نظام تبريد محرك السيارة: كيف يعمل؟وما هي أجزاؤه؟

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٣:١٩ ، ٢٥ أغسطس ٢٠٢٠
نظام تبريد محرك السيارة: كيف يعمل؟وما هي أجزاؤه؟

نظام تبريد محرك السيارة

إن نظام تبريد المحرك Cooling system من أهم الأجزاء في سيارتك، وهو أحد أهم مكونات السيارة المسؤولة عن الحفاظ على درجة حرارة المحرك طبيعية والتي تبلغ حوالي 80 درجة مئوية، كما أنه مسؤول عن نقل حرارة غرفة الاحتراق إلى كل أجزاء المحرك، مما يحسن من كفاءة عمل المحرك، إضافة إلى أنه يحول دون ارتفاع درجة حرارة المحرك أكثر من اللازم، إذ تؤدي عملية الاحتراق إلى ارتفاع درجة حرارة المحرك، مما يستدعي تبريده ليتمكن من العمل بسلاسة، إذ يعمل نظام التبريد على نقل الحرارة والهواء الساخن من مكونات المحرك عبر سلسة من المكونات لتبريده، ومن الجدير بالذكر أن نظام التبريد ينقسم لنوعين رئيسيين، وهما:[١]

  • نظام تبريد الهواء "Air Cooling system": والذي يتمحور دوره في نقل الحرارة باستخدام الهواء.
  • نظام تبريد الماء "Water cooling system": والذي يساعد على نقل الحرارة باستخدام الماء وسوائل التبريد الأخرى.


كيف يعمل نظام تبريد محرك السيارة؟

قد تتساءل عن مبدأ عمل نظام تبريد محرك سيارتك، يمكننا القول بأن المحرك يمتلك ما يسمى بنظام التبريد Cooling system المكون من عدة أجزاء، وذلك لحدوث عملية احتراق للوقود مولدة للحرارة بداخله، مما قد يؤدي إلى تلف المحرك في حال تعرضه لدرجة حرارة عالية دون العمل على تبريدها مباشرة، ومن الجدير بالذكر أن أجزاء نظام التبريد في سيارتك تعتمد بشكل أساسي على السائل للتبريد والذي يُضاف له أحيانًا مضادًا للتجمد، إذ يزود محرك السيارة بقنوات داخلية تسمح لسائل التبريد بالجريان بواسطتها، مما يؤدي إلى انتقال الحرارة من المحرك الى السائل، وبالتالي ينتقل سائل التبريد عبر خراطيم الراديتر Radiator hoses إلى المبرد، وهو أحد المكونات المسؤولة عن إخراج حرارة السائل إلى خارج السيارة، ليعود ذلك السائل مرة أخرى إلى المحرك ويمتص الحرارة، ومن الجدير بالذكر أن الجزء المسؤول عن حركة السائل داخل النظام ليس إلا مضخة خاصة مثبتة على المحرك، علمًا أنها تدور بمجرد دوران المحرك.[٢]


أجزاء نظام تبريد محرك السيارة

يجهل الكثير من سائقي السيارات أهمية سلامة عمل نظام تبريد محرك السيارة، إذ يعتمد عمل محرك الاحتراق الداخلي بكفاءة وانبعاثات منخفضة على سلامة نظام التبريد، وذلك لأهميته في الحفاظ على درجة حرارة التشغيل، والوصول إليها في الوقت المحدد، كما يعمل نظام تبريد محرك السيارة على تزويد مقصورة الركاب في سيارتك بالحرارة المطلوبة، ولكن قد تتساءل عن الأجزاء الداخلة في تكوين هذا النظام المهم، إذ يتكون نظام التبريد من أجزاء عديدة قد تبدو معقدة غالبًا،[٣]لذلك لك عمل كل جزء من هذه الأجزاء:[١]

  • الراديتر أو المبرد "Radiator": يمكن تعريف الراديتر بأنه أحد مكونات السيارة المصنوعة من الحديد والمستخدمة في تبريد المحرك، علمًا أنه يعمل على نقل درجة الحرارة من الماء إلى الهواء الحر، وذلك بالاستفادة من تدفق الهواء المار عبر زعانف أو شفرات المبرد radiator fins، إذ توجه درجة الحرارة الساخنة إلى قلب المبرد radiator core، ثم توجه إلى المبرد الأساسي العامل على إعادة توجيهها مباشرة إلى زعنفة المبرد، ومن الجدير بالذكر أنه الراديتر يتكون من أجزاء عديدة، أهمها:
    • الخزان العلوي: وهو الخزان المستخدم لحفظ الماء الساخن، أو سائل تبريد المحرك.
    • الخزان السفلي: وهو الخزان المستخدم لحفظ السائل المبرد؛ وذلك لإعادته إلى المحرك مرة أخرى.
    • زعانف أو شفرات المبرد radiator fin: وهي عبارة عن شفرات مصنوعة من زنك رقيق مكون من عدة أنوية موجودة على سطح الراديتر، علمًا أنها تُستخدم كمستقبلات حرارة من النوى، وهي المكون المسؤول عن إطلاق الحرارة إلى الهواء المار عبرها، كما يحدد عدد الأنوية مقدار طاقة التبريد المتوقع حملها بواسطة الراديتر.
    • قلب الراديتر radiator core: وهو عبارة عن قناة مسطحة الشكل تربط الخزان العلوي بالخزان السفلي.
  • غطاء الردايتر "Radiator Cap": يمكن تعريف غطاء الردايتر بأنه غطاء مزود بمكونات تنظم الضغط داخل نظام التبريد، إذ يعمل هذا الجزء كغطاء لخزان الراديتر العلوي، إضافة إلى الحفاظ على ضغط الهواء داخل نظام التبريد كاملًا، علمًا أن هيكل الغطاء لا يشبه أي غطاء آخر؛ نظرًا لاحتوائه على عدة أجزاء بداخله، إذ يعمل الجزء الرئيسي من غطاء المبرد وهو الزنبرك على دفع الصمام إلى الأسفل؛ وذلك حتى يمكن الصمام من إغلاق قناة المبرد في الوضع الطبيعي، أما في حال ازدياد الضغط داخل المبرد فسيقاوم الزنبرك فرق الضغط الواقع عليه، مما يتسبب في فتح الصمام، وخروج الهواء المضغوط من المبرد؛ ليصبح ضغط الهواء داخل المبرد أكثر استقرارًا، ولكن قد تتساءل عن سبب حدوث تغيرات لضغط الهواء داخل نظام التبريد؟ لا بد أن تعلم بأنه يعزى السبب في ذلك إلى تقلبات درجة حرارة المبرد؛ فكلما ارتفعت درجة الحرارة أدى ذلك إلى زيادة تبخر الماء، مما يؤثر على ضغط الهواء وازدياده داخل النظام.
  • خراطيم الراديتر "Radiator hoses": يمكن تعريف خراطيم الراديتر بأنها أحد مكونات السيارة المرنة، والمصنوعة من مطاط خاص مصمم للبقاء في درجات حرارة عالية، إذ تتمثل وظيفة خراطيم الراديتر في نقل سائل التبريد من المحرك إلى الراديتر، ثم يعيده إلى المحرك مرة أخرى بعد تبريد السائل، ومن الجدير بالذكر أنه يوجد ثلاثة أنواع من الخراطيم في نظام التبريد يمكن توضيحها كما يلي:
    • خرطوم مدخل الراديتر Radiator input hose: وهو الخرطوم المستخدم لنقل سائل التبريد من المحرك إلى الراديتر بدرجة حرارة عالية.
    • خرطوم مخرج الراديتر Radiator Outlet hose: وهو الخرطوم المستخدم لنقل سائل التبريد من الراديتر إلى المحرك بدرجة حرارة منخفضة.
    • خرطوم التمرير pass hose: وهو الخرطوم المستخدم لنقل سائل التبريد لعدة مكونات في وقت واحد كالخزان والسخان.
  • الثيرموستات "Thermostat": يمكن تعريف الثيرموستات بأنها أحد أهم مكونات نظام التبريد المسؤولة عن تسريع المحرك؛ وذلك للحصول على درجة الحرارة المطلوبة للتشغيل، وذلك بفتح وإغلاق الصمام المنفذ بين قمصان التبريد water jacket وخرطوم المبرد عالي الحرارة، إذ يُغلق منظم الحرارة بالكامل عندما تكون درجة حرارة المحرك منخفضة، مما يجعل دوران المبرد مغلقًا داخل قمصان التبريد، وبالتالي تزداد درجة حرارة المحرك سريعًا، علمًا أن حرارة غرفة الاحتراق تتوزع في جميع أجزاء المحرك بواسطة نظام التبريد، ومن الجدير بالذكر أن منظم الحرارة يُفتح ببطء عندما تصل درجة حرارة المحرك إلى ± 80 درجة مئوية؛ وذلك لتدوير سائل التبريد وإيصاله إلى الراديتر، ففي حين تستخدم بعض الثيرموستات محرك كهربائي لفتح وغلق الصمام، إلا أن البعض الآخر منها يعمل تلقائيًا بواسطة شمع خاص يتفاعل مع درجة الحرارة المؤثرة عليه.
  • قمصان التبريد أو القمصان المائية "Water jacket": يمكن تعريف القمصان المائية أو قمصان التبريد بأنها الغرفة المسؤولة عن امتصاص حرارة المحرك بالتساوي في نظام التبريد، إذ تمتلئ القنوات الموجودة حول المحرك بسائل التبريد، مما يؤدي إلى تشكل القنوات كقميص أو غلاف على كتلة الأسطوانة، كما يؤدي عمل المحرك إلى تولد حرارة ناتجة عن الاحتراق، وزيادة درجة حرارة كل من كتلة المحرك ورأس الأسطوانة، إضافةً إلى تدفق الحرارة على طول تيار سائل التبريد باتجاه الراديتر؛ نتيجة لتدفق سائل التبريد عبر القمصان المائية.
  • الخزانات الاحتياطية "Reservoir tanks": وهو أنبوب مسؤول عن تخزين سائل التبريد المبخر، إذ يتبخر سائل التبريد في حال ارتفاع درجة حرارة المحرك، مما يؤدي إلى زيادة ضغط الهواء داخل النظام، لذلك يوجه سائل التبريد المبخر عبر غطاء المبرد إلى الأنبوب؛ لتثبيت ضغط الهواء، وتكثيف الرطوبة لتصبح سائلة مرة أخرى، ثم إعادة توجيه البخار الذي تحول إلى سائل إلى نظام التبريد عندما يفرغ الضغط داخل النظام، مما يمنع نقصان سائل التبريد داخل النظام.
  • مروحة التبريد "Cooling fan": يمكن تعريف مروحة التبريد Cooling fan بأنه أحد مكونات نظام التبريد المسؤولة عن خفض درجة حرارة الراديتر، إذ يقوم مبدأ عملها على دفع الهواء من الخارج عبر زعانف الراديتر radiator fins، ومن الجدير بالذكر أن مروحة التبريد تنقسم لنوعين، وهما:
    • مروحة تبريد تحويلية Convetional Cooling Fan: يعتمد عمل المروحة التحويلية على تشغيل المحرك، إذ تدور المروحة عدد دورات أقل عند تشغيل المحرك على عدد دورات قليلة في الدقيقة؛ نظرًا لأن المروحة مرتبطة ببكرة المحرك بواسطة حزام خاص v belt، وبالتالي فهي تعتمد على عمله.
    • مروحة التبريد الكهربائية Electric coolong fan: يعتمد عمل المروحة الكهربائية على التيار الكهربائي، إذ يتدفق التيار عبر مروحة المحرك عندما تكون درجة حرارة سائل التبريد أعلى من درجة حرارة عمل المحرك، ومن الجدير بالذكر أن هذا النوع أكثر كفاءة من المروحة التحويلية.
  • مضخة المياه "Water pump": قد تلاحظ احتواء نظام التبريد على مضخة مياه تحديدًا داخل القمصان المائية Water jacket، إذ تعمل المضخة على تدوير سائل التبريد وتمريره إلى قناة التبريد، فعند إغلاق المضخة بواسطة منظم الحرارة (الثيرموستات) ستتدفق المياه في قمصان التبريد، مما يساعد على خفض حرارة المحرك، أما في حال فتح المضخة بواسطة منظم الحرارة سيتدفق سائل التبريد إلى الراديتر عبر القمصان المائية؛ لتقليل درجة حرارة الراديتر، ومن الجدير بالذكر أن مضخة المياه تنقسم لنوعين، وهما:
    • مضخة المياه التقليدية Convetional Water pump: والتي تعمل بواسطة قوة المحرك.
    • مضخة المياه الكهربائية Electric Water pump: والتي تعمل بواسطة التيار الكهربائي.
  • ميزان الحرارة "Thermometer" ومؤشر الحرارة "heat indicator": قد تلاحظ أثناء قيادتك ارتفاع درجة حرارة المبرد على لوحة القيادة، إذ يعمل ميزان الحرارة Thermometer المدمج بنظام التبريد على قياس درجة حرارة المبرد تلقائيًا، ومن الجدير بالذكر أن السيارات الحديثة مزودة بأجهزة استشعار للصدمات الكهربائية ECT sensors بدلًا من ميزان الحرارة. كما يدمج مؤشر حرارة المحرك Engine heat indicator بميزان الحرارة؛ لقياس درجة حرارة سائل تبريد المحرك أثناء القيادة، إذ يتمحور هدف هذين المكونين في منع ارتفاع درجة حرارة المحرك، وذلك بعرض درجة حرارة سائل التبريد مباشرة على لوحة معلومات الشاشة الموجودة على لوحة القيادة أمامك، وبالتالي ستتمكن من مراقبة درجة الحرارة المثالية لسيارتك من خلالها.


صيانة نظام تبريد محرك السيارة

يعد الحفاظ على نظام تبريد سيارتك أمرًا ضروريًا لإطالة عمر وكفاءة المحرك، إذ يتحول حوالي 70% من مصدر الطاقة الرئيسي في السيارة وهو الوقود إلى حرارة، وتتمحور مهمة نظام التبريد في تبديد تلك الحرارة للحفاظ على عمل أجزاء السيارة بسلاسة، وإليك بعض الخطوات التي ستساعدك صيانة نظام تبريد محرك سيارتك:[٤]

  • راجع دليل ملكية السيارة لمعرفة النسبة المثالية لخلط الماء مع سائل التبريد، علمًا أن إضافة كمية خاطئة من سائل التبريد قد يؤدي إلى تلف مضخة المياه Water pump.
  • انتظر حتى يبرد المحرك تمامًا، ومن ثم ابدأ بالعمل على صيانة نظام التبريد.
  • حرر غطاء الراديتر Radiator Cap بتدويره بعكس اتجاه عقارب الساعة، ثم املأ سائل التبريد الموصى به، إذ عليك أن تنتبه إلى مستوى السائل الذي عليك وضعه وفقًا لدليل المالك الخاص بسيارتك.
  • راقب مؤشر درجة حرارة heat indicator للتأكد من عدم تجاوز السيارة درجة الحرارة المثالية، كما عليك التأكد من عدم وجود تسرب في نظام التبريد.
  • افحص مضخة المياه بحثًا عن أي علامات احتراق، إذ يشير ذلك إلى وجود تسرب في المضخة، كما يؤدي التسرب إلى انبعاث سوائل مضغوطة، إضافة إلى صدور أصوات غير مألوفة في سيارتك.
  • تأكد من عدم وجود أي تسريبات في الخزانات الاحتياطية بلف قطعة قماش نظيفة حول غطاء الراديتر، فإذا لاحظت وجود سوائل فهذا يدل على وجود تسرب.
  • افحص مقاييس درجة الحرارة، ومروحة المبرد، إذ يشير عدم عمل المروحة بسلاسة إلى وجود مشكلة، علمًا أن إصلاحها بسيط وغير مكلف.
  • افحص منظم الحرارة الموجود غالبًا أسفل الخرطوم الواصل بين المحرك والراديتر، علمًا أن استبداله أمر ضروري في حال عدم عمله.
  • افحص الراديتر للتأكد من عدم وجود بقع باردة بعد أن يكون المحرك دافئًا، إذ يشير وجود بقع باردة إلى وجود انسداد في مكان ما في الراديتر، ثم حرر خراطيم الردايتر وافحصها.
  • اعرض السيارة على ميكانيكي إذا لم تتمكن من حل أي من تلك المشاكل، واحرص على صيانة نظام التبريد دوريًا لتجنب أي أعطال ناتجة عنه.


قد يُهِمُّكَ

كثيرًا ما يتعرض نظام تبريد المحرك إلى أعطال، مما قد يجبرك على تغيير أحد مكونات السيارة، لذلك إليك بعض النصائح التي ستساعدك في الحفاظ على نظام التبريد لأطول فترة ممكنة:[٥]

  • استبدل سائل التبريد من فترة لأخرى كما هو موصى به في دليل مالك السيارة.
  • احرص على عدم الخلط بين أي سائل آخر خاص بسيارتك وسائل التبريد؛ لضمان عدم تلوث سائل التبريد.
  • اغسل نظام التبريد كاملًا باستخدام منتج تنظيف عالي الجودة من فترة لأخرى.
  • تأكد من مراعاة نسب الخلط الصحيحة بين الماء وسائل التبريد عند إضافتها؛ تجنبًا لحدوث التآكل.
  • افحص خراطيم الرادتير لتتأكد من عدم وجود أي تمدد واضح، كما عليك التأكد من سلامة غطاء الراديتر من وقت لآخر.
  • افحص زعانف الراديتر والأنابيب الأساسية بانتظام؛ نظرًا لإمكانية تآكلها، ووجوب استبدالها من فترة لأخرى.
  • تأكد من سلامة منظم الحرارة بانتظام؛ نظرًا لأهميته في إدارة درجة حرارة المحرك، إذ يؤدي تشغيل السيارة في حالة ارتفاع درجة الحرارة إلى عواقب وخيمة للغاية؛ كتلف حشوة الرأس، وانفجار المحرك، إضافة إلى احتمالية اشتعال السيارة، لذلك احرص على فحص سلامة عمل منظم الحرارة.


المراجع

  1. ^ أ ب "10 Cooling System Parts And Function", autoexpose, Retrieved 25-8-2020. Edited.
  2. Alex Muir, "How an engine cooling system works", www.howacarworks.com, Retrieved 2020-08-19. Edited.
  3. "ENGINE COOLING - BASICS", www.hella.com, Retrieved 2020-08-19. Edited.
  4. "How to Maintain a Car Cooling System", www.wikihow.com, 2019-03-29, Retrieved 2020-08-19. Edited.
  5. "Tips for cooling system maintenance", www.mechanic.com.au, Retrieved 2020-08-19. Edited.