in

دارة التبريد في محركات الاحتراق الداخلي

تعد دارة التبريد من أهم الدارات والأنظمة المساعدة لمحركات الاحتراق الداخلي التي تستمد طاقتها من احتراق الوقود الذي يولد حرارة عالية حيث تتكون من مجموعة تجهيزات مخصصة لنقل حرارة أجزاء المحرك إلى المحيط الخارجي.

الغرض من دارة التبريد

تستخدم دارة التبريد للأغراض التالية:

  1. الحد من ارتفاع كميات الحرارة العالية التي تنتج عن احتراق الشحنة داخل أسطوانات المحرك.
  2. حفظ أجزاء المحرك من الاحتراق بالمحافظة على درجة حرارته الاعتيادية.
  3. تنظيم درجة حرارة المحرك للحصول على أعلى كفاءة للتشغيل في جميع ظروف العمل والقيادة.
  4. المساهمة في عملية تدفئة مقصورة السيارة.

أصناف أنظمة التبريد

يمكن تصنيف أنظمة التبريد إلى نظامين نظام تبريد بالهواء ونظام تبريد سائل:

1- نظام التبريد بالهواء

يمكن تبريد المحركات في بعض وسائل النقل بواسطة تيار من الهواء الجوي المتولد نتيجة دوران مراوح قوية نسبياً حيث تستخدم مراوح محورية أو مراوح تعمل على مبدأ القوة الطاردة المركزية.

وتوضع المراوح أمام المحرك أو بين صفي أسطواناته إن كانت مصممة على شكل حرف V ولتوفير الانتقال الحراري الجيد من الأسطوانات وأغطيتها تصمم سطوحها الخارجية لتحتوي على زعانف خارجية تزيد في مساحة سطح التبادل الحراري العام.

وبشكل عام يتم التخلص من الحرارة في هذا النوع من أنظمة التبريد عن طريق التوصيل والإشعاع.

مكونات نظام التبريد الهوائي

  1. المروحة.
  2. المجاري الهوائية.
  3. المنظم الحراري.
  4. الزعانف.

ميزات نظام التبريد بالهواء

  1. انخفاض المدة الزمنية اللازمة لتسخين المحرك البارد.
  2. أمان في العمل لانعدام ظاهرة التسرب المائي.
  3. سهل الاستثمار في المناطق البعيدة عن مصادر المياه.
  4. مساوئ نظام التبريد الهوائي
  5. زيادة أبعاد المحرك وبالتالي زيادة الكلفة.
  6. ارتفاع مستوى الضجيج.
  7. يزيد من تعقيد عملية تصنيع المحرك.

2- نظام التبريد بالماء

في نظام التبريد المائي يعمل سائل التبريد على تبريد جسم المحرك بحمله قسم من حرارته عندما يدور في الممرات المائية المحيطة بالأسطوانات والأجزاء المحتكة والهواء بدوره يعمل على تبريد الماء في أثناء عبوره خلال أنابيب المبرد لتتسرب الحرارة إلى الجو الخارجي.

وتتكون الدورة بخروج الماء الساخن من المحرك إلى المبرد حيث تخفض درجة حرارته بفضل التبادل الحراري ويعود من المبرد إلى المحرك عبر خراطيم الوصل.

أنواع أنظمة التبريد بالماء

التبريد بالحمل الحراري حيث تنشأ دورة حرارية للماء نتيجة ارتفاع كثافة الماء البارد عن كثافة الماء الساخن فيهبط للأسفل والساخن يرتفع للأعلى وتزداد كمية الماء المتحركة في وحدة الزمن بازدياد مساحة مقطع التدفق وكذلك بازدياد كمية الحرارة وهذا يستدعي تكبير مساحة المبرد وتكبير مساحة مقطع أنابيب الماء.

التبريد الجبري بوجود مضخة ماء التبريد ضمن الدارة تزداد السرعة والتدفق بشكل ملحوظ وبهذا النوع من التبريد يكون قياس المبرد ومساحة مقطع أنابيب الماء أصغر من قياسها في نظام التبريد بالدورة الحرارية.

أعطال دارة التبريد

  1. يمكن تصنيف أعطال دارة التبريد حسب التالي:
  2. تسريب سائل التبريد.
  3. ارتفاع درجة حرارة المحرك.
  4. انخفاض درجة حرارة المحرك.
  5. تسرب الغازات لدارة التبريد.

تقدير جودة أنظمة التبريد

تقدر جودة أنظمة التبريد في المحركات على أساس المؤشرات الطبيعية والنوعية للنظام وعلى أساس الحسابات الاقتصادية التقنية.

1- المؤشرات الطبيعية : أي كمية الحرارة التي يجب التخلص منها والاستطاعة لتشغيل النظام وكتلة النظام وكمية المعادن المطلوبة للتصنيع ومساحة سطح الانتقال وحجم المبردات وعددها.

2- المؤشرات النوعية : أي مؤشر الطاقة وكمية الطاقة الحرارية المنقولة في النظام في ساعة واحدة عند ارتفاع درجة الحرارة فيه بمقدار درجة مئوية واحدة منسوبة لواحدة الاستطاعة المستهلكة أثناء العمل.

يجب علينا الاعتناء بدارة التبريد جيداً لأنها تحافظ على المحرك ففي حال عدم التخلص من الحرارة الزائدة تنشأ إجهادات حرارية تشوه المحركات وتؤثر على خواصها المعدنية فترتفع درجة حرارة زيت التزييت ويفقد خواصه وتتأثر بالتالي القطع التي يصل إليها الزيت كمحاور المكابس وغيرها.