 |
| كيف يعمل نظام تبريد المحرك بالهواء |
الهدف من منظومة التبريد في المحرك هي خفض درجه الحرارة الناتجه من عملية الاحتراق والاحتفاظ بدرجه حرارة مناسبة خلال فتره تشغيل المحرك وغير ذلك , وهناك نوعان رئيسيان يتم استخدمهم في تبريد المحرك وهما التبريد بالماء كوسيط للتبريد , والتبريد بالهواء كوسيط تبريد وهو ما نتناوله في مقالنا هذا.
كيف يعمل نظام تبريد المحرك بالهواء
المقصورد بعملية التبريد هو تقليل درجه الحرارة ويتم ذلك باستخدام وسيط للتبريد ويقصد بوسيط التبريد ما يتم استخدامه لتقليل درجه الحرارة مثلا يستخدم الفريون في الثلاجه كوسيط تبريد حيث يتم الاستفاده من خواص الفريون التي لها القدره علي خفض درجه الحرارة عندما يتوفر له ظروف معينه .وايضا يستخدم الماء للتبريد ونفس الامر للهواء فالهدف من وسيط التبريد هو سحب الحرارة الزائده .
والمحرك المبرد بالهوء يتم تجهيز أسطوناته بزعانف تعرف بزعانف التبريد بهدف زيادة المساحة السطحية لأجزاء المحرك وبالتالي تعريض مزيدا من الأسطح للهواء الجوي ومن ثم إزالة الحرارة الزائدة من الأسطوانات وبالتالي ترفع معدل التبريد حيث يتم تبديد الحرارة مباشرة إلى الهواء.
 |
| محرك مبرد بالهواء |
و يخصص للمنطقة القريبة من غرف الاحتراق الزعانف الأكبر حجما عن أي منطقة أخرى لأن هذه المنطقة تتطلب تبريدا أكثر. وتستخدم معظم محركات السيارات نظام التبريد المائي، إلا أن المحركات المبردة بالهواء تستخدم في بعض أنواع السيارات، والدراجات النارية، والطائرات وغير ذلك.
المبدأ الأساسي المتضمن في هذه الطريقة هو وجود تيار من الهواء يتدفق بشكل مستمر على السطح الساخن للمحرك حتي تتم إزالة الحرارة. وكمية الحرارة تبدد بناء على العوامل التالية.
- مساحة سطح المعدن المعرضه للهواء.
- معدل تدفق الهواء.
- الفرق بين درجه حرارة الهواء ودرجه حرارة الاسطح الساخنه.
مكونات نظام تبريد المحرك بالهواء
- المروحة: تعمل على تحريك الهواء ليجبر على المرور على السطوح الساخنة، ويخفف من درجة حرارة الزعانف.
- المجاري الهوائية: تعمل على توجيه مسار تيار الهواء باتجاه السطوح الساخنة.
- المنظم الحراري: يركب على مؤخرة المحرك، ويعمل على التحكم بمقدار زمن الفتح والإغلاق لصمام التحكم، وبذلك ينظم كمية الهواء المار على السطوح الساخنة، بحيث يحافظ على درجة تشغيل معينة للمحرك تحت مختلف الظروف.
- الزعانف: هي زوائد معدنية ذات شكل مخروطي، حيث تكون من الأعلى أكثر بروزا (كون المنطقة أكثر حرارة ) لتزيد من مساحة السطح المشع الملامس للهواء.
بالطبع هنا نريد مصدر للهواء لذلك يتم استخدام مروحة تبريد مدارة بالمحرك لتوفير الهواء اللازم للتبريد، ويمكن أن يتم التحكم فيها بواسطة حساس حرارة. يتم توجيه الهواء حول المحرك إلى الزعانف في مسار محدد وسرعة معينة بواسطة استخدام موجهات هواء وواقيات معدنية، وحواجز. وهذا يؤدي إلى الحفاظ على درجات حرارة منتظمة للمحرك عند جميع ظروف التشغيل مع تغير الأحمال والسرعة.
وتستخدم بعض المحركات الصغيرة المبردة بالهواء مروحة مدمجة مع حدافة المحرك. وهذه المروحة تعمل دائما بنفس سرعة دوران الحدافة، فلا يمكن زيادة سرعتها عند الحاجة إلى وجود سريان إضافي من هواء التبريد مع ارتفاع حرارة المحرك، ولا يمكن أيضا تقليل سرعتها أو فصلها عندما يبرد المحرك.
بعض المحركات الأخرى المبردة بالهواء تحافظ على حرارة المحرك عند ظروف تشغيل مختلفة باستخدام مروحة متغيرة السرعة
حيث يقوم صمام تحكم يتم تشغيله بواسطة ضغط زيت المحرك بالتحكم في المروحة , وتستخدم هذه النوعية من المحركات حساس حرارة يركب أحيانا في مجمع العادم,لتسجيل بيانات عن درجات حرارة المحرك، ومع زيادة الحمل تزداد درجات الحرارة نتيجة لزيادة كمية الوقود المحترقة، فيقوم حساس الحرارة بإرسال إشارة لصمام التحكم لزيادة سرعة المروحة ويحدث العكس مع انخفاض الحمل.
 |
| مروحه تبريد متغيرة السرعه |
حيث يقوم صمام تحكم يتم تشغيله بواسطة ضغط زيت المحرك بالتحكم في المروحة , وتستخدم هذه النوعية من المحركات حساس حرارة يركب أحيانا في مجمع العادم,لتسجيل بيانات عن درجات حرارة المحرك، ومع زيادة الحمل تزداد درجات الحرارة نتيجة لزيادة كمية الوقود المحترقة، فيقوم حساس الحرارة بإرسال إشارة لصمام التحكم لزيادة سرعة المروحة ويحدث العكس مع انخفاض الحمل.
مميزات نظام تبريد المحرك بالهواء
- انخفاض المدة الزمنية اللازمة لتسخين المحرك البارد.
- أمان في العمل لانعدام ظاهرة التسرب المائي.
- سهل الاستثمار في المناطق البعيدة عن مصادر المياه.
مساوئ نظام التبريد بالهواء
- زيادة أبعاد المحرك وبالتالي زيادة الكلفة.
- ارتفاع مستوى الضجيج.
- يزيد من تعقيد عملية تصنيع المحرك.