سیستم خنککننده موتور خودرو یکی از حیاتیترین بخشهای فنی است که نقش تعیینکنندهای در کارایی، مصرف سوخت و عمر مفید پیشرانه دارد. بر اساس استانداردهای بینالمللی، بیش از ۳۰٪ از خرابیهای موتور ناشی از اختلال در سیستم خنککاری است. در این مقاله، به بررسی علمی تفاوتهای سیستمهای مدار باز و مدار بسته و نقش آنها در گردش سیال خنککننده میپردازیم .
سیستم خنککننده مدار باز (Open Loop Cooling System)
مکانیزم پایه سیال در سیستم خنککننده مدار باز
در سیستمهای مدار باز، سیال خنککننده به طور مستقیم با محیط خارج تبادل حرارت دارد. این سیستم معمولاً در موتورسیکلتهای قدیمی و خودروهای با توان پایین استفاده میشود .
نحوه گردش سیال در سیستم خنککننده مدار باز موتور خودرو
موتور > پمپ آب > رادیاتور > تماس مستقیم با هوا > بازگشت به موتور
ویژگیهای کلیدی سیستم خنککننده مدار باز خودرو
- عدم استفاده از منبع انبساط – تبخیر آزادانه بخشی از سیال
- کنترل فشار اتمسفریک – نقطه جوش پایینتر (حدود ۱۰۰°C)
- وابستگی شدید به دبی هوای عبوری = کاهش راندمان در ترافیک
محدودیتهای فنی سیستم خنککننده مدار باز خودرو
- خطر تبخیر سیال: کاهش مداوم سطح مایع = نیاز به نظارت مستمر
- رسوبگیری سریع: تماس مستقیم با هوا = اکسیداسیون و تشکیل رسوب
- حساسیت به شرایط محیطی: عملکرد ضعیف در هوای گرم و مرطوب
همچنین در مجله تخصصی نشان برتر بخوانید :
درب رادیاتور خودرو
سیستم خنککننده مدار بسته موتور خودرو (Closed Loop Cooling System)
مکانیزم عملکرد سیستم خنککننده مدار بسته اتومبیل
سیستمهای مدار بسته با ایجاد محیط تحت فشار نقطه جوش سیال را افزایش میدهند. این سیستم در اکثر خودروهای مدرن استفاده میشود .
مسیر گردش سیال سیستم خنککننده مدار بسته خودرو
موتور > پمپ آب > رادیاتور > منبع انبساط > بازگشت به موتور
اجزای حیاتی سیستم خنککننده مدار بسته موتور ماشین
- درپوش رادیاتور فشارقوی: حفظ فشار ۱.۱-۱.۵ بار
- منبع انبساط: جبران تغییرات حجمی سیال
- شیرهای فشارشکن: جلوگیری از آسیبهای ناشی از فشار اضافی
مزایای فنی سیستم خنککننده مدار بسته خودرو
- افزایش نقطه جوش: تا ۱۲۰-۱۳۰°C = بهبود راندمان حرارتی موتور
- کاهش تبخیر سیال: حفظ سطح ثابت مایع = نگهداری آسانتر
- جلوگیری از اکسیداسیون: کاهش رسوبگیری و خوردگی قطعات
همچنین در مجله تخصصی نشان برتر بخوانید :
علائم خرابی ترموستات خودرو و روشهای تشخیص آن
انواع سیستم مدار بسته در خودروهای اروپایی و آسیایی
در حال حاضر دو نوع سیستم مدار بسته مشاهده می شود، که یک نوع آن سیستم دارای منبع انبساط خارجی بوده مانند پراید و اکثر خودروهای شرقی (ژاپن، کره و …) و نوع دیگر منبع انبساط در درون رادیاتور تعبیه شده مانند پژو 405 یا خودروی L90 و 206 که مخزن آب بخشی از مدار پرفشار را به خود اختصاص داده که در استاندارد خودروهای اروپایی رایج هستند.
جدول مقایسهای سیستمهای مدار باز و مدار بسته
| پارامتر فنی | سیستم مدار باز | سیستم مدار بسته |
|---|---|---|
| کنترل فشار | اتمسفریک (۱ بار) | تحت فشار (۱.۱–۱.۵ بار) |
| نقطه جوش سیال | ۱۰۰°C | ۱۲۰–۱۳۰°C |
| مصرف سیال | بالا (تبخیر آزاد) | پایین (مدار بسته) |
| راندمان حرارتی | متوسط (۷۰–۷۵٪) | بالا (۸۵–۹۰٪) |
| هزینه نگهداری | پایین | متوسط |
| کاربرد اصلی | موتورسیکلتها | خودروهای مدرن |
پمپ آب موتور و نقش آن در گردش مایع سیستم خنک کننده
وظیفه: ایجاد جریان اجباری سیال در مدار
نحوه عملکرد: دریافت نیرو از میللنگ توسط تسمه
دبی استاندارد: ۱-۳ لیتر بر دقیقه در فشار ۳ بار
ترموستات و تأثیر آن بر دمای کاری موتور
- مکانیزم: تنظیم دبی سیال بر اساس دمای موتور0
- دمای بازشدن: ۸۵-۹۵°C (مطابق استاندارد خودرو)
- اثر بر راندمان: جلوگیری از سرد کار کردن موتور
منبع انبساط و کنترل فشار سیستم خنککاری
- کارکرد: جبران انبساط حرارتی سیال
مکانیزم دوطرفه:
- تخلیه سیال اضافی در صورت افزایش فشار
- بازگرداندن سیال به مدار در صورت ایجاد خلأ
همچنین در مجله تخصصی نشان برتر بخوانید :
مسیر گردش آب در موتور خودرو
دیاگرام گردش سیال در سیستم خنککننده مدار بسته
در سیستم خنککننده مدار بسته، سیال خنککننده بهصورت پیوسته و تحت فشار در یک چرخه کنترلشده بین اجزای مختلف موتور گردش میکند. همانطور که در دیاگرام مشاهده میشود، سیال پس از جذب حرارت از بلوک موتور (Engine Block)، بهوسیله پمپ آب (Water Pump) به سمت ترموستات (Thermostat) هدایت میشود. در صورت رسیدن دما به حد تعیینشده، ترموستات مسیر عبور سیال به رادیاتور (Radiator) را باز کرده و حرارت اضافی از طریق تبادل حرارتی دفع میگردد.
ضمنا در یک مسیر فرعی اب گرم داخل موتور به رادیت کوچکی در داخل داشبورد جهت تامین گرمای بخاری خودرو منتقل می شود.
همزمان، مخزن انبساط (Expansion Tank) و درب فشار (Pressure Cap) وظیفه تنظیم فشار سیستم و جبران انبساط حجمی سیال را بر عهده دارند که این موضوع باعث افزایش نقطه جوش، کاهش تلفات سیال و بهبود راندمان حرارتی موتور میشود.
نکات طلایی عیبیابی و نگهداری سیستم خنککننده موتور
1- بررسی دورهای درپوش رادیاتور:تست فنر و واشر = جلوگیری از کاهش فشار سیستم
2- استفاده از سیال استاندارد:ترکیب ۵۰٪ آب مقطر + ۵۰٪ ضد یخ = جلوگیری از خوردگی و رسوب
۳- تست فشار دورهای:استفاده از Pressure Tester = شناسایی نشتیهای مخفی
4- خروجی هوای صحیح:تخلیه هوای محبوس(هواگیری) = جلوگیری از hotspots در موتور
⚠️هشدار ایمنی سیستم خنککننده خودرو
هشدار: باز کردن درپوش رادیاتور در دمای بالا = فوران سیال داغ با دمای ۱۲۰°C+!
همچنین در مجله تخصصی نشان برتر بخوانید :
مقایسه موتورهای TU3، TU5، XU7 و EF7 |
جمعبندی | انتخاب بهترین سیستم خنککننده برای موتور خودرو
سیستمهای مدار بسته به دلیل راندمان بالاتر، کنترل بهتر دما و کاهش مصرف سیال به عنوان استاندارد صنعت خودرو شناخته میشوند. با این حال، آشنایی با سیستمهای مدار باز برای درک تکامل فنی سیستمهای خنککاری ضروری است. آموزشگاه فنی و حرفهای نشان برتر با ارائه دورههای تخصصی مکانیک خودرو، هنرجویان را با پیچیدگیهای این سیستمها آشنا میکند.
سوالات متداول درباره سیستم خنککننده مدار باز و مدار بسته
۱. تفاوت اصلی سیستم خنککننده مدار باز و مدار بسته در چیست؟
در مدار باز، سیال خنککننده در تماس با هوا تبخیر میشود؛ اما در مدار بسته، تحتفشار و بدون تبخیر در حلقهای بسته جریان دارد که راندمان بالاتری ایجاد میکند.
۲. چرا خودروهای مدرن از سیستم خنککننده مدار بسته استفاده میکنند؟
زیرا این سیستم دمای موتور را دقیقتر کنترل کرده، مصرف سیال خنککننده را کاهش میدهد و نقطه جوش سیال را افزایش میدهد که موجب طول عمر بیشتر موتور میشود.
۳. نقش ترموستات در سیستم خنککننده مدار بسته چیست؟
ترموستات دمای حرارت موتور را تنظیم میکند و تنها زمانی اجازه گردش سیال به رادیاتور را میدهد که دما به حد معینی برسد.
۴. چه عواملی باعث افت عملکرد سیستم خنککننده مدار بسته میشود؟
خرابی واترپمپ، گرفتگی رادیاتور، نقص در ترموستات یا کمبود مایع خنککننده میتواند موجب افزایش دمای موتور و افت راندمان حرارتی شود.
۵. هر چند وقت یکبار باید مایع خنککننده تعویض شود؟
معمولاً هر ۳۰٬۰۰۰ تا ۵۰٬۰۰۰ کیلومتر یا هر دو سال یکبار؛ بسته به نوع خودرو و کیفیت سیال خنککننده توصیه میشود تعویض گردد.
همچنین در مجله تخصصی نشان برتر بخوانید :
علت سوختن واشر سرسیلندر و علائم خرابی آن
محمدرضا صالحی
سلام! من محمدرضا صالحی، کارشناس مدیریت کسبوکار و دارای مدرک کارشناسی مکانیک خودرو هستم. بیش از ۲۳ سال سابقه بهعنوان مدیر و مربی دورههای مکانیک خودرو، برق خودرو و سایر رشتههای مرتبط با صنایع خودرویی در آموزشگاه نشان برتر را دارم. در وبلاگ نشان برتر، مطالب تخصصی و کاربردی این حوزه را با شما به اشتراک میگذارم.
