وضعية عمل مروحة تبريد السيارة ومبدأ عملها
1. عندما يكتشف مستشعر درجة حرارة الخزان (في الواقع صمام التحكم في درجة الحرارة، وليس مستشعر درجة حرارة مقياس الماء) أن درجة حرارة الخزان تتجاوز الحد الأدنى (في الغالب 95 درجة)، يتم تشغيل مرحل المروحة؛
2. يتم توصيل دائرة المروحة من خلال مرحل المروحة، ويبدأ محرك المروحة بالعمل.
3. عندما يكتشف مستشعر درجة حرارة خزان المياه أن درجة حرارة خزان المياه أقل من الحد الأدنى، يتم فصل مرحل المروحة ويتوقف محرك المروحة عن العمل.
العامل المرتبط بتشغيل المروحة هو درجة حرارة الخزان، ودرجة حرارة الخزان لا ترتبط بشكل مباشر بدرجة حرارة ماء المحرك.
وضعية عمل مروحة تبريد السيارة ومبدأ عملها: يتضمن نظام تبريد السيارة نوعين.
التبريد السائل والتبريد الهوائي. في نظام تبريد المركبات المبردة بالسوائل، يدور السائل عبر أنابيب وقنوات داخل المحرك. عندما يتدفق السائل عبر محرك ساخن، يمتص الحرارة ويبرد المحرك. بعد مرور السائل عبر المحرك، يُحوّل إلى مبادل حراري (أو مشعاع)، حيث تُبدد الحرارة من السائل إلى الهواء. التبريد الهوائي: استخدمت بعض السيارات القديمة تقنية التبريد الهوائي، لكن السيارات الحديثة نادراً ما تستخدم هذه الطريقة. بدلاً من تدوير السائل عبر المحرك، تستخدم هذه الطريقة صفائح ألومنيوم مثبتة على سطح أسطوانات المحرك لتبريدها. تقوم مراوح قوية بدفع الهواء داخل صفائح الألومنيوم، مما يؤدي إلى تبديد الحرارة في الهواء، وبالتالي تبريد المحرك. ولأن معظم السيارات تستخدم التبريد السائل، فإن السيارات ذات نظام التبريد الهوائي تحتوي على الكثير من الأنابيب.
بعد أن تُوصل المضخة السائل إلى كتلة المحرك، يبدأ السائل بالتدفق عبر قنوات المحرك المحيطة بالأسطوانة. ثم يعود السائل إلى منظم الحرارة عبر رأس أسطوانة المحرك، حيث يخرج منه. إذا كان منظم الحرارة مُطفأً، فسيعود السائل مباشرةً إلى المضخة عبر الأنابيب المحيطة به. أما إذا كان منظم الحرارة مُشغلاً، فسيبدأ السائل بالتدفق إلى المبرد ثم يعود إلى المضخة.
يحتوي نظام التسخين أيضًا على دورة منفصلة. تبدأ هذه الدورة في رأس الأسطوانة، حيث يمر السائل عبر منفاخ التسخين قبل عودته إلى المضخة. في السيارات ذات ناقل الحركة الأوتوماتيكي، توجد عادةً دورة تبريد منفصلة لزيت ناقل الحركة الموجود في المبرد. يُضخ زيت ناقل الحركة بواسطة ناقل الحركة عبر مبادل حراري آخر في المبرد. يمكن لهذا السائل العمل ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة، من أقل بكثير من الصفر المئوي إلى ما يزيد عن 38 درجة مئوية.
لذا، يجب أن يتمتع أي سائل يُستخدم لتبريد المحرك بنقطة تجمد منخفضة للغاية، ونقطة غليان عالية للغاية، وأن يكون قادرًا على امتصاص نطاق واسع من الحرارة. يُعد الماء من أكثر السوائل كفاءة في امتصاص الحرارة، لكن نقطة تجمده مرتفعة جدًا بحيث لا تفي بالمتطلبات اللازمة لمحركات السيارات. السائل المستخدم في معظم السيارات هو مزيج من الماء والإيثيلين جليكول (C2H6O2)، والمعروف أيضًا باسم سائل التبريد. بإضافة الإيثيلين جليكول إلى الماء، يمكن رفع نقطة الغليان بشكل ملحوظ وخفض نقطة التجمد.
في كل مرة يعمل فيها المحرك، تقوم المضخة بتدوير السائل. على غرار المضخات الطاردة المركزية المستخدمة في السيارات، تقوم المضخة، أثناء دورانها، بضخ السائل إلى الخارج بفعل قوة الطرد المركزي، ثم تسحبه باستمرار إلى الداخل من خلال مركزها. يقع مدخل المضخة بالقرب من المركز بحيث يلامس السائل العائد من المبرد شفرات المضخة. تنقل شفرات المضخة السائل إلى خارجها، حيث يدخل إلى المحرك. يبدأ السائل من المضخة بالتدفق عبر كتلة المحرك ورأسه، ثم إلى المبرد، وأخيرًا يعود إلى المضخة. تحتوي كتلة أسطوانات المحرك ورأسه على عدد من القنوات المصنوعة بالصب أو بالتصنيع الميكانيكي لتسهيل تدفق السائل.
إذا كان السائل يتدفق بسلاسة في هذه الأنابيب، فإن السائل الملامس للأنبوب فقط هو الذي سيبرد مباشرةً. وتعتمد كمية الحرارة المنتقلة من السائل المتدفق عبر الأنبوب إلى الأنبوب نفسه على فرق درجة الحرارة بين الأنبوب والسائل الملامس له. لذا، إذا برد السائل الملامس للأنبوب بسرعة، ستكون كمية الحرارة المنتقلة ضئيلة للغاية. ويمكن الاستفادة من كامل السائل الموجود في الأنبوب بكفاءة عن طريق إحداث اضطراب فيه، وخلط جميع السوائل، والحفاظ على السائل الملامس للأنبوب عند درجات حرارة عالية لامتصاص المزيد من الحرارة.
يُشبه مُبرّد ناقل الحركة إلى حد كبير المُشعّع الموجود في الرادياتير، باستثناء أن الزيت لا يتبادل الحرارة مع الهواء، بل مع سائل التبريد الموجود في الرادياتير. غطاء خزان الضغط: يُمكن لغطاء خزان الضغط أن يرفع درجة غليان سائل التبريد بمقدار 25 درجة مئوية.
تتمثل الوظيفة الأساسية لمنظم الحرارة في تسخين المحرك بسرعة والحفاظ على درجة حرارة ثابتة. ويتحقق ذلك من خلال ضبط كمية الماء المتدفقة عبر المبرد. عند درجات الحرارة المنخفضة، يُغلق مخرج المبرد تمامًا، مما يعني أن سائل التبريد سيدور بالكامل في المحرك. بمجرد أن ترتفع درجة حرارة سائل التبريد إلى 82-91 درجة مئوية، يُفتح منظم الحرارة، مما يسمح للسائل بالتدفق عبر المبرد. وعندما تصل درجة حرارة سائل التبريد إلى 93-103 درجة مئوية، يبقى منظم الحرارة قيد التشغيل.
مروحة التبريد تشبه منظم الحرارة، لذا يجب ضبطها للحفاظ على درجة حرارة المحرك ثابتة. تحتوي سيارات الدفع الأمامي على مراوح كهربائية لأن المحرك عادةً ما يكون مثبتًا أفقيًا، مما يعني أن مخرج المحرك يواجه جانب السيارة.
يمكن ضبط سرعة المروحة بواسطة مفتاح حراري أو كمبيوتر المحرك. عند ارتفاع درجة الحرارة فوق القيمة المحددة، تعمل هذه المراوح، وعند انخفاضها عن القيمة المحددة، تتوقف. عادةً ما تُجهز سيارات الدفع الخلفي ذات المحركات الطولية بمراوح تبريد تعمل بمحرك السيارة. تحتوي هذه المراوح على قابض لزج حراري. يقع القابض في مركز المروحة، محاطًا بتدفق الهواء من المبرد. يشبه هذا القابض اللزج أحيانًا وصلة لزجة في سيارات الدفع الرباعي. عند ارتفاع درجة حرارة السيارة، افتح جميع النوافذ وشغّل المدفأة عندما تعمل المروحة بأقصى سرعة. ذلك لأن نظام التدفئة هو في الواقع نظام تبريد ثانوي، يعكس حالة نظام التبريد الرئيسي في السيارة.
نظام التدفئة: تُعدّ أنابيب التدفئة الموجودة على لوحة القيادة بمثابة مشعاع صغير. يقوم مروحة التدفئة بدفع الهواء عبر هذه الأنابيب إلى مقصورة الركاب. تعمل أنابيب التدفئة على سحب سائل التبريد من رأس الأسطوانة ثم إعادته إلى المضخة لتشغيل نظام التدفئة عند تشغيل أو إيقاف منظم الحرارة.
