تبريد محركات 1

مقدمة :- Introduction
تحتاج المحركات إلي منظومات تبريد للمحافظة على كفاءة أدائها وسلامة مواد إنشائها ويجب أن يتم التبريد لأعلى درجة حرارة تتحملها مواد الإنشاء في المحرك ذلك لأن التبريد عبارة عن فقودات, أثناء احتراق شحنة الهواء والوقود داخل الأسطوانة أو الأسطوانات للمحرك قد تصل درجة الحرارة إلي 2500oC .
وتمتص جدران الأسطوانة ورأسها والمكابس بعض الحرارة الناتجة عن الاحتراق، لذلك يجب مد هذه الأجزاء بوسيلة تبريد حتى لا تصل حرارتها إلي درجات حرارة عالية للغاية .
تصمم منظومة التبريد بحيث تنقل كمية من الحرارة مقدارها ما بين 30% - 50% من الحرارة المتولدة بغرف الاحتراق نتيجة لاحتراق مخلوط الهواء والوقود، وبما أن المحرك يكون منخفض الجودة عندما يكون بارداً ولذلك يجب أن تحتوى منظومة التبريد على أجهزة تعمل على إيقاف عملية التبريد العادية عندما يكون المحرك في دور التسخين كما هو الحال عند بدء إدارة المحرك، وتسمح هذه الأجهزة للأجزاء المختلفة من المحرك أن تصل درجة حرارة الإدارة العادية بسرعة تقلل من المدة التي يعمل فيها المحرك بارداً وعليه عندما تصل درجة الحرارة تبدأ منظومة التبريد في أداء عملها ويزيد من معدل التبريد بمنظومة التبريد عندما يكون المحرك ساخناً ويكون التبريد بطيئاً أو قد لا يكون هنالك تبريد مطلقاً عندما يكون المحرك في دورة تسخين عند بدء إعادة المحرك أو في الجو البارد .
بالرغم من أن محركات الجازولين تطورت كثيراً إلا أنها لا تزال غير كافية في تحويل الطاقة الكيميائية إلي طاقة ميكانيكية, معظم الطاقة في محركات الجازولين تقريباً 70% تحول إلي طاقة حرارية .
وهنالك نوعان من أنظمة التبريد التي توجد في المحركات:-
النوع الأول هو التبريد الهوائي :-
الذي نجده في بعض السيارات القديمة وقليل من السيارات الحديثة من هذا النظام، ويكون في هذا النظام جسم المحرك مغطي أن مغلف بزعانف من الألمونيوم ومهمتها توصيل الحرارة بعيداً عن الأسطوانة. وعندما تكون المراوح قريبة تعمل على دفع الهواء بشدة بعيداً عن الزعانف التي تبرد المحرك بنقل الحرارة إلي الهواء الخارجي، كما موضح بالشكل (1.1) .

الشكل (1.1) التبريد الهوائي.

أما النوع الثاني فهو التبريد السائل:-
في نظام التبريد السائل يكون سائل التبريد في ممرات أو مجارى داخل جسم المحرك, هذا السائل يمر بالمناطق الساخنة في المحرك ويعمل على امتصاص الحرارة مبرداً المحرك وبعد خروجه من المحرك يمر خلال مبادل حراري والذي يرسل الحرارة من السائل إلي الهواء بواسطة مروحة التبريد، كما هو موضح في الشكل (1.2).
الشكل (1.2) التبريد السائل

1.1 مكونات منظومة التبريد المائي:-
1.1.1 مائع التبريد:- Cooling Liquid
تعمل السيارات في درجات حرارة متباينة إلي أقل درجة من حرارة التجمد وأعلى من 38oC ، لذلك السائل المستخدم لتبريد المحرك يكون في نقطة أقل من درجة حرارة التجمد وتكون درجة التسخين عالية ويكون المحرك له سعة كافية لحمل كمية كبيرة من الحرارة .
سائل التبريد المستخدم في معظم السيارات هو خليط من الماء والأثيلين (C2 H6 O2) وأيضاً يسمي بالسائل غير قابل للتجمد. بالإضافة إلي الأثيلين فإنه تتغير درجة التجمد ودرجة الغليان بصورة ملحوظة كما موضح بالجدول (1.1) أدناه :
جدول (1.1) يوضح درجة التجمد والغليان للسائل

Pure Water
50/50
C2H6O2/Water
70/30
C2H6O2/Water

Freezing Point
0 C / 32 F
-37 C / -35 F
-55 C / -67 F

Boiling Point
100 C / 212 F
106 C / 223 F
113 C / 235 F