نظام تبريد المحرك,تبريد المحرك بالماء

نظام تبريد المحرك بالماء

• وظائف نظام التبريد المحرك :
• أنواع نظام التبريد المحرك :
• أجزاء نظام تبريد المحرك الماء
• أنواع مراوح تبريد المحرك

عندما يقوم المحرك بحرق الوقود تتولد حرارة عالية ( 2200 درجة مئوية ) . ويستفيد المحرك من حوالي 35 % من هذه الحرارة لتحريك السيارة أما الباقي فيجب التخلص منه كحرارة زائدة (لأنها تؤدى إلى تلف المحرك ) , وكذلك عند التخلص من الحرارة الزائدة بشكل أكثر من المطلوب يحدث تبريد زائد للمحرك ويؤدى ذلك إلى زيادة في استهلاك الوقود وانخفاض قدرة المحرك وتآكل بأجزاء المحرك .

وظائف نظام التبريد المحرك :

1 - المحافظة على درجة حرارة التشغيل للمحرك .
2 - التخلص من الحرارة الزائدة بالمحرك .
3 - الوصول السريع لدرجة حرارة التشغيل للمحرك .
4 - المساهمة فى عملية التدفئة بالسيارة .

أنواع نظام التبريد المحرك :

1 - نظام تبريد الهواء
2 - نظام تبريد الماء

نظرية العمل لنظام تبريد الماء

يعمل عن طريق سريان سائل التبريد حول الاسطوانات ومناطق الاحتكاك . وتنتقل الحرارة من الأجزاء الساخنة الى سائل التبريد الذي يسرى إلى المشع حيث يعمل الهواء الذي يمر من خلال المشع على حمل حرارة السائل والتخلص منها . ثم يعود السائل مرة أخرى للانسياب حول الاسطوانات , وهكذا .

أجزاء نظام تبريد المحرك الماء

1 - سائل التبريد Coolant

مميزات سائل التبريد ( الماء )

1- متوفر ورخيص
2 - ينساب بسهولة
3 - يمتص الحرارة جيدا
4 - ليس هناك خطورة فى التعامل معه

عيوب سائل التبريد ( الماء )

1 - يتجمد عند درجة حرارة صفر مئوية
2 - يؤدى الى صدا الأجزاء المعدنية
3 - يتبخر
4 - يترك رواسب بالمحرك
لتقليل عيوب استخدام الماء يضاف الى الماء سائل منع التجمد Ethylene glycol بنسبة 50% لتكوين سائل التبريد .
وينصح باستخدام سائل منع التجمد فى الصيف حيث انه يعمل على رفع درجة حرارة غليان الماء كما انه يمنع الصدا والتآكل .
2 - القميص المائى Water Jacket
عبارة عن ممرات داخل تجويف كتلة ورأس الاسطوانة تحيط بالأماكن القريبة من الاسطوانات وغرف الاحتراق , تمر بها المياه لامتصاص الحرارة من الأجزاء الساخنة .
3 - المشع ( الردياتير ) Radiator
وهو الجزء الرئيسى لنظام التبريد بالماء , وهو المكان الذى يتم فيه التخلص من حرارة سائل التبريد الى الهواء . كما يعمل كخزان لسائل التبريد .
ويثبت المشع غالبا فى مقدمة السيارة أمام المحرك فى مواجهة الهواء الخارجي ليساعد فى عملية التبريد .
أجزاء المشع
1 - أنابيب مجارى التبريد( الجزء الأوسط ) : مصنوع من أنابيب وزعانف تبريد .
2 - الخزانات ( الجزء العلوى والسفلى ) : تستخدم لتخزين السائل .
3 - عنق الملء موجود بالخزان العلوي ويستخدم لمليء المشع ويغلق بغطاء المشع وبه مكان لتثبيت أنبوب الفائض .
4 - صمام صرف : موجود بالخزان السفلى للمشع لتفريغ المشع من السائل .
5 - مبرد الزيت : مبادل حراري بإحدى خزانات المشع وذلك بالسيارات التي بها صندوق تروس اتوماتيكى .

نظرية عمل المشع او الريداتير

يعمل المشع كمبادل حراري حيث تنتقل الحرارة من الجزء الساخن ( سائل التبريد ) إلى الجزء البارد ( الهواء ) . فأثناء تشغيل المحرك يسرى سائل التبريد الساخن من المحرك إلى خزانات وأنابيب المشع المصنوعة من النحاس أو الألمونيوم وهى معادن سريعة التوصيل للحرارة وتنتقل الحرارة من السائل إلى الأنابيب وزعانف التبريد ومنها الى الهواء المندفع عند مروره خلال هذه الأنابيب والزعانف حيث تنخفض درجة حرارة السائل قبل رجوعه مرة أخرى إلى المحرك للتخلص من كمية أخرى من الحرارة .

الأنواع المختلفة للمشع

هناك تصميمان منتشران للمشع حسب طريقة سريان السائل داخلهما
1 - الانسياب الرأسى
2 - الانسياب الافقى

4 - غطاء المشع Radiator Cap

وظائف غطاء المشع

1 - تغطية فتحة عنق ملىء المشع لمنع تسرب سائل التبريد .
2 - رفع ضغط النظام لزيادة درجة حرارة غليان السائل .
3 - السماح بتصريف الضغط الزائد والتخلخل بالنظام .
4 - النظام المغلق يسمح للسائل فى المشع بالانتقال من والى خزان الفائض ( القربة ) .

مكونات غطاء المشع

1 - حابك مطاطى او معدنى مثبت بالغطاء لحبك السائل وضغط الهواء
2 - صمام الضغط به قرص محمل بياى لغلق عنق الملىء لزيادة الضغط بالنظام لرفع درجة حرارة غليان السائل .
3 - صمام التخلخل وهو صمام صغير بمنتصف اسفل الغطاء يسمح للسائل بالعودة من الخزان الاضافى الى المشع عند برودة درجة حرارة سائل التبريد .

نظرية عمل غطاء المشع

يركب غطاء المشع على فتحة عنق الملىء حيث يعمل الحابك على حبك الضغط والسائل داخل النظام , يعمل صمام الضغط بالغطاء على رفع الضغط حيث يؤدى ذلك الى رفع درجة حرارة سائل التبريد الى 125 درجة مئوية . عند الاستمرار فى زيادة درجة الحرارة يرتفع ضغط السائل عن قيمة ضغط الصمام ويؤدى ذلك الى فتح الصمام ثم يؤدى الضغط الى دفع السائل عن طريق انبوب الفائض الى خزان الفائض , وذلك لحماية المشع والحشوات والليات من التلف .
عند انخفاض درجة حرارة السائل يقل حجم السائل والهواء بالنظام وبالتالى يتكون تخلخل وهنا يفتح صمام التخلخل للسماح للسائل بالرجوع من خزان الفائض الى المشع . وذلك يحمى النظام من الانهيار تحت تأثير الضغط الجوى .
5 - خزان الفائض او القربة Overflow tank
خزان الفائض يتصل بالمشع عن طريق انبوب الفائض ويصنع الخزان من البلاستيك الشفاف وبه علامات خارجية لتحديد مستوى السائل . وحيث ان نظام التبريد نظام مغلق فان عدم دخول الهواء يزيد من كفاءة التبريد , كما انه يساعد على عدم تكون الصدأ ويقلل من معدل التاكل .
عند سخونة المحرك يندفع سائل التبريد من المشع الى خزان الفائض وعندما يبرد السائل يعود مرة اخرى الى المشع . ويمكن الكشف على مستوى سائل التبريد بملاحظة مستوى السائل بالقربة . ويعوض نقص السائل باصافة السائل الى القربة مباشرة .
6 - مضخة المياه Water Pump



تعمل مضخة المياه على ضخ سائل التبريد عن طريق قوة الطرد المركزية , وتركب بمقدمة المحرك وتعمل عن طريق سير يأخذ حركته من البكرة المثبتة على عمود المرفق .
تركيب مضخة المياه
1 - رـيش المضخة : عبارة عن قرص من المعدن به ريش أو زعانف لدفع السائل .
2 - عمـود المضخة : عمود من الحديد يصل الحركة من صرة المضخة إلى ريش المضخة .
3 - حـابك المضخة : يمنع تسرب سائل التبريد بين عمود المضخة ومبيت المضخة .
4 - كراسي التحميل : جلبة أو رمان بلى يساعد على دوران عمود المضخة بالمبيت .
5 - صرة المضخة : توفر مكان لتثبيت طارة المضخة والمروحة .
6 - مبيت المضخة : مصنوع من الحديد أو الألمنيوم المسبوك ويمثل جسم المضخة .
ويركب حشو بين المحرك ومبيت المضخة لمنع تسرب سائل التبريد .
7 - الليات Hoses
ليات المشع تنقل سائل التبريد من المحرك إلى المشع , وتكون مرنة لتتحمل الاهتزازات . تثبت الليات بالوصلات الخاصة بها عن طريق القفيز .
اللي العلوي : يصل بين المشع ومبيت الترموستات الموجود بمجمع السحب أو رأس الأسطوانات
اللي السفلى : يصل بين مدخل مضخة المياه والمشع , ويوجد بداخل اللي السفلى ياي يمنع التصاقه حيث يتعرض هذا اللي إلى تخلخل نتيجة سحب المضخة .
8 - ليات نظام التدفئة

لها قطر اصغر من الليات الأخرى وتصل سائل التبريد الى المدفئ
9 - الترموستات أو الصمام الحراري Thermostat

هو صمام يعمل بالحرارة ويتحكم فى سريان سائل التبريد إلى المشع للمحافظة على حرارة تشغيل المحرك . ويوجد غالبا الترموستات بمبيت الترموستات الذى يقع بين المحرك واللي العلوي للمشع .
تركيب الترموستات
يتكون من اسطوانة مليئة بمادة شمعية ذات مكبس وفى الوضع العادي يكون الصمام مغلق تحت تأثير ياي يضغط على المكبس .
نظرية عمل الترموستات
عند سخونة سائل التبريد تتمدد المادة الشمعية داخل الاسطوانة وذلك يدفع المكبس ضد قوى الياي فاتحا الصمام . وعند انخفاض درجة الحرارة تنكمش المادة الشمعية داخل الأسطوانة مؤدية إلى تمدد الياي لغلق الصمام . وعند غلق الصمام يسرى سائل التبريد خلال وصلة فرعية , وبدون هذه الوصلة لن يكون هناك تجانس في حرارة سائل التبريد ولن يكون الترموستات قادرا على الإحساس بالارتفاع في درجة حرارة السائل .
وهذه الوصلة إما أن تكون داخلية ( داخل القميص المائي للمحرك ) أو خارجية عن طريق لي بمواصفات خاصة لتحمل الحرارة والضغط العالي .
قيم تشغيل الترموستات
يعمل الترموستات عند درجة حرارة مدونة عليه وتكون فى حدود 82 - 91 درجة مئوية .
10 - مروحة التبريد Cooling Fan
تعمل المروحة على سحب الهواء خلال زعانف وأنابيب المشع وتمرير الهواء على المحرك للتخلص من الحرارة الزائدة . والمروحة تؤدى إلى زيادة حجم الهواء المار خلال المشع للمساعدة في سرعة وكفاءة التبادل الحراري . ويظهر أهمية عمل المروحة عند دوران المحرك أثناء توقف السيارة , وكذلك عند ارتفاع درجة حرارة المحرك .
لا يحتاج المحرك إلى تبريد بمعدل عالي عند بداية التشغيل حيث أن درجة حرارة المحرك مازالت منخفضة . كما انه فى السرعات العالية يمكن الاكتفاء بسرعة اندفاع الهواء نتيجة لسرعة السيارة , كما أن المروحة تحتاج إلى طاقة اكبر لتشغيلها في السرعات العالية نتيجة لمقاومة الهواء لحركة ريش المروحة .

أنواع المروحة

تقسم حسب وسيلة إدارتها :
1 - مروحة تعمل ميكانيكيا : بحيث تأخذ حركتها من عمود المرفق عن طريق سير المروحة , وتثبت المروحة على صرة مضخة المياه والبكرة . وفى بعض الأحيان يوضع بين المضخة والمروحة وصلة إبعاد لتقريب المروحة من المشع .
2 - مروحة تعمل بالكهرباء : بحيث تأخذ حركتها عن طريق محرك كهربائي يأخذ الطاقة اللازمة له عن طريق أسلاك كهربائية متصلة بالبطارية . وهذا النوع مستخدم في المحركات المستخدمة في الدفع الامامى ذات المحرك المستعرض .
تركيب المروحة
1- ريش المروحة : ريش صلبة ثابتة الزاوية وريش لينة تقل زاويتها مع السرعة .
2 - قابض للمروحة ( حساس للسرعة ) : يعمل بالسائل ويركب غالبا على المروحة الميكانيكية حيث يقوم بمهمة ريش المروحة ذات الريش اللينة .
3 - القابض الحراري للمروحة ( حساس للحرارة ) : يركب غالبا على المروحة الميكانيكية به ياي مزدوج المعدن حساس للحرارة . ويتحكم هذا الياي في سريان الزيت داخل القابض . فعند السرعة البطيئة ينزلق القابض ولا تدور المروحة , وعند سخونة المحرك يعشق القابض فتدور المروحة .
4 - محرك كهربائي : يعمل ببطارية السيارة مثبت بالقفص المركب على المشع يستخدم مع المروحة الكهربائية . ويتحكم في عمل المحرك الكهربائي مفتاح حراري فعندما يكون المحرك بارد يكون المفتاح غير موصل فلا تعمل المروحة , وعند ارتفاع درجة الحرارة يصبح المفتاح في وضع التشغيل وتعمل المروحة .
موجه هواء المروحة Radiator Shroud
مصنوع من البلاستيك أو الصاج ويساعد المروحة على سحب الهواء من خلال المشع . وهو مثبت بمؤخرة المشع بحيث يحيط بالمساحة المحيطة بالمروحة .
11 - سير المضخة Belt
مضخة المياه تدور عن طريق سير مرن والذي يقوم في نفس الوقت بنقل الحركة إلى العديد من الملحقات الخاصة بالمحرك .
أنواع السيور :
1 - سير على شكل حرف V : يخصص سير واحد لنقل الحركة الى ملحق واحد من ملحقات المحرك .
2 - سير به أضلاع مشكلة على شكل حرف V : غاليا ما يستخدم سير واحد لنقل الحرمة الى جميع ملحقات المحرك . وهذا منتشر فى السيارات الحديثة حيث يحتاج إلى مكان اقل وينقل الحركة بكفاءة أعلى .
12 - مبين الحرارة Temperature Indicator
مبين الحرارة موجود بتبلوه السيارة لتنبيه السائق في حالة سخونة المحرك .
وهو يتكون من
1 - عداد حرارة أو لمبة تحذير أو عداد حرارة ولمبة تحذير .
2 - حساس ( مجس ) حراري يثبت بقلاووظ بالقميص المائي للمحرك .
13 - نظام التدفئة Heater System

وهو يعتبر جزء من نظام التبريد بالسيارة . يمر سائل التبريد الساخن عن طريق ليات وصمام تحكم الى مشع التدفئة الصغير الموجود الموجود داخل فتحة باللوح الذى يفصل بين داخل السيارة والمحرك . يندفع الهواء الى داخل السيارة عن طريق مشع التدفئة حيث يكتسب حرارة تعمل على تدفئة الركاب , وهناك بوابات متحركة يمكن التحكم بها لخلط الهواء البارد بالساخن للتحكم فى درجة الحرارة داخل السيارة .

نظام التبريد الهوائي للمحرك


مع تحيات مدونه
ميكانيكا وتكنولوجيا