מערכת קירור מנוע רכב: מכשיר ועיקרון הפעולה

2024 מְחַבֵּר: Erin Ralphs | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-19 16:07

מערכת קירור המנוע במכונית נועדה להגן על יחידת העבודה מפני התחממות יתר ובכך שולטת בביצועים של כל בלוק המנוע. קירור הוא התפקיד החשוב ביותר בהפעלת מנוע בעירה פנימית.

ההשלכות של תקלה בקירור מנוע הבעירה הפנימית עלולות להיות קטלניות עבור היחידה עצמה, עד לכשל מוחלט של בלוק הצילינדר. ייתכן שצמתים פגומים לא יהיו כפופים עוד לעבודות שיקום, יכולת התחזוקה שלהם תהיה שווה לאפס. יש להתייחס לפעולה בכל זהירות ואחריות ולבצע שטיפה תקופתית של מערכת קירור המנוע.

באמצעות שליטה במערכת הקירור, בעל הרכב דואג ישירות ל"בריאות הלב" של "סוס הברזל" שלו.

מינוי מערכת הקירור

הטמפרטורה בבלוק הצילינדר כשהיחידה פועלת יכולה לעלות ל-1900 ℃. מנפח החום הזה, רק חלק מועיל ומשמש במצבי ההפעלה הנדרשים. את השאר מוציאים על ידי מערכת הקירור.תא מנוע. הגדלת משטר הטמפרטורה מעל הנורמה טומנת בחובה השלכות שליליות המובילות לשחיקה של חומרי סיכה, הפרה של מרווחים טכניים בין חלקים מסוימים, במיוחד בקבוצת הבוכנה, מה שיוביל לירידה בחיי השירות שלהם. התחממות יתר של המנוע, כתוצאה מתקלה במערכת קירור המנוע, היא אחת הסיבות להתפוצצות התערובת הדליקה המסופקת לתא הבעירה.

קירור יתר של המנוע גם לא רצוי. ביחידה "קרה" יש אובדן כוח, צפיפות השמן עולה, מה שמגביר את החיכוך של רכיבים לא משומנים. התערובת הדליקה העובדת מתעבה חלקית, ובכך מונעת סיכה מהקירות של הגליל. עם זאת, פני השטח של דופן הגליל עוברים תהליך קורוזיה עקב היווצרות משקעי גופרית.

מערכת קירור המנוע נועדה לייצב את התנאים התרמיים הדרושים לתפקוד תקין של מנוע הרכב.

סוגי מערכת קירור

מערכת הקירור של המנוע מסווגת לפי שיטת פיזור החום:

• קירור עם נוזלים בסוג סגור;
• מקורר אוויר מסוג פתוח;
• מערכת פיזור חום משולבת (היברידית).

כרגע, קירור אוויר במכוניות הוא נדיר ביותר. נוזל יכול להיות מסוג פתוח. במערכות כאלה מוציאים חום דרך צינור הקיטור אל הסביבה. המערכת הסגורה מבודדת מבחוץאַטמוֹספֵרָה. לכן, הלחץ במערכת הקירור של סוג זה של מנוע גבוה בהרבה. בלחץ גבוה, סף הרתיחה של גוף הקירור עולה. טמפרטורת הקירור במערכת סגורה יכולה להגיע ל-120℃.

קירור אוויר

קירור אוויר מאולץ טבעי הוא הדרך הפשוטה ביותר להסיר חום. מנועים עם סוג זה של קירור פולטים חום לסביבה באמצעות סנפירי רדיאטור הממוקמים על פני היחידה. למערכת כזו יש חוסר פונקציונליות עצום. העובדה היא ששיטה זו תלויה ישירות בחום הספציפי הקטן של האוויר. בנוסף, יש בעיות באחידות של פינוי חום מהמנוע.

ניואנסים כאלה מונעים התקנה של יחידה יעילה וקומפקטית בו זמנית. במערכת קירור המנוע, האוויר מסופק בצורה לא אחידה לכל החלקים, ואז יש להימנע מהאפשרות של התחממות יתר מקומית. בעקבות מאפייני העיצוב, סנפירי הקירור מותקנים באותם מקומות של המנוע שבהם מסת האוויר הכי פחות פעילה, בשל תכונות אווירודינמיות. אותם חלקים של המנוע הרגישים ביותר לחום ממוקמים לכיוון מסות האוויר, בעוד שהחלקים ה"קרים" יותר ממוקמים מאחור.

קירור אוויר מאולץ

מנועים עם סוג זה של פיזור חום מצוידים במאוורר ובסנפירי קירור. קבוצה כזו של יחידות מבניות מאפשרת לך לכפות אוויר באופן מלאכותי לתוך מערכת קירור המנוע עבורסנפירי קירור. מעל המאוורר והסנפירים מותקן מעטפת מגן המשתתפת בכיוון מסות אוויר לקירור ומונעת כניסת חום מבחוץ.

ההיבטים החיוביים בסוג זה של קירור הם הפשטות של תכונות העיצוב, משקל נמוך, היעדר אספקת קירור ויחידות מחזור. החסרונות הם רמת הרעש הגבוהה של המערכת ונפחו של המכשיר. כמו כן, בקירור אוויר מאולץ, הבעיה עם התחממות יתר מקומית של היחידה וזרימת אוויר מפוזרת לא נפתרה, למרות המארזים המותקנים.

אזהרת התחממות יתר של המנוע הזה היה בשימוש פעיל עד שנות ה-70. פעולת מערכת קירור מנוע מאולצת מסוג אוויר היה פופולרי בכלי רכב קטנים.

קירור עם נוזלים

מערכת הקירור הנוזלית היא ללא ספק הפופולרית והנפוצה ביותר. תהליך הסרת החום מתרחש בעזרת נוזל קירור נוזלי המסתובב דרך האלמנטים העיקריים של המנוע דרך קווים סגורים מיוחדים. המערכת ההיברידית משלבת אלמנטים של קירור אוויר במקביל לנוזל. את הנוזל מקררים ברדיאטור עם סנפירים ומאוורר עם מעטפת. כמו כן, רדיאטור כזה מקורר על ידי מסות אוויר אספקה כאשר הרכב בתנועה.

מערכת הקירור הנוזלית של המנוע מייצרת רמת רעש מינימלית במהלך הפעולה. סוג זה אוסף חום בכל מקום ומסיר אותו מהמנוע עם גבוהיעילות.

לפי שיטת תנועת נוזל הקירור הנוזלי, המערכות מסווגות:

• סירקולציה מאולצת - תנועת נוזלים מתרחשת בעזרת משאבה שהיא חלק מהמנוע וממערכת הקירור עצמה;
• זרימת תרמוסיפון - התנועה מתבצעת עקב ההבדל בצפיפות של נוזל הקירור המחומם והמקורר;
• שיטה משולבת - זרימת הנוזלים פועלת בו-זמנית בשתי הדרכים הראשונות.

מכשיר מערכת קירור מנוע

לעיצוב הקירור הנוזלי יש אותו מבנה ואלמנטים עבור מנועי בנזין ודיזל כאחד. המערכת מורכבת מ:

• חוסם רדיאטור;
• מקרר שמן;
• מאוורר, תכריך מותקן;
• משאבות (משאבה עם כוח צנטריפוגלי);
• טנק להרחבת נוזל מחומם ובקרת מפלס;
• תרמוסטט למחזור קירור.

בעת שטיפה של מערכת קירור המנוע, כל הצמתים הללו (למעט המאוורר) מושפעים לעבודה נוספת יעילה יותר.

נוזל קירור מסתובב בקווים בתוך הבלוק. המכלול של קטעים כאלה נקרא "מעיל הקירור". זה מכסה את האזורים המועדים ביותר לחום של המנוע. הקירור, שנע לאורכו, סופג חום ונושא אותו לבלוק הרדיאטור. מתקרר, הוא חוזר על המעגל.

פעולת מערכת

אחד המרכיבים העיקריים במכשיר של מערכת הקירורהמנוע נחשב לרדיאטור. המשימה שלו היא לקרר את הקירור. הוא מורכב מארגז רדיאטור, שבתוכו מונחים צינורות לתנועת נוזלים. נוזל הקירור נכנס לרדיאטור דרך הצינור התחתון ויוצא דרך העליון, המותקן במיכל העליון. על גבי המיכל יש צוואר, סגור עם מכסה עם שסתום מיוחד. כאשר הלחץ במערכת קירור המנוע עולה, השסתום נפתח מעט והנוזל נכנס למיכל ההרחבה, המחובר בנפרד בתא המנוע.

כמו כן על הרדיאטור חיישן טמפרטורה המאותת לנהג על החימום המרבי של הנוזל באמצעות מכשיר המותקן בתא הנוסעים בלוח המידע. ברוב המקרים מחובר לרדיאטור מאוורר (לעיתים שניים) עם מעטפת. המאוורר מופעל אוטומטית כאשר מגיעים לטמפרטורה הקריטית של נוזל הקירור, או שהוא פועל בכוח מהכונן עם משאבה.

המשאבה מבטיחה מחזור קבוע של נוזל קירור בכל המערכת. המשאבה מקבלת אנרגיה סיבובית באמצעות הנעת רצועה מגלגלת גל הארכובה.

התרמוסטט שולט במעגל הגדול והקטן של מחזור הקירור. כאשר המנוע מופעל בפעם הראשונה, התרמוסטט מזרים נוזל במעגל קטן כך שיחידת המנוע מתחממת לטמפרטורת העבודה מהר יותר. לאחר מכן, התרמוסטט פותח מעגל גדול של מערכת קירור המנוע.

נוגד קיפאון או מים

מים או חומר נגד קפיאה משמשים כנוזל הקירור. בעלי מכוניות מודרניות הפכו ליותר ויותרלהחיל את האחרון. מים קופאים בטמפרטורות מתחת לאפס ומהווים זרז בתהליכי קורוזיה, המשפיעים לרעה על המערכת. היתרון היחיד הוא פיזור החום הגבוה שלו ואולי גם הזמינות שלו.

אנטיפריז אינו קופא כשהוא קר, מונע קורוזיה, מונע משקעי גופרית במערכת קירור המנוע. אבל יש לו העברת חום נמוכה יותר, מה שמשפיע לרעה על העונה החמה.

Faults

ההשלכות של כשל בקירור הן התחממות יתר או היפותרמיה של המנוע. התחממות יתר עלולה להיגרם מחוסר נוזל במערכת, משאבה לא יציבה או פעולת מאוורר. כמו כן, התרמוסטט מתקלקל כאשר הוא אמור לפתוח מעגל קירור גדול.

תקלות במערכת קירור המנוע עלולות להיגרם כתוצאה מזיהום חמור של הרדיאטור, סתימות של קווים, ביצועים לקויים של מכסה הרדיאטור, מיכל הרחבה או חומר נגד קפיאה באיכות נמוכה.