- 2011-03-26
- 423
- 1,674
نقش رادیاتور در پروسه انتقال حرارت موتور
بر اثر احتراق در موتورهای احتراق داخلی گرمای زیادی تولید میشود که حتی می‌تواند فلزات مجموعه سیلندر و پیستون را ذوب کند.
سیستم خنککاریبهمنظور پیشگیری از بالا رفتن دمای موتور بهکار میرود. این سیستم برای مراقبت دربرابر عملکرد مؤثر در تمام سرعت‌های موتور و کنترل شرایط مختلف مورد استفاده است. دما در طول مدت احتراق مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور بسیار بالا میرود وبه بیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. میزان قابل توجهی از این حرارت توسط دیواره‌های سیلندرو پیستون‌ها جذب میشود بنابراین باید خنککاری به اندازه‌ای صورت پذیرد که دما بیشاز حدود ۲۳۰ درجه نشود.
دماهای بالاتر باعث کاهش ضخامت فیلم روغن میشود و خواص روغن بهشدت افت میکند که این مسئله موجب افزایش استهلاک قطعات و ازدیاد دمای آنها خواهد شد.
در موتورهای احتراق داخلی مقدار محدودی از انرژی سوخت برای قوای محرکهموتور استفاده میشود. تقریبا حدود ۲۸ درصد انرژی سوخت به کار مفید تبدیل میشود. ۳۰درصد بهواسطه خنککاری، ۳۲ درصد بهوسیله خروج گازهای داغ و ۱۰ درصد باقیماندهتوسط اصطکاک و عوامل دیگر بههدر میرود. میزان حقیقی و دقیق انرژی تدیلشده بهکار مفید در پروسه احتراق موتور به مشخصه‌های فیزیکی اجزای موتور بستگیدارد.
همان‌طور که گفته شد، دما در طول احتراق در سیلندر موتورهای درونسوز بهبیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. این دما بیش از نقطه ذوب مواد مورد استفاده در ساختارموتور است بنابراین با بالارفتن دما به موتور خسارت وارد میشود و باید دمای کارموتور در محدودهای خاص حفظ شود. در یک نمونه سیستم خنککاری آبی موتور این دما درمحدوده ۹۵-۷۵ قرار دارد که برای خنککاری هوایی این میزان کمی بیشتر است.
خنککاری در موتور دو علت دارد:
1- نگه داشتن دمای اجزای موتور در دماییکه روغنکاری مؤثر در آن ممکن باشد.
2- نگه داشتن دمای اجزای مختلف موتور در یکمحدوده خاص بهطوری که به سلامت قطعات موتور صدمه نزند.
نحوه عملکـرد موتور درانتخاب و طراحی سیستم خنککاری تأثیر می‌گذارد و این کاملا به نوع گازهای احتراق واجزای موتور وابسته است. وقتی موتور سرد است، کارایی پایینی دارد بنابراین سیستمخنککاری معمولا شامل وسایلی است که زمینه فعالیت خنککـاری نرمـال را بـرای حفظگرمـای مناسب موتور مهیـا می‌کننـد.
هنگام راهاندازی موتور دمای قطعات داخلی آن، بهسرعت افزایش می‌یابد؛ پس وقتی موتور به دمای بهرهبرداری می‌رسد باید سیستم خنککاری فعالیتش را آغاز کند.
ن سیستم خنککاری موتور برای حداقل کردن حجم و وزن رادیاتور است که در وسایل نقلیه از اهداف مهم تلقی میشود. با درجه حرارت متوسط آبی که از رادیاتور عبور میکند حتیالامکان بالا نگه داشته شود تا اختلاف آن با درجه حرارت متوسط زیاد باشد.
البته این درجه حرارت نباید از نقطه جوش آب در فشار اتمسفر تجاوز کند زیرا در آن صورت قسمتی از آب تبخیر میشود و فشار داخل رادیاتور بهشدت افزایش می‌یابد. گرچه با طراحی درپوش مناسب برای رادیاتور آب داخل تحت فشار است تا دیرتر به نقطه جوش برسد، هوا نیز باید پس از عبور از رادیاتور به اطراف بدنه موتور جریان یابد.
جهت عکس جریان به دو دلیل مناسب نیست: اولا هوا به روغن و ذرات آغشته به روغن که به هر حال روی بدنه موتور وجود دارد آلوده میشود و این ناخالصی‌ها روی منافذ رادیاتور رسوب میکند و از راندمان آن می‌کاهد و ثانیا بر اثر تماس با بدنه گرم موتور درجه حرارت آن بالا میرود و موجب کاهش قدرتخنککنندگی رادیاتور میشود.
برای درک نیاز موتور به سیستم خنککاری، اثرات افزایش یا کاهش دمای کارکرد موتور در ذیل آمده است:
بر اثر احتراق در موتورهای احتراق داخلی گرمای زیادی تولید میشود که حتی می‌تواند فلزات مجموعه سیلندر و پیستون را ذوب کند.
سیستم خنککاریبهمنظور پیشگیری از بالا رفتن دمای موتور بهکار میرود. این سیستم برای مراقبت دربرابر عملکرد مؤثر در تمام سرعت‌های موتور و کنترل شرایط مختلف مورد استفاده است. دما در طول مدت احتراق مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور بسیار بالا میرود وبه بیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. میزان قابل توجهی از این حرارت توسط دیواره‌های سیلندرو پیستون‌ها جذب میشود بنابراین باید خنککاری به اندازه‌ای صورت پذیرد که دما بیشاز حدود ۲۳۰ درجه نشود.
دماهای بالاتر باعث کاهش ضخامت فیلم روغن میشود و خواص روغن بهشدت افت میکند که این مسئله موجب افزایش استهلاک قطعات و ازدیاد دمای آنها خواهد شد.
در موتورهای احتراق داخلی مقدار محدودی از انرژی سوخت برای قوای محرکهموتور استفاده میشود. تقریبا حدود ۲۸ درصد انرژی سوخت به کار مفید تبدیل میشود. ۳۰درصد بهواسطه خنککاری، ۳۲ درصد بهوسیله خروج گازهای داغ و ۱۰ درصد باقیماندهتوسط اصطکاک و عوامل دیگر بههدر میرود. میزان حقیقی و دقیق انرژی تدیلشده بهکار مفید در پروسه احتراق موتور به مشخصه‌های فیزیکی اجزای موتور بستگیدارد.
همان‌طور که گفته شد، دما در طول احتراق در سیلندر موتورهای درونسوز بهبیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. این دما بیش از نقطه ذوب مواد مورد استفاده در ساختارموتور است بنابراین با بالارفتن دما به موتور خسارت وارد میشود و باید دمای کارموتور در محدودهای خاص حفظ شود. در یک نمونه سیستم خنککاری آبی موتور این دما درمحدوده ۹۵-۷۵ قرار دارد که برای خنککاری هوایی این میزان کمی بیشتر است.
خنککاری در موتور دو علت دارد:
1- نگه داشتن دمای اجزای موتور در دماییکه روغنکاری مؤثر در آن ممکن باشد.
2- نگه داشتن دمای اجزای مختلف موتور در یکمحدوده خاص بهطوری که به سلامت قطعات موتور صدمه نزند.
نحوه عملکـرد موتور درانتخاب و طراحی سیستم خنککاری تأثیر می‌گذارد و این کاملا به نوع گازهای احتراق واجزای موتور وابسته است. وقتی موتور سرد است، کارایی پایینی دارد بنابراین سیستمخنککاری معمولا شامل وسایلی است که زمینه فعالیت خنککـاری نرمـال را بـرای حفظگرمـای مناسب موتور مهیـا می‌کننـد.
هنگام راهاندازی موتور دمای قطعات داخلی آن، بهسرعت افزایش می‌یابد؛ پس وقتی موتور به دمای بهرهبرداری می‌رسد باید سیستم خنککاری فعالیتش را آغاز کند.
ن سیستم خنککاری موتور برای حداقل کردن حجم و وزن رادیاتور است که در وسایل نقلیه از اهداف مهم تلقی میشود. با درجه حرارت متوسط آبی که از رادیاتور عبور میکند حتیالامکان بالا نگه داشته شود تا اختلاف آن با درجه حرارت متوسط زیاد باشد.
البته این درجه حرارت نباید از نقطه جوش آب در فشار اتمسفر تجاوز کند زیرا در آن صورت قسمتی از آب تبخیر میشود و فشار داخل رادیاتور بهشدت افزایش می‌یابد. گرچه با طراحی درپوش مناسب برای رادیاتور آب داخل تحت فشار است تا دیرتر به نقطه جوش برسد، هوا نیز باید پس از عبور از رادیاتور به اطراف بدنه موتور جریان یابد.
جهت عکس جریان به دو دلیل مناسب نیست: اولا هوا به روغن و ذرات آغشته به روغن که به هر حال روی بدنه موتور وجود دارد آلوده میشود و این ناخالصی‌ها روی منافذ رادیاتور رسوب میکند و از راندمان آن می‌کاهد و ثانیا بر اثر تماس با بدنه گرم موتور درجه حرارت آن بالا میرود و موجب کاهش قدرتخنککنندگی رادیاتور میشود.
برای درک نیاز موتور به سیستم خنککاری، اثرات افزایش یا کاهش دمای کارکرد موتور در ذیل آمده است:
