تعویض فیلتر و روغن موتور خودرو
تعویض فیلتر و روغن موتور خودرو
اگر روغن های كاركرده ای كه به طور نادرست در محیط زیست رها می شوند، با روشی مناسب و صحیح مدیریت شود، توانایی ذخیره روغن در حدود هزاران بشكه در روز افزایش می یابد. روغن كاركرده می تواند با استفاده از روش مناسب تصفیه شود و با روان كننده ها و روغن های سوختی مختلف فرآوری شده و در صنایع پالایش و پتروشیمی مصرف شود. این عمل علاوه بر منافع اقتصادی در حفاظت از محیط زیست و صرفه جویی در مصرف انرژی تاثیر بسزایی دارد.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
● نكاتی در مورد تعویض روغن موتور
قبل از شروع این بحث لازم به یادآوری است كه انتخاب روغن موتور و زمان تعویض آن می بایست براساس توصیه های سازنده خودرو و اطلاعات ارایه شده در دفترچه راهنمای خودرو صورت گیرد. اگر تمایل دارید روغن موتور خود را تعویض كنید، به موارد زیر توجه كنید:
۱- قبل از اقدام به تعویض روغن خودرو، موتور آن را خاموش و چرخ ها را قفل و ترمز دستی را بكشید. برای جلوگیری از بروز هر گونه سوختگی مطمئن شوید كه موتور خیلی داغ نیست. سپس به توصیه های دفترچه راهنمای خودرو توجه كنید.
۲- پیچ تخلیه انتهای ظرف روغن موتور (كارتر) خودرو را باز كنید و اجازه دهید روغن كاركرده از كارتر به داخل ظرف مناسبی مانند یك تشتك تخلیه روغن تخلیه شود.
۳- اگر می خواهید فیلتر روغن را نیز عوض كنید این كار را بعد از تعویض روغن انجام دهید و به توصیه های زیر توجه كنید. پیچ تخلیه كارتر را ببندید و مطمئن شوید كه محكم است.
۴- روغن موتور جدید را با دقت اضافه كنید. اگر چه بیشتر خودروها دارای ظرفیتی معادل۴ تا۵ كوارت روغن است. با این وجود در مورد مقدار روغن مورد نیاز و نوع آن می بایست به دفترچه راهنمای خودرو مراجعه كرد. كارتر خودرو را بیش از اندازه پر نكنید.
۵- در حالی كه ترمز دستی را كشیده اید در محلی كه تخلیه هوا به خوبی انجام می شود موتور خودرو را روشن كنید. در ابتدا ممكن است لامپ فشار روغن روشن باشد اما باید پس از چند ثانیه خاموش شود. زمانی كه لامپ خاموش شد اجازه دهید موتور چند دقیقه كار كند.
۶- موتور را خاموش كنید و سطح روغن را بررسی كنید. نشت روغن را در اطراف فیلتر روغن و پیچ تخلیه بررسی كنید.
۷- زمان تعویض بعدی روغن خودروی خود را به خاطر داشته باشید. زمان تعویض روغن، كیلومتر خودرو، درجه و نوع روغن مورد استفاده را یادداشت كنید.
۸- با استفاده از یك قیف و با دقت روغن كاركرده را از تشتك تخلیه روغن به یك ظرف مناسب منتقل كنید. می توانید روغن باقی مانده در تشتك را نشویید چون می توانید در تعویض بعدی دوباره از آن استفاده كنید.
●تعویض فیلتر روغن
فیلتر روغن خودرو، وسیله ای است كه روغن روان كننده را تصفیه می كند. عملكرد اصلی فیلتر در سیستم روغنكاری موتور، جلوگیری از آسیب رساندن ذرات ساینده به یاتاقان ها و قسمت های در معرض اصطكاك است. فیلتر باید به طور دایمی در مدار روغنكاری بوده و بتواند تمام جریان را از خود عبور دهد. این مسئله در مورد فیلترهایی كه در موتورهای نو نصب می شود از اهمیت بیشتری برخوردار است، چون در موتورهای نو مقادیر زیادی ذرات فلزی یا ذرات ساینده ناشی از عملیات ساخت وجود دارد.
فیلتر روغن در كنار روغن نقش مهمی در سلامت موتور خودرو ایفا می كند بی تردید استفاده از انواع روغن مناسب و فیلتر روغن با استاندارد در كنار یكدیگر باعث افزایش بازدهی هر دو محصول كاهش استهلاك و افزایش بازدهی موتور خواهد شد. پس از تعویض فیلتر، روغن كاركرده آن باید تخلیه شود. برای این منظور به توصیه های زیر توجه كنید:
۱- برای شل شدن فیلتر روغن در صورت لزوم از آچار فیلتر استفاده كنید. فیلتر كاركرده را با دقت بردارید.
۲- فیلتر را از روغن تخلیه كنید. با استفاده از یك وسیله تیز، یك حفره در انتهای داخلی (گنبدی) فیلتر یا سوپاپ مانع برگشت روغن كه بر روی انتهای صاف آن قرار دارد ایجاد كنید. موثرترین روش برای تخلیه مناسب فیلتر، سوراخ كردن سوپاپ مانع برگشت روغن یا داخل فیلتر و جریان یافتن به یك ظرف مناسب برای بازیافت آن است سوپاپ مانع برگشت روغن، شامل دریچه لاستیكی است كه برای جلوگیری از تخلیه روغن به موتور، در زمان خاموشی، خلاء ایجاد می كند. سوراخ كردن فیلتر موجب از بین رفتن خلاء شده و اجازه می دهد روغن حبس شده بازیابی شود.
۳- انتهای صاف فیلتر سوراخ شده را به روی ظرف جمع آوری قرار دهید و روغن كاركرده را تا حد امكان از فیلتر تخلیه كنید. مهم است كه تخلیه فیلترهای كاركرده روغن در۱۲ ساعت (حداقل زمان) و دمایی نزدیك به دمای عملكرد موتور و بیش از دمای محیط (تقریباً۶۰ درجه فارنهایت) صورت گیرد.
۴- فیلتر جدید روغن را طبق توصیه های سازنده فیلتر نصب كنید. آب بند لاستیكی را با مقدار كمی روغن بر روی آن بپوشانید و سپس آن را جایگزین كنید. از آچار فیلتر برای محكم كردن فیلتر جدید استفاده نكنید چون ممكن است به فیلتر آسیب برساند. این را به راحتی با انگشتان محكم كنید و به توصیه های سازنده فیلتر توجه كنید. فیلترهای كاركرده روغن نیز مانند روغن كاركرده به عنوان ضایعات محسوب می شوند و باید به طور مناسب بازیافت شوند. در مواردی كه عملی است و صرفه اقتصادی وجود دارد فیلترهای خالی كاركرده روغن برای بازیافت روغن جمع آوری می شوند. از مراكز جمع آوری روغن كاركرده سئوال كنید كه آیا پذیرای فیلتر كاركرده روغن نیز هستند یا خیر. اگر هیچگونه امكانی برای بازیابی روغن فیلتر كاركرده روغن وجود ندارد، فیلتر كاركرده خالی روغن را در روزنامه بپیچید و به همراه زباله های خانگی دفع كنید.
در فیلترهای كاركرده روغن خرده فلزهایی وجود دارد كه دوباره قابل استفاده هستند و تولیدكنندگان فولاد می توانند به عنوان خوراك اولیه از آنها استفاده كنند.
●جمع آوری روغن كاركرده
پس از تخلیه روغن از كارتر خودرو یا فیلتر روغن، روغن را داخل یك ظرف تمیز و عاری از نشت با درپوش پیچی بریزید. ظرف اصلی روغن موتور و بسیاری از ظروف
خانگی برای این منظور مناسب هستند. هرگز از ظروف خانگی حاوی مواد شیمیایی مانند سفیدكننده ها استفاده نكنید و مطمئن شوید كه ظرف مورد استفاده دارای درپوش غیرقابل نشت است. در برخی فروشگاه های عرضه خدمات خودرو نیز ممكن است ظروفی كه برای انتقال روغن موتور كاركرده طراحی شده است فروخته شود. اگر روغن كاركرده را نمی خواهید فوراً به مركز بازیافت انتقال بدهید، هرگز به طور موقت آن را در ظروف نگهداری غذا، آشامیدنی، یا مواد
شیمیایی جمع آوری نكنید. صرف نظر از نوع ظرف مورد استفاده برای انتقال روغن كاركرده، از تمیزی ظرف مطمئن شوید. به آن برچسب روغن كاركرده نصب كرده و دور از دسترس كودكان و حیوانات خانگی نگهداری كنید. ظرف روغن كاركرده را به نزدیك ترین مركز عمومی جمع آوری روغن كاركرده مانند نزدیكترین تعمیرگاه خودرو و یا یك مركز روانكاری ببرید. بدین ترتیب با دفع مناسب روغن كاركرده از محیط زیست و منابع طبیعی محافظت می كنید.
بازیافت ضایعات ضمن محافظت از محیط زیست دارای مزایای اقتصادی است و شما می توانید در كنار دفع نادرست زباله های كاغذی، شیشه ای، فلزی، پلاستیكی و دیگر مواد و تفكیك آنها، روغن و فیلتر كاركرده موتور را با روش مناسبی دفع كنید.
●جمع آوری روغن های كاركرده در كشور امریكا در امریكا علاوه بر جمع آوری روغن های كاركرده از مراكز بزرگ و تعویض روغنی ها، برای جمع آوری روغن ها از منازل نیز برنامه هایی تدوین شده است. این عمل به دو صورت انجام می گیرد.
۱- ساكنین محل تحت پوشش این طرح، گالن های محتوی روغن های كاركرده را مانند سایر ضایعات دور ریختی (شیشه، پلاستیك و كاغذ كه بازیابی می شوند) در محل مخصوص زباله قرار داده و هر هفته یكبار ماموران مربوط، گالن روغن های كاركرده را جمع آوری و گالن دیگری جایگزین می كنند تا ساكنین محل بتوانند برای
تعویض روغن خودروی خود از آن استفاده كنند.
۲- روش دیگر جمع آوری بدین صورت است كه گالن های محتوی روغن های كاركرده، توسط ماموران جمع آوری روغن ها به داخل تانكرهای مخصوص تخلیه شده و گالن برای استفاده مجدد ساكنین در محل مخصوص زباله قرار می گیرد. لازم به یادآوری است كه كل هزینه جمع آوری روغن های كاركرده و تمامی اقدامات آموزشی در این زمینه مانند انتشار نشریات و مطالب آموزشی توسط شركت های تولید كننده روانكار پرداخت می شود.
●● نتیجه گیری
بیشتر كشورهای دنیا برای حفظ ذخایر نفتی و جلوگیری از آلودگی محیط زیست به جمع آوری روغن های كاركرده می پردازند. با توجه به این كه در ایران جمع آوری
روغن های كاركرد با اصول صحیحی انجام نمی گیرد، لازم است سازمانهای مربوط برنامه ای تنظیم كنند كه روش های ر جمع آوی روغ های كاركرده در ایران نیز در نظر گرفته شده باشد تا سرمایه های ملی كشورمان به بهترین شكل ممكن حفظ شود.
منبع : بیابان و کویرهای ایران (محسن ادیب)
سیستم خنککاری موتور خودرو
سیستم خنککاری موتور خودرو
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
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.
در واقع، نخستین وظیفه سیستم خنککاری خودرو، جلوگیری از گرم‌شدن بیش از حد مجاز خودرو ازطریق انتقال گرما به هوای بیرون خودرو است. موتور خودرو، بهترین عملکرد را در دمای مناسب و بهینه بالای خود دارد. وقتی موتور سرد است، عملکرد اجزای آن با نقصان مواجه میشود و بازده موتور کمتر و در نتیجه آلودگی ایجاد شده بیشتر میشود. بنابراین، دیگر وظیفه مهم سیستم خنککاری خودرو این است که به موتور اجازه دهد با سرعت ممکن به دمای بالای بهینه و مناسب برسد و گرم شود، سپس موتور را در دمایی ثابت نگه دارد.
درون موتور خودرو، سوخت به طور دائم می‌سوزد و عمل احتراق انجام میشود. گرمای حاصل از احتراق، به میزان زیادی از طریق اگزوز خارج میشود، اما مقداری از گرمای ایجاد شده به داخل موتور رسوخ کرده و باعث افزایش دما و در نهایت گرم شدن موتور میشود. موتور، زمانی خوب کار میکند که دمای مایع سردکننده، حدود ۹۳درجه سانتیگراد یا حود ۲۰۰ درجه فارنهایت باشد.
در این دما: - محفظه احتراق به اندازه کافی گرم میشود تا احتراقی بهتر و آلودگی کمترحاصل شود. - لزجت روغن موتور کمتر و در نتیجه عملکرد اجزای آن روانتر و درنهایت میزان اتلاف توان موتور کمتر میشود. - فرسایش قطعات و اجزای فلزی کمتر میشود. ▪ دو نوع سیستم خنککاری در خودرو وجود دارد که عبارتند از: ۱) سیستم خنککاری با مایع (Liquid-Cooled System) ۲) سیستم خنککاری با هوا (Air-Cooled System) ●
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.
● سیستم لوله‌کشی یا مسیرها و مجراهای تعبیه شده در سیستم خنککاری در سیستم خنککاری خودرو، مجراها (مسیرهای عبور مایع) و به اصطلاح سیستم لوله‌کشی متعددی وجود دارد. با استارت خودرو، پمپ فعال شده و مایع را به بلوک موتور ارسال میکند و از تمامی مسیرهای تعبیه شده می‌گذرد و وارد سیلندر میشود. ترموستات نیز در محل خروجی مایع از موتور واقع شده است. اگر ترموستات بسته باشد، مایع از طریق مجراهای تعبیه شده مستقیماً به مسیر اولیه پمپ باز میشود. البته مداری جداگانه نیز برای سیستم گرمایش خودرو وجود دارد، بهطوری که در این چرخه، مایع از سرسیلندر عبور کرده و پس از گرم شدن، دوباره به مسیر اولیه پمپ باز می‌گردد. در خودروهای دارای گیربکس (سیستم انتقال قدرت) اتوماتیک، مسیری جداگانه نیز برای خنککاری گیربکس وجود دارد. در این مکانیزم، روغن گیربکس عمل خنککاری را انجام میدهد.
● مایع خنککاری 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.
مایع خنککاری مناسب و مورداستفاده در خودرو که بیشترین کاربرد را دارد، مخلوطی از آب و اتیلن گلیکول (C۲H۶O۲) یا همان ضدیخ است. افزودن اتیلن گلیکول به آب، باعث بهبود وضعیت نقاط جوش و انجماد میشود. دمای مایع خنککننده گاهی به ۱۲۱-۱۳۵ سانتیگراد نیز می‌رسد. بیان این نکته ضروری است که ضدیخ، شامل ترکیباتی است که مقاومت در برابر خوردگی را افزایش میدهد و این امر یکی از مزایای استفاده از ضدیخ در خودرو تلقی میشود.
● واترپمپ این قطعه، پمپ دورانی گریز از مرکز سده‌ا 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. حرکت دورانی پمپ و در نتیجه نیروی گریز از مرکز ایجاد شده، باعث حرکت مایع خنککننده و جریان آن درمدار سیستم خنککاری میشود. مجرای ورودی واترپمپ در نزدیک مرکز آن قرار دارد. پره‌های پمپ، مایع خنککننده را به بیرون هدایت می‌کنند. به طور کلی واترپمپ، مایع را ابتدا از موتور و سرسیلندر عبور داده و سپس به رادیاتور هدایت میکند.
● موتور بلوک موتور و سرسیلندر، شامل تعداد زیادی سوراخ و مجرای عبور مایع است (سطوح ماشینکاری شده با دقت بالا) که مایع خنککننده از آنها عبور میکند. این مجراها، مایع خنککننده را به نقاط بحرانی بلوک موتور و سرسیلندر که نواحی بسیار گرمی هستند، هدایت می‌کنند. دمای محفظه احتراق موتور ممکن است به حدود ۲۵۰۰ درجه سانتیگراد برسد. به همین دلیل، خنک‌کردن نواحی اطراف محفظه احتراق، امری بسیار مهم است. موتور خودرو نباید مدت زیادی بدون آب یا مایع خنککننده کار کند زیرا دما تا اندازه‌ای بالا میرود که باعث ذوب و جوش خوردن و چسبیدن پیستون به سیلندر میشود و این به معنی تخریب موتور است.
امروزه تحقیقات و پژوهش‌های مهندسین خودرو، معطوف به کاهش نیاز به سیستم خنککاری موتور در حرکت است. به‌نحوی که می‌توان از سرایت گرمای بسیار بالای ایجاد شده در محفظه احتراق به بلوک سیلندر و قطعات فلزی موتور، جلوگیری کرد. این کار به وسیله ایجاد نوعی پوشش در سطوح داخلی بالای سرسیلندر انجام میشود که عموماً لایه‌ای نازک از سرامیک است. سرامیک، هدایت‌کننده بسیار ضعیف گرماست و در نتیجه، گرمای کمتری را به قطعات فلزی انتقال میدهد.
● رادیاتور این قطعه، نوعی مبدل حرارتی است که برای انتقال گرمای مایع خنککننده به هوا (با دمیدن فن به آن) طراحی شده است. در بیشتر خودروهای مدرن، از رادیاتورهای آلومینیمی استفاده میشود که از سطوح و ردیف‌های به هم لحیم شده و جوش خورده لوله‌ها و پره‌های آلومینیمی ساخته شده است. مایع ضمن عبور از لوله‌ها و در تقابل با هوای اطراف گرمای خود را از دست داده و خنک میشود.
مقدار انتقال حرارت از مایع خنککننده به لوله‌ها و پرهها، به میزان اختلاف دمای بین سطوح تماس آنها بستگی دارد. در برخی مواقع، با به‌کارگیری و نصب نوعی Fin درون لوله‌های رادیاتور که آن را TURBOLATORمی‌نامند، آشفتگی و تلاطم جریان مایع را درون لوله‌ها افزایش می‌دهند. این کار باعث افزایش سرعت جریان و انتقال حرارت بهتر و سریعتر میشود. درواقع، با ایجاد اغتشاش و تلاطم در جریان درون لوله‌های رادیاتور، ظرفیت انتقال گرما را بهبود می‌بخشیم.
● در یا سرپوش رادیاتور 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.
● ترموستات وظیفه اصلی ترموستات این است که به موتور اجازه دهد به سرعت گرم شده و سپس، موتور را در دمایی ثابت نگه میدارد. این کار با تنظیم مقدار آب عبوری به رادیاتور انجام میشود. در ماهای پایین، ترموستات مسیر خروجی به سمت رادیاتور را می‌بندد. هنگامی‌که دمای مایع خنککننده افزایش مییابد و به حدود ۸۲-۹۱ درجه سانتیگراد می‌رسد، ترموستات یک‌بار باز و بسته میشود و اجازه میدهد که مایع وارد رادیاتور شود. هنگامی که دمای مایع خنککننده به حدود ۹۲-۱۰۳ درجه سانتیگراد می‌رسد، ترموستات همواره باز می‌ماند.
● فن 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 (Set Point) بیشتر شود و زمانی که دمای مایع خنککننده کاهش یابد و به زیر دمای Set Point برسد، خاموش میشوند. خودروهای دیفرانسیل جلو یا دارای چرخ محرک جلو، فن الکتریکی دارند و فن خودروهای دارای چرخ محرک عقب، بهوسیله مکانیزمی متصل به خروجی موتور می‌چرخد. فن‌ها را می‌توان به دو نوع جریان محوری و گریزاز مرکز تقسیم کرد که طبقه‌بندی کلی آن به جهت جریان هوا بستگی دارد.
در مدل جریان محوری، هوا به موازات محور دورانی و در همان امتداد محورهای دورانی به خارج دمیده میشود، اما در مدل گریز از مرکز، هوا به موازات محور وارد و در جهت عمود بر محور دورانی فن وزیده میشود.
● بخاری یا سیستم گرمایش خودرو سیستم گرمایش خودرو یا بخاری، درعمل مشابه سیستم خنککاری بوده و چرخه خاص خود را دارد. در این سیستم، به جای رادیاتور موتور، رادیاتوری کوچک و فن بخاری در داخل داشبورد قرار دارد.
منبع : شرکت شاسی ساز ایران
نقش رادیاتور در پروسه انتقال حرارت موتور
نقش رادیاتور در پروسه انتقال حرارت موتور
بر اثر احتراق در موتورهای احتراق داخلی گرمای زیادی تولید میشود که حتی می‌تواند فلزات مجموعه سیلندر و پیستون را ذوب کند .
سیستم خنککاری بهمنظور پیشگیری از بالا رفتن دمای موتور بهکار میرود. این سیستم برای مراقبت در برابر عملکرد مؤثر در تمام سرعت‌های موتور و کنترل شرایط مختلف مورد استفاده است. دما در طول مدت احتراق مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور بسیار بالا میرود و به بیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. میزان قابل توجهی از این حرارت توسط دیواره‌های سیلندر و پیستون‌ها جذب میشود بنابراین باید خنککاری به اندازه‌ای صورت پذیرد که دما بیش از حدود ۲۳۰ درجه نشود.
دماهای بالاتر باعث کاهش ضخامت فیلم روغن میشود و خواص روغن بهشدت افت میکند که این مسئله موجب افزایش استهلاک قطعات و ازدیاد دمای آنها خواهد شد.
در موتورهای احتراق داخلی مقدار محدودی از انرژی سوخت برای قوای محرکه موتور استفاده میشود. تقریبا حدود ۲۸ درصد انرژی سوخت به کار مفید تبدیل میشود. ۳۰ درصد بهواسطه خنککاری، ۳۲ درصد بهوسیله خروج گازهای داغ و ۱۰ درصد باقیمانده توسط اصطکاک و عوامل دیگر بههدر میرود. میزان حقیقی و دقیق انرژی تدیلشده به کار مفید در پروسه احتراق موتور به مشخصه‌های فیزیکی اجزای موتور بستگی دارد.
همان‌طور که گفته شد، دما در طول احتراق در سیلندر موتورهای درونسوز به بیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. این دما بیش از نقطه ذوب مواد مورد استفاده در ساختار موتور است بنابراین با بالارفتن دما به موتور خسارت وارد میشود و باید دمای کار موتور در محدودهای خاص حفظ شود. در یک نمونه سیستم خنککاری آبی موتور این دما در محدوده ۹۵-۷۵ قرار دارد که برای خنککاری هوایی این میزان کمی بیشتر است.
خنککاری در موتور دو علت دارد:
1- نگه داشتن دمای اجزای موتور در دمایی که روغنکاری مؤثر در آن ممکن باشد.
2- نگه داشتن دمای اجزای مختلف موتور در یک محدوده خاص بهطوری که به سلامت قطعات موتور صدمه نزند.
نحوه عملکـرد موتور در انتخاب و طراحی سیستم خنککاری تأثیر می‌گذارد و این کاملا به نوع گازهای احتراق و اجزای موتور وابسته است. وقتی موتور سرد است، کارایی پایینی دارد بنابراین سیستم خنککاری معمولا شامل وسایلی است که زمینه فعالیت خنککـاری نرمـال را بـرای حفظ گرمـای مناسب موتور مهیـا می‌کننـد.
هنگام راهاندازی موتور دمای قطعات داخلی آن، بهسرعت افزایش مییابد؛ پس وقتی موتور به دمای بهرهبرداری می‌رسد باید سیستم خنککاری فعالیتش را آغاز کند.
ن سیستم خنککاری موتور برای حداقل کردن حجم و وزن رادیاتور است که در وسایل نقلیه از اهداف مهم تلقی میشود. با درجه حرارت متوسط آبی که از رادیاتور عبور میکند حتیالامکان بالا نگه داشته شود تا اختلاف آن با درجه حرارت متوسط زیاد باشد.
البته این درجه حرارت نباید از نقطه جوش آب در فشار اتمسفر تجاوز کند زیرا در آن صورت قسمتی از آب تبخیر میشود و فشار داخل رادیاتور بهشدت افزایش مییابد. گرچه با طراحی درپوش مناسب برای رادیاتور آب داخل تحت فشار است تا دیرتر به نقطه جوش برسد، هوا نیز باید پس از عبور از رادیاتور به اطراف بدنه موتور جریان یابد.
جهت عکس جریان به دو دلیل مناسب نیست: اولا هوا به روغن و ذرات آغشته به روغن که به هر حال روی بدنه موتور وجود دارد آلوده میشود و این ناخالصی‌ها روی منافذ رادیاتور رسوب میکند و از راندمان آن می‌کاهد و ثانیا بر اثر تماس با بدنه گرم موتور درجه حرارت آن بالا میرود و موجب کاهش قدرت خنک کنندگی رادیاتور میشود.
برای درک نیاز موتور به سیستم خنککاری، اثرات افزایش یا کاهش دمای کارکرد موتور در ذیل آمده است:
● اثرات افزایش دمای کارکرد موتور
▪ بهرهبرداری در دماهای بالا، بارهای زیاد با سرعت بالا بدون عملیات خنککاری باعث اکسیداسیون روغن روغنکاری میشود. در این شرایط ممکن است با بالا رفتن دما، لعاب و رسوب شکل گیرد؛ بهطوری که رینگ پیستون نتواند کار خود را انجام دهد؛ ضمن این که خراش خوردن رینگ نیز باعث اختلال عملکرد آن میشود. به همین ترتیب اکسیداسیون روغن می‌تواند باعث خوردگی و سایش بعضی از انواع یاتاقانها شود.
▪ اگر دمای کارکـرد خیلـی زیاد شـود، نقاطی از پیستون‌ها و قسمت‌هایی از میللنگ که در یاتاقان می‌چرخند، منبسط میشوند که این موضوع باعث خروج آنها از لقی مجاز میشود و این تغییرات صدمات جدی در یاتاقانها و رینگ‌ها بهبار میآورد.
▪ سطوح داخل محفظه احتراق از قبیل پای سوپاپ خروجی و شمع ممکن است آنقدر گرم شود که جرقه زودتر اتفاق بیفتد؛ این شرایط جرقه پیشرس نامیده میشود که اگر برای مدتی ادامه یابد، خسارت عمده به موتور می‌زند.
▪ اگر مخلوط تازه وارد شده به سیلندر خیلی گرم شود، چگالی آن کاهش خواهد یافت و در نتیجه قدرت آن کاسته میشود؛ بهخصوص در موتورهای بنزینی.
▪ با افزایش دمای مخلوط هوا و سوخت در محفظه احتراق و منیفولد ورودی، اصطکاک مکانیکی افزایش مییابد و از قدرت خروجی موتور می‌کاهد.
● اثرات کاهش دمای کارکرد موتور
1- افزایش خنککاری باعث کاهش راندمان حرارتی، همچنین مانع تبخیر مناسب سوخت میشود که موجب رقیق شدن روغن می‌گردد.
2- تبخیر نامناسب سوخت ، فیلم روغن بر روی دیواره‌های سیلندر را از بین می‌برد و باعث افزایش فرسایش سطح داخلی سیلندر میشود.
1- به طور کلی خنککاری بیش از حد باعث کاهش قدرت، ضرر اقتصادی مصرف بیشتر سوخت و کاهش طول عمر قطعات موتور میشود.
● ملاحظات طراحی رادیاتور
طراحی رادیاتور باید براساس درجه حرارت هوا در گرمترین منطقهای که وسیله ممکن است در آن کار کند، صورت گیرد. در آب و هوای سردتر مقدار آب در گردش رادیاتور به وسیله ترموستات تنظیم میشود؛ به نحوی که فقط سنجش از قدرت خنککنندگی رادیاتور مورد استفاده قرار گیرد. افزایش دمایی بین ۸ تا ۱۲ درجه برای هوای جاری در رادیاتور منظور میشود. افزایش دمای بیشتر متداول نیست؛ بهخصوص که در هوای گرم موجب تبخیر بنزین در پمپ بنزین و لوله‌های رابط در موتور بنزینی میشود و از رسیدن سوخت به موتور جلوگیری بهعمل می‌آید.
به منظور پیشگیری از سروصدای زیاد و مصرف بیش از اندازه توان موتور به وسیله پروانه، افت فشار سمت هوا کمتر از kpa ۱ منظور میشود. توان مصرفی پروانه باید به قدری باشد که در دور کم موتور و قدرت زیاد بتواند هوای کافی از رادیاتور عبور دهد. برای این که حجم رادیاتور کوچک باشد معمولا از لوله‌های تخت پرهدار استفاده میشود. هرچه تعداد پره بر واحد طول لوله بیشتر باشد، مبدل جمع و جورتر خواهد بود اما گرفتگی سوراخ پرهها با ذرات معلق موجود در هوا و حشرات سبب میشود که تعداد پرهها بین ۴۰۰ و ۶۰۰ پره در هر متر باشد.
● رادیاتور و نحوه انتقال حرارت از سیال گرم به هوا
رادیاتور دستگاهی است در سیستم خنککننده موتور که حجم زیادی از آب این سیستم را در تماس نزدیک با هوا نگه میدارد تا انتقال حرارت از آب به هوا بهخوبی و بهسـرعت امکـانپذیر باشـد. همچنین می‌توان گفت رادیاتور وسیلهای است که برای نگهداری مقدار زیادی آب در مجاورت حجم بزرگی از هوا بهکار میرود؛ به طوری که حرارت بتواند از آب به رادیاتور و از رادیاتور به هوا منتقل شود.
اجزای رادیاتور از مخزن بالایی و مخزن پایینی و هسته (شبکه) رادیاتور تشکیل شده که خود شبکه از لوله‌ها و پرهها بهوجود آمده است. همچنین به مخزن بالایی یک گلویی که به لوله هوا ارتباط دارد، متصل است.
سیال خنککننده توسط پمپ به جداره‌های سیلندر جریان مییابد. در صورت بالا رفتن درجه حرارت سیال ترموستات مسیر را باز میکند و سیال گرم از طریق لوله ورودی رادیاتور که در مخزن ورودی آن تعبیه شده است، وارد رادیاتور میشود و پس از خنک شدن به مخزن خروجی جریان مییابد و پس از خروج توسط لوله خروجی رادیاتور، سیکل خود را ادامه میدهد.
انتقال حرارت در رادیاتور خودرو به این صورت است که آب گرم در طول مسیر حرکت در رادیاتور، گرمای خود را به لوله‌ها منتقل میکند و این گرما از محل اتصال لوله و پره، به پرهها منتقل میشود و سپس گرمای انتقالیافته به پرهها نیز توسط جریان هوای اجباری از آنها دفع میشود.
● انواع رادیاتور
شبکه رادیاتورها شامل دو نوع فین تیوب و کروگیت است:
1- رادیاتور فین تیوب (fin-Tube) : در این نوع رادیاتور امتداد لوله‌ها عمود بر راستای پره‌هاست و لوله‌ها از داخل پرهها عبور می‌کنند.
2- رادیاتورهای کروگیت (crougate): در این نوع رادیاتورها لوله‌ها از داخل پرهها عبور نمی‌کنند بلکه پرهها به صورت موجدارند و لوله‌ها در امتداد پرهها روی نوک فین قرار داده میشوند.
در حالت کلی مونتاژ رادیاتورهای کروگیت راحتتر و سریعتر از نوع فین تیوب است و امکان اتوماسیون آن وجود دارد ولی رادیاتورهای فین تیوب به دلیل درگیر شدن لوله و پره با یکدیگر، استحکام مکانیکی بیشتری دارند. رادیاتورها از لحاظ جنس به دو نوع
آلومینیمی و مسی و برنجی تقسیم میشوند که تکنولوژی ساخت هر یک می‌تواند Soldering و Brazing اشد.
نویسنده :
پرویز کلهر - کارشناس مهندسی و کنترل کیفیت شرکت رادیاتور ایران
منبع :
ماهنامه اندیشه گستر سایپا
مطلب فوق برگرفته از وبلاگ مقالات مهندسی مکانیک و ساخت و تولید میبش
