سازی با کمک یک فن قوی، جریان هوا از درون پره‌های آلمینیومی عبور داده شده تا موتور به خوبی خنک شود. از خودروهایی که از سیستم هوا خنک برای خنک کردن موتور استفاده می‌کنند باید به موتور سیکلت‌هایی با حجم موتور پایین، فولکس واگن قورباغه‌ای، پورشه و … اشاره کنیم.
از مزایای این نوع سیستم باید به هزینه تعمیر و نگهداری بسیار ارزان نسبت به خنک کاری با مایع اشاره کنیم. اما در مقابل این مزیت سیستم هوا خنک آلودگی صوتی زیادی تولید میکند که این موضوع برای افراد آزاردهنده است. همچنین جدا از این مورد می‌تواند باعث آلودگی هوا نیز شود. به دنبال این موارد طرفداران کمتری دارد و معمولا مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
مزایای و معایب سیستم هوا خنک
سیستم هوا خنک در کنار عملکرد که دارد مزایا و معایبی را در خودرو شما ایجاد میکند که این موارد تاثیر زیادی در انتخاب این نوع سیستم خنک‌کننده دارند. در ادامه همراه ما باشید تا شما را با مزایا و معایب سیستم هوا خنک آشنا کنیم.
مزایای سیستم خنک کننده ماشین
- در این سیستم رادیاتور و یا پمپ وجود ندارد، به دنبال این موضوع وزن سبکی داشته و فضای زیادی اشغال نمی‌کنند.
- در این نوع سیستم هیچگونه احتمال نشتی وجود ندارد زیرا در آن از آب استفاده نمیشود.
- در این سیستم به استفاده از محلول خنک‌کننده یا ضد یخ احتیاجی پیدا نمی‌کنید.
- در صورت استفاده از این سیستم در نقاط سرد کشور، می‌توان به راحتی مشکل یخ زدن آب در زمستان در سیستم‌های آب خنک حل کرد.
معایب سیستم هوا خنک
- از آنجا که سیستم‌های هواخنک در خورده چندان پرطرفدار نیستند در این قسمت میخواهیم به بررسی معایب سیستم هوا خنک بپردازیم تا بتوانید انتخاب بهتری داشته باشید.
- این نوع سیستم راندمان بسیار پایین‌تری در مقایسه با سیستم آب خنک دارد.
- این سیستم تنها زمانی که موتور تماس مستقیمی با هوا دارد عملکرد مناسبی از خود نشان میدهد.
- این موارد باعث شده استفاده از این نوع خنک کننده چندان رایج نباشد و تنها در موقعیت های خاص به استفاده از آن می‌پردازند.
سیستم خنک کاری با مایع یا آب خنک
دیگر سیستم خنک‌کننده‌ای که در خودرو استفاده میشود و دمای موتور را کاهش میدهد خنک کاری با آب خنک است. این سیستم بدین شکل عمل میکند که پمپاژ، آب در لوله مسی رادیاتور را به درون موتور می‌فرستد. آپ پمپاژ شده گرمای موتور را به خود گرفته و مجدد به درون رادیاتور برمی‌گرد. پس از اینکه آب خنک شد این فرایند مجددا تکرار شده و تا زمانی ادامه دارد که دمای موتور به حالت استاندارد خود باز گردد.
مزایا و معایب سیستم آب خنک
بالاتر به بررسی نقاط قوت و نقاط ضعف سیستم هواخنک پرداختیم. از آنجا که سیستم آب خنک محبوبیت بیشتری در بین مردم دارد، بهتر است درباره مزایا و معایب این سیستمم اطلاعات کافی داشته باشید. به طور کلی از مهم‌ترین مزایای سیستم آب خنک باید به موارد زیر اشاره کنیم:
- راندمان بسیار بالاتری در مقایسه با سیستم هوا خنک دارد.
- امکان خنک کردن بخش‌های مختلف موتور به صورت یکپارچه با کمک آن امکان پذیر است.
- در کاهش نرخ مصرف سوخت موتور موثر است.
- با استفاده از سیستم آب خنک دیگر الزامی برای تعبیه موتور در قسمت جلوی خودرو وجود ندارد.
- سروصدای بسیار کمتری دارد و باعث ایجاد آلودگی هوا نمیشود.
معایب سیستم آب خنک
سیستم آب خنک در مقابل این مزایا نقاط ضعفی نیز دارد که عبارت‌اند از:
- پمپ آب سیستم آب خنک مصرف برق بسیار بالایی دارد.
- در این سیستم احتمال خراب شدن و آسیب به موتور وجود دارد.
- قیمت بالاتری دارد و ممکن است هزینه نگهداری آن بیشتر باشد.
- به مرور به تعمیر و نگهداری بالایی نیاز پیدا میکند.
- اجزای سیستم خنک کاری خودرو با مایع
سیستم خنک کاری خودرو از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هرکدام از این اجزا در عملکرد آن تاثیر مستقیم دارند. از آنجا که این سیستم وظیفه مهمی برعهده دارد بهتر است درباره قطعات تشکیل دهنده آن اطلاعات داشته باشید. به طور کلی اجزای تشکیل دهنده خودرو عبارت‌اند از:
- ترموستات
- پولی فریز یا پولکی‌های سر سیلندر
- تسمه پروانه (فن)
- فشنگی آب (سنسور دمای مایع خنک کاری)
- بخاری خودرو
- شیلنگ سرریز و منبع انبساط
در ادامه شما را با برخی از اجزای خنک کننده خودرو بیشتر آشنا می‌کنیم تا معنا و مفهوم این قطعات را بهتر متوجه شوید.
رادیاتور و درب رادیاتور چه وظیفه‌ای بر عهده دارند؟
بالاتر شما را با این موضوع آشنا کردیم که وقتی آب گرمای موتور را به خود جذب کرد به سمت رادیاتور حرکت میکند. در جلوپنجره خودرو، پره‌های آلمینیومی رادیاتور وجود دارند که جریان هوا با کمک فن برقی از درون این پره‌ها عبور میکند و این موضوع باعث خنک شدن آب درون رادیاتور میشود.
یکی از قسمت‌های مهم رادیاتور درب آنست که جز بخش‌های اساسی در سیستم خنک کاری خودرو محسوب میشود. عملکرد این قسمت را می‌توان به سوپاپ اطمینان زودپر تشبیه کرد. به این صورت که وقتی فشار مایع داخلی بالا می‌رود، سوپاپ‌های فنری کنار رفته و به منبع انبساط وارد می‌شوند تا بتوانند فشار را کاهش دهند. درب رادیاتور نیز عملکردی شبیه به آن در سیستم خنک‌کننده ایفا میکند.
فن خودرو چیست و چه وظیفه‌ای بر عهده دارد؟
پروانه یا فن نیز یکی دیگر از اجزای سیستم خنک کننده است که وظایف خاصی را در انجام عملکرد این سیستم برعهده دارد. فن برقی نیروی مورد نیاز خود را از باتری دریافت کرده و پس از دریافت فرمان از سوی کامپیوتر خودرو روشن میشود. به بیان دقیق‌تر وقتی که دمای آب درون سیستم بالا می‌رود، فن با کمک سنسور دمایی که به کامپیوتر خودرو وصل است، فرمان روشن شدن را دریافت میکند و پس از روشن شدن هوا را به درون پره‌های آلمینیومی به جریان می‌اندازد. با انجام این کار آب داخل رادیاتور سریع‌تر خنک میشود. پس از اینکه دمای آب کاهش پیدا کرد مجدد فرمان خاموش شدن از سمت کامپیوتر خودرو به فن داده میشود.
پمپ آب یا واتر پمپ چیست و چه وظیفه‌ای بر عهده دارد؟
واتر پمپ یا همان پمپ آب عملکردی شبیه به قلب انسان در خودرو برعهده دارد. به این شکل که آب را در سیستم خنک‌کننده به جریان در می‌آورد. عملکرد دقیق این قطعه به این صورت است که آب خنک را از سطح زیرین رادیاتور به سمت موتور به جریان می‌اندازد و نیروی مورد نیاز برای پمپاژ آب را با کمک تسمه تایم از میلنگ دریافت میکند. به طور کلی بدون وجود پمپ آب، سیستم خنک‌کننده قادر به انجام عملکرد خود نخواهد بود.
تفاوت سیستم خنک کاری مدار باز و بسته خودرو
سیستم‌های خنک کاری که در خودرو استفاده می‌شوند به دو دسته مدار باز و مدار بسته تقسیم خواهند شد. این دو مدار از نظر ویژگی‌هایی چون رسوب‌گذاری، مصرف آب، قیمت، مصرف انرژی، تعمیرات، رسیدگی و … تفاوت‌هایی باهم دارند. برای اینکه بدانید کدام یک از این سیستم‌ها عملکرد بهتری دارد و فرایند خنک‌کنندگی را سریع‌تر انجام میدهد در ادامه به مقایسه آنها با یکدیگر پرداخته‌ایم.
- سیستم خنک‌کننده مدار باز و بسته از نظر قطعات یکسان هستند و قطعات مشابهی در آنها به کار رفته است. با این تفاوت که در سیستم مدار بسته رادیاتور ارتفاع کوتاه‌تری دارد. اما در مدار باز رادیاتور بالاترین قطعه در سیستم است.
- در برخی از مدل‌های سیستم خنک کننده مدار بسته درب رادیاتور وجود ندارد.
- در سیستم مدار باز به این دلیل که رادیاتور بالاترین قطعه در سیستم است نیاز به هوا گیری وجود ندارد. اما در سیستم‌های مدار بسته به دلیل پایین بودن رادیاتور باید حتما هواگیری اجام شود.
- در سیستم مدار باز از مخزن دخیره وجود دارد که مایع خنک‌کننده درون آب ذخیره میشود. اما در سیستم مدار بسته خودرو از مخزن انبساط برای ذخیره ماده استفاده کرده‌اند.
نکات ایمنی در رابطه با سیستم خنک‌کننده خودرو
در رابطه با سیستم خنک‌کننده خودرو نکاتی وجود دارد که اگر درباره آنها اطلاعات کافی داشته باشید میتوانید نهایت استفاده را از این سیستم کارآمد ببرید.
یکی از این نکات باز کردن درب رادیاتور سیستم است. اگر می‌خواهید درب رادیاتور را باز کنید، باید حتما صبر کرده تا دمای موتور به دمای محیط رسیده و سپس برای باز کردن درب اقدام کنید. اگر هنگامی که موتور داغ است درب رادیاتور را باز کنید، به دلیل فشار بالایی که درون آن وجود دارد، مایع خنک‌کننده را با فشار و حرارت بالا به بیرون پرتاپ میکند. این حالت در صورت رعایت نکردن نکات ایمنی باعث بروز سوختگی و آسیب‌های جدی برای افراد میشود.
جمع‌بندی
در این نوشتار ابتدا به نحوه عملکرد سیستم خنک‌کاری خودرو توضیحاتی ارائه دادیم سپس به چرایی استفاده از این سیستم پرداختیم و با بررسی انواع دسته‌بندی سیستم خنک‌کاری خودرو به صورت مجزا نحوه عملکرد هرکدام را توضیح دادیم و در انتها به اجزا و قطعات تشکیل دهنده این سیستم و توضیحات مختصری درباره هر کدام از این قطعات بیان شد تا بیشتر با نحوه کار و اجزای تشکیل دهنده سیستم خنک کاری خودرو آشنا شوید.
