نظام التبريد في المحرك هو جزء من الاجزاء الرئيسية لمحرك السيارة وذلك لأهميته في المحافظة على درجة حرارة المحرك بأن تكون مناسبة، سوف نشرح في هذا المقال كل ما يخص نظام التبريد في المحرك.
 |
| نظام التبريد في المحرك - دليل مبسط لنظام التبريد |
نظام التبريد في المحرك
كما نعرف أن السيارة تعتمد في طريقة عملها علي الإنفجار الذي يحدث داخل اسطوانة المحرك، وبما أننا ذكرنا (انفجار) فأن العملية تحتوي علي حريق والحريق ينتج عنه درجة حرارة عالية وسخونة شديدة جداً، ويجب التخلص من هذه السخونة، ولذلك تم استخدام نظام التبريد ليقوم بهذا الأمر الأكثر من مهم.
وظيفة نظام التبريد هي تنظيم درجة حرارة المحرك والحفاظ على تشغيله في نطاق حراري آمن. عندما يعمل المحرك، يتولد حرارة نتيجة للعملية الاحتراقية. إذا لم يتم تبريد المحرك بشكل صحيح، فإن الحرارة الزائدة قد تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المحرك وتسبب مشاكل مثل التمدد الزائد للأجزاء والتآكل السريع.
بواسطة تنظيم درجة حرارة المحرك، يساعد نظام التبريد على الحفاظ على أداء المحرك المثلى ويطيل عمره الافتراضي. كما يساعد في تحسين كفاءة استهلاك الوقود ويقلل من انبعاثات العادم الضارة.
وظيفة نظام التبريد في المحرك
نظام التبريد في المحرك، كما ذكرنا سابقاً أن نظام التبريد في محرك الاحتراق الداخلي يعمل علي تبريد المحرك في السيارة وامتصاص درجة الحرارة الزائدة التي يمكن لها أن تؤثر علي كفاءة وأداء محرك السيارة التخلص.
وكذلك يقوم نظام التبريد في المحرك علي المساهمة في عملية التدفئة هناك، والمحافظة علي درجة حرارة المحرك المناسبة والتي تمكن المحرك من أداء عمله علي أكمل وجه.
انواع نظام التبريد في المحرك
تستخدم محركات الاحتراق الداخلي نوعان من أنظمة التبريد وهم:
- منظومة التبريد بالماء
- منظومة التبريد بالهواء
أجزاء نظام التبريد بالماء في المحرك
يتكون نظام التبريد بالماء في المحرك من عدة أجزء وهي:
- سائل التبريد.
- المشع.
- غطاء المشع.
- خزان المياه (القربة).
- مسارارت وممرات الماء (قمصان التبريد).
- ليات المشع.
- الثرموستات.
- مضخة المياة .
- المنظم الحراري.
- مروحة التبريد.
- نظام التدفئة.
- مبرد نظام نقل القدرة.
- مبين درجة الحرارة.
1- سائل التبريد في نظام التبريد في المحرك
 |
يستخدم الماء عادة كسائل تبريد في نظام التبريد بالماء
بمحركات ذات منظومات التبريد بالماء ولكن استخدام الماء فقط دون أي إضافات غير مناسب وذلك للأسباب التالية:
1- درجة تجمد الماء عند صفر درجة مئوية وهي غير مناسبة في الأجواء الباردة.
2- درجة غليان الماء تكون عند 100 درجة مئوية وهذا غير مناسب للأجواء الحارة.
3- الماء العادي يسبب تكون بعض الرواسب لاحتواء على الأملاح المختلفة وبالتالى سوء التوصيل الحراري وارتفاع درجة حرارة المحرك.
لذلك يتم إضافة إضافات تعمل على تقليل درجة التجمد للماء وكذلك تزيد من درجة الغليان أحد أنواع هذه الإضافات يسمى (إيثيلين جلوكول Ethylene glycol )وهو شائع الاستخدام حيث يضاف إلى ماء التبريد بنسبة 50 %.
2- مروحة
 |
| مروحة نظام التبريد في محركات الاحتراق الداخلي |
تستخدم مرحة نظام التبريد بالماء من أجل زيادة معدل التبريد لدفع الهواء خلال أنابيب المشع وقد تدار المروحة بواسطة سير يستمد حركته من طنبورة عمود المرفق (عمود المرنك) أو قد تدار كهربياً.
ويتحكم في تشغيلها منظم حراري كهربي يعمل على تشغيلها فقط في مدى درجات الحرارة من (85 إلى 95) درجة مئوية ولا تعمل عند أقل من هذه الدرجات.
ولكن في حالة السرعات العالية للسيارة فإن الهواء المار خلال الردياتير نتيجة إندفاع السيارة يكون كافي لامتصاص الحرارة اللازم امتصاصها من المحرك.
3- مضخة مياه نظام التبريد في السيارة Water Pump
 |
| مضخة مياه نظام التبريد في المحرك |
تقوم مضخة المياه في نظام التبريد في محركات الاحتراق الداخلي علي سحب المياه الباردة من الردياتير ودفعها إلى داخل كتلة الاسطوانات بقوة وتزداد سرعة سريان الماء بزيادة سرعة دورانها والتي تعتمد على سرعة المحرك.
وهذا من النوع ذو القوة الطاردة المركزية Centrifugal pump، حيث تأخذ حركتها من عمود المرفق بواسطة سير على شكل حرف ۷.
4- المنظم الحراري
يقوم المنظم الحراري بالمحافظة على درجة تشغيل ثابتة عند كل ظروف التشغيل.
ويوضع المنظم الحراري الخاص بنظام التبريد في قمة المحرك وعند مخرج المياه الساخنة من المحرك،وعندما يكون المحرك بارد يظل المنظم مغلقاً ولا يسمح للماء بالخروج إلى المشع وبالتالي لا يحدث دوران للماء خلال الدورة وترتفع درجى حرارة مياه التبريد وبسرعة.
وعند فتح الصمام عندما ترتفع درجة حرارة المياه حتى درجة حرارة التنظيم يسمح للماء بالدوران خلال المشع ويحدث التبريد.
5- المشع (الردياتير) Radiator
 |
| المشع - الردياتير في محركات الاحتراق الداخلي |
الردياتير في نظام التبريد هو عبارة عن مبادل حراري يستخدم لتبريد المياه الساخنة بواسطة الهواء البارد والذي يتم سحبه بواسطة مروحه حيث يكون مرور المياه خلال أنابيب محاطه برقائق من المعدن لزيادة مساحة التبريد وتمثل شبكة يتخللها فراغات تسمح بمرور الهواء.
6- غطاء الضغط بالمشع Radiator Pressure
 |
| غطاء المشع- الرداتير |
يصمم غطاء الضغط في دورة التبريد بالسيارة للقيام بعمل الوظائف التالية:
- زيادة ضغط المياه في دورة التبريد وبالتالى منع غليان الماء عند درجة 100درجة مئوية.
- تحسين جودة التبريد بسبب زيادة الفرق بين درجة حرارة مياة التبريد والهواء الجوى
- حماية خراطيم دورة التبريد من التلف.
 |
| مكونات غطاء الضغط في نظام التبريد في محركات الاحتراق الداخلي |
يوضح أجزاء غطاء الردياتير حيث مكان تركيبه في فتحة ملئ الماء لدورة التبريد وكما هو مبين فإن الغطاء مصمم بحيث يحتوى على صمامات احدهما لتصريف الضغط في حالة زيادته عن المسموح به وهو (Pressure relief valve).
والصمام الآخر لتصريف الخلخلة التي قد تحدث عندما يقل الماء في الردياتير بسبب هروبه في صورته البخارية أثناء درجات الحرارة العالية وكذلك توقف المحرك وبالتالى انخفاض درجة حرارة مياه التبريد إلى درجة حرارة الجو العادي.
طريقة عمل غطاء الردياتير في حالة ارتفاع درجة حرارة مياه التبريد ويزداد الضغط عن الحد المسموح به والمصمم عليه باى الغطاء وبالتالي يفتح صمام الضغط ويخرج بخار الماء إلى خزان التعويض والذي يعرف (Expansion tank) او (Recovery Bottle).
في حالة توقف المحرك وانخفاض درجة حرارة مياه التبريد فإن الضغط داخل الردياتير ينخفض إلى قيمة أقل من الضغط الجوي وبالتالي يحدث خلخله ويؤدي ذلك إلى فتح صمام الخلخلة (Vacuum valve) ليعمل على سحب كمية من الماء من خزان التعويض.
وبالتالي يحدث تعادل الضغط داخل الردياتير بالضغط في خزان التعويض.
7- خزان المياه ( القربة )
 |
| خزان المياه - القربة |
يستخدم خزان المياه بمنظومة التبريد المغلقة والمصممة في معظم السيارات الحديثة، وكما سبق شرحه في طريقة عمل غطاء الردياتير فإن زيادة حرارة مياه التبريد تسبب في تبخره وكذلك تمدده.
وبالتالى يسبب في فتح صمام غطاء الردياتير ويمد خلال الأنابيب إلى خزان التعويض وعندما يتوقف المحرك عن العمل وتنخفض درجة الحرارة فتنكمش الماء نتيجة زيادة الكثافة وبالتالى يتم سحب كمية من الخزان إلى الردياتير وهذا ما يسمى بالتعويض.
نظام التبريد بالهواء في محركات الاحتراق الداخلي
يستخدم هذا النظام في المحركات الصغيرة مثل محركات الدراجات الناريه يعتمتد نظام التبريد بالهواء علي التيارات الهوائية الناتجة عن أي حركة تسخدم لسحب الهواء.
نظام التبريد بالهواء فيتكون من إسطوانات منفصله ويصنع السطح الخارجي لكل أسطوانه على شكل زعانف لزيادة مساحة سطح التبريد للتخلص من الحرارة الزائدة للمحرك.
ويكون هناك موجة أو حاجز للهواء يصنع من الصاج لتوجيه الهواء على الإسطوانات، ويصمم هذا النظام بحيث يحجز الهواء حتي يتم تبريد المحرك.
ولكن هذا نظام التبريد في محركات الاحتراق الداخلي يعتبر نادر الاستخدام ، إذ أن غالبية السيارات تستخدم نظام التبريد بالماء، فيستخدم نظام التبريد في السيارة بالهواء في الموتوسيكلات كما ذكرنا سابقاً.
نظام تبريد الهواء الجبری Forced Air cooling system
يستخدم نظام تبريد الهواء الجبري في محركات السيارات الكبيرة ويعمل هذا النظام على سحب الهواء ودفعه تجاه زعانف التبريد الهواء ووصولها إلى الأماكن المختلفة بالقدر المناسب لامتصاص الحرارة والشكل يوضح أحد هذه المنظومات بالمحرك ذي أربعة اسطوانات.
ينتشر استخدام التبريد بالهواء في محركات الديزل أكثر من محركات البنزين وذلك نظراً لزيادة الجودة الحرارية لمحركات الديزل مقارنة بمحركات البنزين.
ولذلك فإن الطاقة الحرارية المطلوب امتصاصها في محركات الديزل أقل وأيضاً السرعات في محركات البنزين أعلى عن مثيلاتها في الديزل وبالتإلى معدل التوليد الحراري في الديزل أقل.
الأضرار الناتجة عن سوء التبريد في محركات الاحتراق الداخلي
أولا: الأضرار الناتجة عن ارتفاع درجة الحرارة:
- ارتفاع درجة حرارة الزيت وبالتالى فقد خصائصه وقدرته على أداء وظيفته.
- ارتفاع درجة حرارة الأجزاء تقلل من قدرتها على تحمل الاجهادات المختلفة.
- زيادة الاحتكاك والتأكل للأجزاء المختلفة.
- حدوث سبق الاشتعال والصفع في المحركات.
ثانياً: الأضرار الناتجة من انخفاض درجة حرارة المحرك:
- سوء كفاءة الاحتراق وبالتالى فقد القدرة المستفادة من المحرك زيادة تكون الأجزاء الكربونية في غرفة الاحتراق وعلى الصمامات نتيجة عدم الاحتراق الكامل للوقود.
- سوء التزييت داخل الاسطوانات نتيجة تكثيف الشحنة على جدار الاسطوانة والتي تعمل على إزالة طبقة الزيت.
الخاتمة: نظام التبريد في المحرك
لقد انتهينا اعزائي من شرح كل ما يخص نظام التبريد في المحرك وقدمنا لكم دليل شامل عن نظام التبريد في محركات الاحتراق الداخلي، نتمني لكم الاستفادة من هذا الشرح الوافي، دمتم بخير.