ระบบทำความเย็นเครื่องยนต์ของรถยนต์: อุปกรณ์และหลักการทำงาน

2024 ผู้เขียน: Erin Ralphs | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-19 19:27

ระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์ในรถได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องหน่วยการทำงานจากความร้อนสูงเกินไปและด้วยเหตุนี้จึงควบคุมประสิทธิภาพของบล็อกเครื่องยนต์ทั้งหมด การระบายความร้อนเป็นหน้าที่ที่สำคัญที่สุดในการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ผลที่ตามมาของการทำงานผิดพลาดในการระบายความร้อนของเครื่องยนต์สันดาปภายในอาจถึงแก่ชีวิตได้สำหรับตัวเครื่องเอง จนถึงความล้มเหลวโดยสมบูรณ์ของบล็อกกระบอกสูบ โหนดที่เสียหายอาจไม่อยู่ภายใต้การซ่อมแซมอีกต่อไป ความสามารถในการบำรุงรักษาจะเท่ากับศูนย์ จำเป็นต้องปฏิบัติต่อการทำงานด้วยความระมัดระวังและรับผิดชอบทั้งหมด และดำเนินการล้างระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์เป็นระยะ

โดยการควบคุมระบบระบายความร้อนเจ้าของรถจะดูแล "สุขภาพหัวใจ" ของ "ม้า" เหล็กของเขาโดยตรง

นัดติดตั้งระบบทำความเย็น

อุณหภูมิในบล็อกกระบอกสูบเมื่อเครื่องกำลังทำงานสามารถเพิ่มขึ้นเป็น 1900 ℃ ปริมาณความร้อนนี้มีประโยชน์เพียงบางส่วนและใช้ในโหมดการทำงานที่ต้องการ ส่วนที่เหลือจะถูกนำออกโดยระบบทำความเย็นห้องเครื่องยนต์ การเพิ่มอุณหภูมิให้สูงกว่าเกณฑ์ปกตินั้นเต็มไปด้วยผลกระทบเชิงลบที่นำไปสู่ความเหนื่อยหน่ายของสารหล่อลื่นการละเมิดช่องว่างทางเทคนิคระหว่างบางส่วนโดยเฉพาะในกลุ่มลูกสูบซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานลดลง เครื่องยนต์ร้อนจัดซึ่งเป็นผลมาจากระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ทำงานผิดปกติ เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดการระเบิดของส่วนผสมที่ติดไฟได้ซึ่งจ่ายให้กับห้องเผาไหม้

การระบายความร้อนของเครื่องยนต์ก็ไม่เป็นที่ต้องการเช่นกัน ในหน่วย "เย็น" มีการสูญเสียพลังงาน ความหนาแน่นของน้ำมันเพิ่มขึ้น ซึ่งเพิ่มแรงเสียดทานของส่วนประกอบที่ไม่หล่อลื่น ส่วนผสมที่ติดไฟได้ในการทำงานจะควบแน่นเป็นบางส่วน ซึ่งทำให้ผนังกระบอกสูบของสารหล่อลื่นเสียไป อย่างไรก็ตาม พื้นผิวของผนังกระบอกสูบจะผ่านกระบวนการกัดกร่อนอันเนื่องมาจากการสะสมของกำมะถัน

ระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาเสถียรภาพของสภาวะความร้อนที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติของเครื่องยนต์ของรถยนต์

ประเภทระบบทำความเย็น

ระบบทำความเย็นเครื่องยนต์จำแนกตามวิธีการกระจายความร้อน:

• ทำให้เย็นด้วยของเหลวในรูปแบบปิด;
• เปิดแบบ air-cooled;
• รวม (ไฮบริด) ระบบกระจายความร้อน

ปัจจุบันอากาศเย็นในรถยนต์หายากมาก ของเหลวสามารถเป็นแบบเปิดได้ ในระบบดังกล่าว ความร้อนจะถูกกำจัดผ่านท่อไอน้ำสู่สิ่งแวดล้อม ระบบปิดถูกแยกออกจากภายนอกบรรยากาศ. ดังนั้นแรงดันในระบบทำความเย็นของเครื่องยนต์ประเภทนี้จึงสูงกว่ามาก ที่ความดันสูงเกณฑ์การเดือดขององค์ประกอบทำความเย็นจะเพิ่มขึ้น อุณหภูมิสารทำความเย็นในระบบปิดสามารถสูงถึง 120℃

อากาศเย็น

การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบธรรมชาติเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการขจัดความร้อน เครื่องยนต์ที่มีการระบายความร้อนประเภทนี้จะปล่อยความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยใช้ครีบหม้อน้ำที่อยู่บนพื้นผิวของตัวเครื่อง ระบบดังกล่าวขาดการทำงานอย่างมาก ความจริงก็คือวิธีนี้ขึ้นอยู่กับความร้อนจำเพาะของอากาศโดยตรง นอกจากนี้ยังมีปัญหาเรื่องความสม่ำเสมอของการกำจัดความร้อนออกจากมอเตอร์

ความแตกต่างดังกล่าวทำให้ไม่สามารถติดตั้งยูนิตที่มีประสิทธิภาพและกะทัดรัดได้ในเวลาเดียวกัน ในระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ อากาศจะถูกจ่ายไปยังทุกส่วนอย่างไม่สม่ำเสมอ และจากนั้นต้องหลีกเลี่ยงความเป็นไปได้ที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไป ตามลักษณะการออกแบบ ครีบระบายความร้อนจะติดตั้งอยู่ในตำแหน่งของเครื่องยนต์ที่มีมวลอากาศทำงานน้อยที่สุด เนื่องจากคุณสมบัติตามหลักอากาศพลศาสตร์ ชิ้นส่วนของมอเตอร์ที่ไวต่อความร้อนมากที่สุดจะถูกวางไว้ที่มวลอากาศ ในขณะที่ส่วนที่ "เย็นกว่า" จะวางไว้ที่ด้านหลัง

บังคับอากาศเย็น

มอเตอร์ที่มีการระบายความร้อนประเภทนี้มีพัดลมและครีบระบายความร้อน ชุดของหน่วยโครงสร้างดังกล่าวช่วยให้คุณสามารถบังคับอากาศเข้าไปในระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ได้ครีบระบายความร้อน ฝาครอบป้องกันถูกติดตั้งไว้เหนือพัดลมและครีบซึ่งมีส่วนร่วมในทิศทางของมวลอากาศเพื่อระบายความร้อนและป้องกันความร้อนจากภายนอก

ข้อดีของการทำความเย็นประเภทนี้คือความเรียบง่ายของคุณสมบัติการออกแบบ น้ำหนักเบา ไม่มีการจ่ายสารทำความเย็นและหน่วยหมุนเวียน ข้อเสียคือระดับเสียงรบกวนสูงของระบบและความเทอะทะของอุปกรณ์ นอกจากนี้ ในการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ ปัญหาเกี่ยวกับความร้อนสูงเกินไปภายในตัวเครื่องและการกระจายของอากาศยังไม่ได้รับการแก้ไข แม้จะติดตั้งปลอกแล้ว

การเตือนเครื่องยนต์ร้อนจัดประเภทนี้ถูกใช้อย่างแข็งขันจนถึงยุค 70 การทำงานของระบบทำความเย็นเครื่องยนต์แบบใช้อากาศบังคับได้รับความนิยมในรถยนต์ขนาดเล็ก

ทำความเย็นด้วยของเหลว

ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นที่นิยมและแพร่หลายมากที่สุด กระบวนการกำจัดความร้อนเกิดขึ้นโดยใช้สารทำความเย็นเหลวที่หมุนเวียนผ่านองค์ประกอบหลักของเครื่องยนต์ผ่านเส้นปิดพิเศษ ระบบไฮบริดผสมผสานองค์ประกอบของการระบายความร้อนด้วยอากาศในเวลาเดียวกันกับของเหลว ของเหลวถูกทำให้เย็นลงในหม้อน้ำที่มีครีบและพัดลมที่มีปลอกหุ้ม นอกจากนี้ หม้อน้ำดังกล่าวจะถูกระบายความร้อนด้วยมวลอากาศเมื่อรถเคลื่อนที่

ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวของเครื่องยนต์ทำให้เกิดเสียงรบกวนน้อยที่สุดระหว่างการทำงาน ประเภทนี้เก็บความร้อนได้ทุกที่และขจัดออกจากเครื่องยนต์ด้วยค่าสูงประสิทธิภาพ

ตามวิธีการเคลื่อนที่ของสารทำความเย็นเหลว ระบบจัดประเภท:

• การไหลเวียนแบบบังคับ - การเคลื่อนที่ของของไหลเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของปั๊มที่เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์และระบบทำความเย็นเอง
• การไหลเวียนของเทอร์โมไซฟอน - การเคลื่อนไหวเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างในความหนาแน่นของสารทำความเย็นที่ร้อนและเย็น
• วิธีผสม - การไหลเวียนของของเหลวทำงานพร้อมกันในสองวิธีแรก

อุปกรณ์ระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์

การออกแบบการระบายความร้อนด้วยของเหลวมีโครงสร้างและองค์ประกอบเหมือนกันสำหรับทั้งเครื่องยนต์เบนซินและดีเซล ระบบประกอบด้วย:

• บล็อกหม้อน้ำ;
• ออยคูลเลอร์
• พัดลม ติดตั้งผ้าห่อศพแล้ว
• ปั๊ม (ปั๊มแรงเหวี่ยง);
• ถังขยายของไหลอุ่นและการควบคุมระดับ
• เทอร์โมสตัทหมุนเวียนของสารทำความเย็น

เมื่อล้างระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ โหนดเหล่านี้ทั้งหมด (ยกเว้นพัดลม) จะได้รับผลกระทบเพื่อให้ทำงานต่อไปได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

น้ำหล่อเย็นไหลเวียนผ่านเส้นภายในบล็อก จำนวนทั้งหมดของข้อความดังกล่าวเรียกว่า "เสื้อระบายความร้อน" ครอบคลุมพื้นที่เสี่ยงต่อความร้อนที่สุดของเครื่องยนต์ สารทำความเย็นเคลื่อนที่ไปตามนั้นดูดซับความร้อนและนำไปที่บล็อกหม้อน้ำ เย็นลงเขาวนซ้ำเป็นวงกลม

การทำงานของระบบ

หนึ่งในองค์ประกอบหลักในอุปกรณ์ของระบบทำความเย็นเครื่องยนต์ถือเป็นหม้อน้ำ หน้าที่ของมันคือการทำให้สารทำความเย็นเย็นลง ประกอบด้วยลังหม้อน้ำซึ่งภายในมีการวางท่อสำหรับการเคลื่อนที่ของของไหล สารหล่อเย็นเข้าสู่หม้อน้ำผ่านท่อด้านล่างและออกทางท่อด้านบนซึ่งติดตั้งอยู่ในถังด้านบน ด้านบนของถังมีคอปิดด้วยวาล์วพิเศษ เมื่อแรงดันในระบบทำความเย็นเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น วาล์วจะเปิดขึ้นเล็กน้อยและของเหลวจะเข้าสู่ถังขยายซึ่งติดตั้งแยกต่างหากในห้องเครื่อง

บนหม้อน้ำยังมีเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ส่งสัญญาณให้คนขับทราบเกี่ยวกับความร้อนสูงสุดของของเหลวผ่านอุปกรณ์ที่ติดตั้งในห้องโดยสารบนแผงข้อมูล ในกรณีส่วนใหญ่ พัดลม (บางครั้งสองตัว) ที่มีปลอกติดอยู่กับหม้อน้ำ พัดลมจะทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อถึงอุณหภูมิวิกฤตของสารหล่อเย็น หรือทำงานโดยใช้กำลังจากไดรฟ์ด้วยปั๊ม

ปั๊มทำให้น้ำหล่อเย็นไหลเวียนทั่วทั้งระบบอย่างต่อเนื่อง ปั๊มได้รับพลังงานหมุนเวียนโดยใช้สายพานขับจากรอกเพลาข้อเหวี่ยง

เทอร์โมสตัทควบคุมการไหลเวียนของสารทำความเย็นวงกลมขนาดใหญ่และขนาดเล็ก เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์เป็นครั้งแรก เทอร์โมสตัทจะหมุนเวียนของเหลวเป็นวงกลมเล็กๆ เพื่อให้หน่วยเครื่องยนต์อุ่นขึ้นจนถึงอุณหภูมิการทำงานเร็วขึ้น หลังจากนั้นเทอร์โมสตัทจะเปิดวงกลมขนาดใหญ่ของระบบทำความเย็นเครื่องยนต์

สารป้องกันการแข็งตัวหรือน้ำ

น้ำหรือสารป้องกันการแข็งตัวใช้เป็นน้ำยาหล่อเย็น เจ้าของรถยุคใหม่เพิ่มมากขึ้นใช้หลัง น้ำจะแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์และเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการกัดกร่อน ซึ่งส่งผลเสียต่อระบบ ข้อได้เปรียบเพียงอย่างเดียวคือมีการกระจายความร้อนสูงและอาจมีความพร้อมใช้งาน

สารป้องกันการแข็งตัวจะไม่แข็งตัวเมื่อเย็น ป้องกันการกัดกร่อน ป้องกันการสะสมของกำมะถันในระบบทำความเย็นเครื่องยนต์ แต่มีการถ่ายเทความร้อนต่ำกว่า ซึ่งส่งผลเสียต่อฤดูร้อน

ความผิดพลาด

ผลที่ตามมาของความล้มเหลวในการทำความเย็นคือความร้อนสูงเกินไปหรืออุณหภูมิของเครื่องยนต์ลดลง ความร้อนสูงเกินไปอาจเกิดจากของเหลวในระบบไม่เพียงพอ ปั๊มไม่เสถียรหรือการทำงานของพัดลม นอกจากนี้ เทอร์โมสตัททำงานผิดปกติเมื่อเปิดวงกลมระบายความร้อนขนาดใหญ่

ระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ที่ขัดข้องอาจเกิดจากการปนเปื้อนอย่างรุนแรงของหม้อน้ำ การหย่อนของท่อ ฝาหม้อน้ำมีประสิทธิภาพการทำงานต่ำ ถังขยาย หรือสารป้องกันการแข็งตัวคุณภาพต่ำ