مهار‌ آتش در‌ قلب خودرو

اساس عملکرد موتور خودرو، انفجار سوخت در داخل سیلندرهاست که نیروی حاصل از این انفجار، پیستون‌ها را به حرکت درآورده و بالا و پایین رفتن پیستون‌ها در نهایت به گردش دورانی میل‌لنگ و حرکت خودرو می‌انجامد.

کد خبر: ۹۶۵۸۶۶

این انفجارها در کنار دیگر فعالیت‌های فیزیکی اجزای موتور به بالا رفتن بیش از حد دمای موتور منتهی می‌شود و اگر نتوانیم آن را کنترل کنیم آسیب‌های فراوانی به موتور وارد می‌شود و در بعضی مواقع به ذوب شدن یا تغییر شکل پیدا کردن اجزای داخلی آن منجر خواهد شد. به همین دلیل وجود یک سیستم خنک‌کننده که بتواند دمای موتور را ثابت نگه دارد، ضروری به نظر می‌رسد. اما سیستم خنک‌کننده چیست و از چه قسمت‌هایی تشکیل شده و عملکرد آن چگونه است؟ در ادامه عملکرد سیستم خنک‌کننده خودرو را مورد بررسی قرار می‌دهیم و راه‌های نگهداری صحیح آن را معرفی می‌کنیم.

دمای موتور چگونه کنترل می‌شود؟

در موتور خودروها میزان دما با استفاده از آب یا مایع خنک‌کننده ثابت نگه داشته می‌شود. به این صورت که اطراف سیلندرهای موتور که محفظه‌های انفجار قرار دارند آب با یک پمپ به گردش درمی‌آید و گرمای موتور را به خود جذب می‌کند. برای حرکت آب در این نواحی مجاری مخصوصی اطراف سیلندرها تعبیه شده است. پس از جذب دمای موتور، آب داغ و به حرکت خود به سوی خارج از موتور هدایت می‌شود. آب پس از خروج از موتور وارد محفظه مشبکی به نام رادیاتور می‌شود. در رادیاتور به دلیل تبادل حرارتی بالا با هوا، گرمای آب گرفته و مجدد خنک می‌شود. سپس آب خنک شده دوباره به سمت موتور حرکت می‌کند و این چرخه تا وقتی موتور خودرو روشن باشد ادامه خواهد یافت.

رادیاتور

رادیاتور، محفظه‌ای مشبک برای خنک کردن آبی است که با گرفتن گرمای موتور، داغ و از آن خارج می‌شود. فضای داخل رادیاتور به صورت شبکه‌بندی است و تبادل حرارتی بسیار زیادی با هوا دارد و آب داغ را بسرعت خنک و آماده انتقال مجدد به موتور می‌کند. رادیاتور در دو نوع اصلی تولید می‌شود. رادیاتور عمودی که در آن آب از بخش بالا وارد و پس از خنک شدن از کف رادیاتور روانه موتور می‌شود و رادیاتور افقی که در آن آب از یک طرف رادیاتور وارد و پس از پیمودن عرض رادیاتور، از طرف دیگر خارج می‌شود. معمولا رادیاتورها را از جنس مس یا آلومینیوم می‌سازند. علت آن هم خاصیت تبادل حرارتی بیشتر در این دو فلز است.

فَن یا پروانه رادیاتور

فن یک ابزار کمکی برای رادیاتور است که در بخش جلو یا عقب رادیاتور نصب می‌شود و هوا را با فشار از میان شبکه‌های آن عبور می‌دهد تا تبادل حرارتی بهتر انجام شده و عمل خنک کردن آب بهتر و سریع‌تر انجام شود. در خودروهایی که از موتور طولی استفاده می‌شود (مانند پیکان یا اپل امگا) وظیفه چرخاندن پروانه فن به عهده تسمه‌ای است که نیروی خود را از موتور می‌گیرد. ولی در خودروهایی که از موتور عرضی بهره می‌برند (مانند بیشترخودروهای متداول در بازار مانند پراید، پژو و ...) یک موتور الکتریکی وظیفه به حرکت درآوردن پروانه را به عهده دارد. فن‌ها دارای دورهای متغیر هستند. به این معنی که در زمان بالا رفتن دمای آب از حد معین با یک دور کندتر شروع به کار می‌کنند و در مواقعی که کندانسور کولر وارد میدان شده و به اصطلاح از خودرو کولر گرفته می‌شود با دور تند می‌چرخند.

مجاری آب

به منظور خنک شدن موتور، آب باید اطراف سیلندرهای اتومبیل در جریان باشد و حرارت آن را به خود جذب کند. به همین منظور در اطراف سیلندرها مجاری و شبکه‌های مخصوصی وجود دارد که آب بتواند بسهولت در آنها حرکت و موتور را خنک کند. این شبکه‌ها به مرور زمان با رسوب املاح موجود در آب دچار گرفتگی و باعث می‌شوند میزان ورود و خروج آب کاهش پیدا کند و عملیات خنک‌کنندگی دیواره‌های سیلندر با مشکل مواجه شود. به همین علت است که خودروسازان تاکید می‌کنند هیچ‌گاه به تنهایی از آب به عنوان مایع خنک‌کننده در سیستم استفاده نشود.

ترموستات

وظیفه اصلی ترموستات ثابت نگه داشتن دمای موتور است. گاهی ممکن است حرکت مداوم آب در اطراف موتور باعث خنک‌شدن بیش از اندازه آن شود. این مساله در زمستان‌ها باعث می‌شود بخاری خودرو به طور کامل داخل خودرو را گرم نکند. در این هنگام ترموستات مسیر حرکت آب را می‌بندد و آب را در موتور راکد نگه می‌دارد تا وقتی موتور به اندازه کافی گرم شود؛ سپس وقتی دمای موتور از اندازه تعیین‌شده بیشتر شد، ترموستات با باز کردن مسیر، دوباره اجازه گردش آب و خنک‌کردن موتور را می‌دهد و به این ترتیب دمای موتور همیشه ثابت می‌ماند.

واترپمپ

آب داخل موتور برای گردش و به حرکت درآمدن به نیرو نیاز دارد. نیروی پمپاژ آب در مسیر خنک‌کاری موتور را قطعه‌ای انجام می‌دهد که واترپمپ نامیده می‌شود. واترپمپ، نیروی خود را به وسیله تسمه از موتور می‌گیرد و با گردش آن، آب از رادیاتور به داخل موتور و از آنجا مجدد به رادیاتور منتقل می‌شود. جالب است بدانید برخی واترپمپ‌های موجود در خودروها می‌توانند در صورت باز بودن ترموستات 28 هزار لیتر آب را در مسیر سیستم خنک‌کننده جابه‌جا کنند.

مایع خنک‌کننده یا ضد یخ

همان‌طور که گفته شد مایع خنک‌کننده موتور به طور طبیعی آب است. ولی استفاده از آب به تنهایی مشکلاتی ایجاد می‌کند؛ مشکلاتی مانند رسوب و خوردگی قطعات داخلی موتور، یخ زدن در روزهای سرد زمستان و جوش آمدن در تابستان. برای حل این مشکلات آب را با محلول ضدیخ مخلوط می‌کنند که هم مانع خوردگی و رسوب در لایه‌های داخلی سیستم شود و هم نقطه انجماد را کاهش می‌دهد و همچنین دمای جوش آب را بالاتر می‌برد.

منبع انبساط

همان‌طور که گفته شد تا پیش از این رانندگان می‌بایست عملیات بازدید سطح مایع خنک‌کننده سیستم را از طریق در رادیاتور انجام می‌دادند و مخزن نگهداری مایع خنک‌کننده معمولا از لاستیک و مواد نرم با مقاومت پایین ساخته می‌شد که مازاد مایع خنک‌کننده به آن سرریز می‌شد؛ اما در خودروهای جدیدتر به دلیل تغییر در طراحی سیستم خنک‌کننده و به وجود آمدن فشار بسیار بالا به خاطر بخار زیاد آب، وظیفه منبع انبساط مهم‌تر از قبل شده و بازرسی مرتب آن بسیار حیاتی است. اطلاع از صحت عملکرد درِ این منبع نیز اهمیت بسزایی دارد و همواره از سالم بودن سوپاپ‌های تعبیه شده در روی آن باید مطمئن بود. در بسیاری مواقع کم شدن سطح آب داخل منبع انبساط به دلیل خراب شدن واشر و سوپاپ‌های درِ آن است و در صورت بروز خرابی، رانندگان باید هرچه سریع‌تر نسبت به تعویض آن اقدام کنند.

واترپمپ

درِ رادیاتور

درِ رادیاتور باید با تعدادی واشر آب‌بندی شده باشد و مانع خروج آب از رادیاتور شود. زیرا با افزایش دمای آب داخل موتور فشاری نسبی در داخل رادیاتور ایجاد می‌شود و اگر این در آب‌بندی نباشد، مایع و بخار آب از رادیاتور خارج می‌شود. همچنین این فشار باعث بالاتر رفتن دمای جوش مایع نیز می‌شود. در خودروهایی مانند پراید این قطعه طراحی و نصب شده و عملیات تنظیم سطح مایع خنک‌کننده موتور و هواگیری از این محل انجام می‌شود. در بسیاری دیگر از خودروها مانند پژو، درِ رادیاتور از مجموعه سیستم خنک‌کننده حذف و وظیفه آن به منبع انبساط واگذار شده است.

سنسور دمای آب

این سنسور معمولا روی بلوک سیلندر قرار می‌گیرد و اطلاعات مربوط به میزان درجه حرارت آب در حال گردش را به مرکز کنترل الکترونیکی (ECU) ارسال می‌کند و این مرکز با استفاده از این اطلاعات میزان پاشش سوخت در محفظه احتراق را تعیین خواهد کرد. خرابی این سنسور باعث بد روشن شدن موتور در زمان سرد بودن و همچنین بالا رفتن میزان سوخت می‌شود.

مهره رادیاتور یا فشنگی فن

این قطعه که معمولا در دیواره رادیاتور نصب می‌شود، وظیفه دارد اطلاعات درجه حرارت آب موجود در رادیاتور را اندازه‌گیری کند و با میزان حساسیت تعیین‌شده در خود تطبیق دهد. هرگاه درجه حرارت آب از حد مجاز تعریف شده برای این قطعه بالاتر برود، دستور شروع به کار فن رادیاتور را صادر می‌کند و وقتی درجه حرارت به میزان تعیین‌شده بازگشت از ادامه کار فن جلوگیری می‌کند. در صورت خرابی این قطعه، عملکرد فن با مشکل روبه‌رو می‌شود. اگر متوجه خرابی این قطعه شدید و دسترسی به قطعه جایگزین نداشتید می‌توانید با گرفتن برق مستقیم از باتری، آن را یکسره کنید و تا رسیدن به تعمیرگاه مانع جوش آوردن موتور شوید.

بخاری خودرو

داغ شدن موتور با همه دردسرها و معایب اش یک حسن دارد که خود را در روزهای سرد زمستان نشان می‌دهد و آن گرم‌کردن فضای کابین است. معمولا در قسمت جلوی کابین خودروها، رادیاتور کوچکی تعبیه شده تا آب گرم شده توسط موتور وارد آن شود و با استفاده از فن، هوای گرم شده را از دریچه‌های مختلف به نقاط مختلف کابین هدایت کند. این عملکرد بار اضافی به موتور وارد نمی‌کند و به نوعی استفاده بهینه از آب گرم شده است. همچنین برای استفاده از بخارزدایی شیشه‌ها در فصول سرد می‌توان با هدایت باد گرم از طریق دریچه‌های نصب شده زیر شیشه‌، جلوی تیره شدن و بخارگرفتگی شیشه و محدود شدن دید راننده را گرفت. در خودروهای جدیدتر همزمان با تنظیم ورود هوا به دریچه‌های بخارگیر، کولر خودرو هم شروع به کار می‌کند تا هوای گرم با هوای سرد مخلوط و عمل بخارزدایی با سرعت بیشتری انجام شود.

8 دلیل برای افزایش دمای بیش از حد آب در سیستم خنک‌کننده خودرو

1ـ پایین بودن سطح مایع خنک‌کننده: در این حالت اولین اقدام، کنترل کردن سطح مایع خنک‌کننده در مخزن انبساط است. باید توجه داشت هنگام گرم بودن موتور از باز کردن در رادیاتور و منبع انبساط خودداری شود. سوراخ بودن بدنه رادیاتور، شیلنگ‌های آب و همچنین خرابی درِ رادیاتور یا منبع انبساط از شایع‌ترین عوامل کم شدن سطح مایع خنک‌کننده است.

2ـ خرابی فن‌ها: ممکن است فن‌های خنک‌کننده به هر دلیلی از جمله قطعی در سیم یا بروز مشکل در موتور الکتریکی از کار افتاده یا از میزان سرعت آنها کاسته شده باشد. در مورد موتورهای طولی نیز امکان پاره شدن تسمه پروانه به دلیل مستهلک شدن وجود دارد.

3ـ خرابی ترموستات: ممکن است ترموستات اتومبیل پس از مدتی مستهلک شده و قادر نباشد ماموریت خود را بدرستی انجام دهد. یعنی نتواند مانند روز اول باز و بسته کردن مسیر آب را کنترل کند. در این صورت با بسته ماندن و باز نشدن بموقع، مانع گردش آب و فرآیند خنک‌سازی شده، در نهایت به جوش آوردن خودرو منتهی می‌شود.

4ـ خرابی فشنگی (سنسور دمای آب): خرابی یا ایجاد قطعی در سنسور دمای آب یا فشنگی می‌تواند فرمان صحیح و لازم را برای فن‌ها صادر نکند و در نتیجه باعث افزایش بی‌رویه دمای مایع خنک‌کننده شود.

5ـ عملکرد ضعیف واتر پمپ‌: واتر پمپ‌ها بعد از مدتی کارکرد ممکن است عملکرد اولیه خود را از دست بدهند. بعلاوه شل بودن یا خرابی تسمه نیز می‌تواند باعث عدم چرخش کافی پروانه واتر پمپ شده، سبب بروز مشکل در گردش صحیح آب شود. همچنین در بسیاری موارد که از میزان مواد خنک‌کننده در سیستم کاسته شده و خاصیت خورندگی آب غالب می‌شود، پره‌های واترپمپ که با آب ارتباط مستقیم دارند دچار ساییدگی و از قدرت جابه‌جایی آب در سیستم کاسته می‌شود. در این صورت این قطعه باید عوض شود.

6 ـ خرابی فشنگی مربوط به آمپر آب: در برخی موارد، خرابی فشنگی مربوط به آمپر دمای آب می‌تواند اطلاعات غلط را در اختیار راننده قرار دهد، ولی در عمل افزایش دمایی مشاهده نشود.

7ـ ضعیف بودن اتصال بدنه: در قسمت‌های مختلف بدنه تمامی خودروها اتصالاتی به نام اتصال بدنه تعبیه شده که این اتصالات به قطب منفی باتری خودرو متصل هستند. در بسیاری از موارد مشاهده شده، ایجاد رسوب و سولفات در این اتصالات موجب ضعیف شدن آنها می‌شود و یکی از مشکلاتی که ضعیف شدن این اتصالات ایجاد می‌کند ایجاد خطا در دمای آب مایع خنک‌کننده یا اختلال در کار فن‌هاست.

8ـ خرابی موتور اتومبیل: خرابی واشر سرسیلندر اتومبیل یا تاب برداشتن سرسیلندر می‌تواند باعث ورود آب به داخل سیلندر‌ها شود که این آب ورودی در فرآیند احتراق بخار و از طریق اگزوز خودرو خارج می‌شود. بنابراین مهم‌ترین نشانه بروز این مشکل، ورود بخار آب و رطوبت قابل احساس توسط دست انسان در گاز خروجی از اگزوز است. همچنین با باز کردن شمع‌های خودرو و وجود زنگ‌زدگی در سرشمع‌ها می‌توان به ضعیف شدن واشر سرسیلندر پی برد.

نمای شماتیک سیستم خنک‌کننده و بخاری خودرو