دمای موتور خودرو بر اثر احتراق ، به شدت افزایش پیدا می کند. بنابراین باید به روشی حرارت تولید شده در داخل سیلندر را به محیط خارج از سیلندر منتقل کنیم.

دمای بهینه برای کارکرد بهتر موتور خودرو ، در حدود 90 درجه می باشد. یعنی اجزای موتور خودرو ( شاتون ، پیستون و…) برای کار کردن در دمای 90 درجه طراحی شده اند و دمای بالاتر یا پایین تر از حد استاندارد ، به اجزای موتور فشار وارد می کند و گاهی اوقات باعث آسیب به این اجزا می شود.

برای خنک کاری موتور ، از ترکیب آب و ضدیخ استفاده می شود. ضدیخ مایعیست که با آب ترکیب می شود و علاوه بر جلوگیری از یخ زدگی آب در زمستان ، مانع از خوردگی (پوسیدگی) اجزای موتور مانند سیلندر ، سرسیلندر و … می شود ، به محلولی که شامل آب و ضدیخ باشد اصطلاحا آب رادیاتور می گویند ، برای خنک کاری موتور خودرو با آب رادیاتور ، داخل بلوک سیلندر و سر سیلندر ، مسیرهایی برای عبور آب رادیاتور ایجاد می کنند.

در شکل زیر ، برشی از داخل یک سیلندر ، سرسیلندر و اجزای داخل آنها می بینید. مسیرهای عبور آب ، با رنگ سبز نشان داده شده است (شماره 2) و سایر اجزا نیز شماره گذاری شده اند.

مسیر عبور آب در موتور

شماره 1 ، بادامک و میل بادامک سوپاپ ورودی سیلندر ، شماره 2 ، شیارها و مسیرهای عبور جریان آب جهت خنک کاری بلوک سیلندر ، سرسیلندر و سایر اجزا داخل موتور. شماره 3 ، میل لنگ ، شماره 4 ، شاتون ، شماره 5 ، پیستون ، شماره 6 ، سوپاپ های ورودی و خروجی ، شماره 7 ، بادامک و میل بادامک سوپاپ خروج دود و شماره 8 ، شمع موتور می باشد.

در یک بلوک سیلندر و سرسیلندر واقعی نیز می توانید این مسیرها را مشاهده کنید.

در شکل زیر ، شیار عبور آب در داخل بلوک سیلندر را با هاله ای از رنگ آبی مشخص کرده ایم.

شیار عبور آب در داخل بلوک سیلندر

در شکل پایین نیز شیارهای عبور آب در سر سیلندر خودرو را با خط های سبز مشخص کرده ایم.

شیار های عبور آب در سر سیلندر

آبی که در این شیارها گردش می کند ، گرم می شود و نیاز به خنک شدن دارد. برای به گردش درآمدن آب در سیلندرها ، از پمپ استفاده می کنند که اصطلاحا واتر پمپ نامیده می شود ، هنگامی که آب داخل این شیارهای بلوک سیلندر و سرسیلندر ، به اندازه کافی گرم شد ، می بایست به خارج از موتور برود و خنک شود و مجددا به داخل سیلندر برگردد.

شکل زیر را ببینید.

با روشن شدن موتور ، آب موجود در اطراف سیلندر های موتور (شماره 1) کم کم گرم می شود ، واتر پمپ شماره 2 ، آب خنک کننده را در اطراف سیلندرها و همچنین به سمت لوله های خروجی به جریان می اندازد.(مسیر ورود و خروج آب به سیلندرها با فلش های آبی نمایش داده شده است). هنگامی که آب ، به اندازه کافی گرم شد ، ترموستات شماره 3 ، اجازه خروج آب به سمت رادیاتور شماره 4 را می دهد ، از آنجایی که رادیاتور در مسیر عبور هوا (معمولا جلوی خودرو) قرار می گیرد ، با مکش هوا توسط پروانه شماره 5 و عبور جریان هوا (شماره 6) ، آب داخل رادیاتور ، خنک می شود و سپس به داخل سیلندر بر می گردد.از آنجایی که آب گرم شده ، حجم بیشتری اشغال می کند ، لوله شماره 7 برای سرریز آب اضافی ، درنظر گرفته شده است.

عملکرد سیستم خنک کاری ماشین

سیستمی که نشان داده شد ، ساده ترین سیستم بود که در خودروهای اولیه استفاده می شده ، ولی سیستم خنک کننده ی خودروهای امروزی از جهاتی اصلاح شده اند که در ادامه خواهید دید.

بخاری

یکی از اصلاحات ، استفاده از آب گرم داخل سیلندر ، به عنوان بخاری ، برای گرم کردن داخل اتاق خودرو می باشد ، به شکل زیر نگاه کنید. آب گرم شده در اطراف سیلندر (شماره 1) ، ابتدا در لوله شماره 3 جریان یافته و پس از گرم کردن رادیاتور کوچک شماره 4 که رادیاتور بخاری خودرو نیز نامیده می شود ، از لوله شماره 7 ، به واترپمپ شماره 8 و سپس از لوله شماره 9 به محیط شماره 1 برمیگردد ، با روشن شدن فن شماره 5 ، جریان هوای سرد داخل ماشین ، از رادیاتور شماره 4 گذشته و گرم می شود ، سپس این هوای گرم ، از دریچه های شماره 6 ، به داخل اتاق خودرو رفته و باعث گرم شدن اتاق خودرو و سرنشینان می شود. قطعه شماره 2 نیز دمای آب وارد شده به سیستم بخاری را کنترل می کند.

روش دقیق خنک کاری خودرو به همراه اجزای آن

پس از آنکه رادیاتور بخاری گرم شد و دمای آب ، به بیش از حد مجاز رسید ، ترموستات A اجازه جاری شدن آب ، داخل لوله B  را می دهد ، لوله B ، آب را به رادیاتور C می رساند ، با چرخش فن E ، هوا از پره های رادیاتور گذشته و آب داغ را خنک تر می کند. آب خنک شده از طریق لوله D به واترپمپ شماره 8 برگشته و توسط لوله 9 ، به محیط شماره 1 برمی گردد.

در این سیستم ، به جای لوله سرریز آب ، از مخزن نگهداری جداگانه (مخزن H) جهت نگهداری آب اضافه استفاده می کنند. همچنین برای هواگیری آب رادیاتور ، از درپوش Z ، اضافه کردن آب رادیاتور از درپوش G و برای گرداندن پروانه و همچنین واترپمپ ، از سیستم پولی و تسمه متصل به میل لنگ خودرو استفاده می کنند.

واترپمپ

همانطور که اشاره شد واتر پمپ خودرو وظیفه ی گردش آب رادیاتور ، درون موتور ، رادیاتور و همچنین سیستم بخاری خودرو را برعهده دارد ، از طریق سیستم تسمه و پولی به گردش در می آید. برای اطلاعات بیشتر درباره سیستم تسمه و پولی ، مبحث تسمه و پولی را مطالعه بفرمایید. در شکل زیر چند مدل واتر پمپ را مشاهده می کنید.

واتر پمپ خودرو

و در شکل زیر مکان قرارگیری واترپمپ ، نشان داده شده است.

محل نصب واتر پمپ خودرو

ترموستات

در شکل زیر نیز یک مدل ترموستات نشان داده شده.

ترموستات خودرو

به شکل زیر نگاه کنید. عملکرد ترموستات به این صورت است که آب توسط نیروی واترپمپ ، همواره از طریق مسیر B به سمت ترموستات ، پمپاژ می شود ، اگر دمای آب زیر 90 درجه باشد (دمای 90 درجه مطلق نیست و بستگی به نوع ترموستات دارد) ترموستات ، اجازه ورود آب به مسیر C را نمی دهد ، اما هنگامی که دمای آب به بیش از 90 درجه رسید ، اجازه ورود آب به مسیر C را داده و مسیر C آب را به سمت رادیاتور خودرو می برد.(مسیر A در بعضی خودروها کاربرد دارد و به آن نمی پردازیم)

عملکرد ترموستات خودرو

رادیاتور

در شکل زیر یک رادیاتور را مشاهده می کنید. رادیاتورها ، معمولا در جلوی خودرو به کار می روند که میزان جریان هوا زیاد است.

رادیاتور خودرو

رادیاتور دارای لوله های بسیار نازک برای عبور آب می باشد و در بین این لوله ها ، پره های بسیار زیادی قرار داده شده تا با گردش هوا از بین پره های رادیاتور ، حرارت از آب به هوای عبوری منتقل شود.

فن خنک کننده رادیاتور

برای عبور بهتر هوا از رادیاتور ، از فن های خنک کننده در جلو یا عقب رادیاتور استفاده می کنند. اگر فن در عقب رادیاتور قرار داشته باشد (که معمولا اینگونه است) فن ، مکنده می باشد یعنی با مکش هوا ، باعث می شود هوا از جلوی رادیاتور به سمت عقب آن جریان پیدا کند. ولی اگر در جلوی رادیاتور باشد ، فن ، دمنده می باشد ، یعنی با دمیدن هوا به جلوی رادیاتور و خروج هوا از عقب آن ، باعث خنک شدن رادیاتور می شود. در شکل زیر یک نمونه فن مکنده را مشاهده می کنید که در عقب رادیاتور قرار دارد.

فن خنک کننده رادیاتور

در خودروهای امروزی ، از فنهای برقی استفاده می کنند و فن های مکانیکی که نیروی خود را از تسمه و پولی بگیرند منسوخ شده اند. در شکل زیر یک نمونه فن الکتریکی مشاهده می کنید.

فن برقی رادیاتور

فن برقی نصب شده در عقب رادیاتور را در شکل زیر مشاهده می کنید.

فن برقی نصب شده در خودرو

در بعضی خودروها برای خنک کاری بهتر رادیاتور ، از دو فن دوبل استفاده می کنند.

فن رادیاتور دوبل

در شکل زیر ، استفاده از فن در پشت یک رادیاتور را مشاهده می کنید.

فن دوبل برقی در پشت رادیاتور

مخزن انبساط

مخزن ذخیره سرریز (مخزن انبساط نیز نامیده می شود) که در خودروهای امروزی به جای لوله سرریز به کار می روند ، معمولا دارای دو لوله می باشند ، لوله بالایی (با خط آبی نمایش داده شده) ورودی مخزن می باشد که در صورت ازدیاد دمای رادیاتور ، آب به این مخزن وارد می شود. لوله ی پایینی (با نقطه های زرد نمایش داده شده) خروجی مخزن می باشد که در صورت کمبود آب رادیاتور ، آب از مخزن وارد رادیاتور می شود.

مخزن انبساط خودرو

همانطور که در ابتدای صفحه اشاره شد رادیاتور محلولی از آب و ضدیخ می باشد که خاصیت ضدیخ و ضدجوش و البته خورندگی دارد و باید آب را پس از مخلوط کردن با این مایع (به نسبت مشخص) در داخل رادیاتور ریخت و سطح آب رادیاتور و منبع انبساط را هر از چندگاهی یک بار کنترل کرد تا رادیاتور دچار کمبود آب نشود.

آب رادیاتور