نمونه سوالات اصلی آیین نامه

ترموستات چیست ؟

و

چگونه کار می کند ؟

 یکی از قطعات خودرو است که علاوه بر این که به موتور اجازه میده به سرعت گرم بشه، کنترل‌ دمای موتور خودرو رو به عهده داره .
برای عملکرد صحیح موتور ، دمای آن در حد معینی باید باشد . ترموستات وسیله ای مکانیکی برای تنظیم درجه حرارت موتور اتومبیل است .

این وسیله بطور خودکار گرمای موتور را حدود 85 درجه نگه می دارد .
ترموستات مسیر ورود آب به رادیاتور را بسته است و آب ایتدا همان مسیراطراف موتور را طی می کند و وارد رادیاتور نمی شود ، تا گرمای آن به 85 درجه برسد در این حالت گرمای باعث فعال شدن ترموستات شده و جیوه ای که درون ترموستات است منبسط می شود و مسیر ورود آب به رادیاتور را باز می کند، تا در جه حرارت بیشتر بالا نرود و با کم شدن دما ، دوباره ترموستات بسته می شود.

این عمل پی در پی برای نگه داشتن حرارت موتور در دمای ایده آل تکرار می شود.
در زمستان آبی که به رادیاتور برای خنک شدن وارد می شد به یک مبدل حرارتی وارد میشود و از گرمای آن برای گرم کردن داخل اتومبیل استفاده می شود.

 توضیحاتی درباره کار ترموستات در ماشین :

 چرا ترموستات در موتور اتومبیل استفاده میشود؟
• موتور اتومبیل مقدار زیادی از انرژی شیمیایی رو به جای تبدیل به انرژی مکانیکی ، به گرما تبدیل میکنه - (شاید حدود 70 درصد).

هرچند مقداری از این گرما از سریق لوله اگزوز خارج میشه، ولی هنوز هم مقدار گرمای داخل موتور برای داغ کردن اون کافیه.

گرم بودن بیش از حد موتور باعث میشه روغن خیلی رقیق بشه و خاصیت روان کنندگی خودش رو از دست بده.

برای همین هر اتومبیلی نیاز به یه سیستم خنک کننده موتور داره ، تا دمای سیستم رو در حد متعادلی نگه داره.
اگه موتور سرد باشه، بازده موتور کم میشه و آلودگی بیشتری هم تولید میشه.

سرد بودن موتور باعث میشه که غلظت روغن بالا بره و روانکاری قطعات به خوبی صورت نگیره.

پس یک وظیفه مهم سیستم خنک کننده اینه که به موتور اجازه بده با حداکثر سرعت ممکن به دمای مناسب برسه و سپس در دمای مناسبی ثابت بشه و موتور گرم بشه. پس هر موتور خودرو یه سیتم خنک کننده می خواد و خب هر سیستم خنک کننده هم یه قطعه مهم و ضروری داره به اسم جناب ترموستات!

• ترموستات باعث می شه بخشی از آب که قراره برای خنک شدن به رادیاتور بروه به درون مبدل حرارتی بخاری ماشین بره.

پس میشه از گرمای اون برای گرم کردن فضای داخل ماشین استفاده کرد. این هم یعنی داشتن یه بخاری در فصل زمستان.

ترموستات اتومبیل چگونه کار میکند؟
• در ابتدا که موتور سرده، ترموستات مسیر ورود آب به رادیاتور رو می بنده. بنابراین آبی که برای گردش در دور سیلندر مورد استفاده است قرار می گیره فقط همون مسیر بسته دور موتور را طی می کنه و وارد رادیاتور نمی شه تا گرمای اون به 85 درجه سانتیگراد برسه. این دما باعث فعال شدن ترموستات می شه و جیوه ای که داخلشه منبسط شده و مسیر ورود آب به رادیاتور رو باز می کنه تا درجه حرارت بیشتر از این زیاد نشه. با پائین آمدن حرارت مجدداً ترموستات بسته میشه و همین چرخه مرتب تکرار میشه تا درجه حرارت موتور در حد مناسبی باقی بمونه. در واقع این ترموستات یک وسیله مکانیکی هوشمنده که کار یه شیر قطع و وصل اتوماتیک رو انجام می ده.
نداشتن ترموستات در زمستان باعث بالاتر رفتن اصطکاک در موتور، ترکیدن سرسیلندر و گرم نشدن خودرو شده و ضررهای زیادی رو به خودرو میزنه. پس داشتن ترموستات رو فراموش نکنین.

ویژگی های ترموستات سالم چیست؟
ترموستات دستگاهی یک بار مصرف و غیر قابل تعمیره. پس باید در موقع نصب به علامت فلش روی ان دقت کنیم و همیشه توجه کنیم که آیا :
1. در محدوده درجه حرارت تنظیم شده شروع به باز شدن میکنه؟
2. در درجه حرارت تنظیم شده کاملا باز میشه؟
3. حداکثر مقدار اب سیستم خنک کننده رو به رادیاتور میفرسته؟
4. بعد از اینه که بسته میشه، حریان اب رادیاتور در حد مجاز هست؟

کارکرد بهینه ترموستات ؟
• اگه سیستم خنک کننده موتور همیشه تمیز و درجه حرارت موتور در حد معمول باشه، میتونی حالا حالاها از ترموستات ماشینیت استفاده کنی.
• معمولا روی ترموستات، دمای عملکرد و باز شدن آن حک می‌‌شود. دمای استاندارد باز شدن ترموستات معمولا بین 80 تا 90 درجه سانتی‌گراد است. ترموستات باید در 93 درجه سانتی‌گراد به طور کامل باز شود. اگه ترموستات در وضعیت باز گیر کنه موتور در فصل زمستان به درجه حرارت مناسب خودش نمیرسه و از طرف دیگه اگه ترموستات در وضعیت بسته گیر کرده باشه یا در درجه حرارت بیش از حد مجاز باشه گرمای موتور زیاد میشه و اب سیستم خنک کننده شروع به جوشیدن می کنه. به طور کلی هر ترموستات باید در درجه مناسبی باز و بسته بشه، که این رو کارخونه تعیین میکنه. اگه در درجه حرارت پایین باز بشه موتور مجبوره در وضعیت خیلی سرد کار کنه که این باعث زیاد شدن مصرف سوخت، کم شدن غلظت روغن، ساییدگی سیلندر و رینگ و سایش قطعات فلزی میشه. اگه ترموستات در دمای بالا باز بشه (یا اصلا باز نشه) درجه حرارت موتور یه دفعه زیاد میشه. و اگه به کارکردن توی این حالت ادامه بده احتمال جوش امدن اب از دستگاه خنک کننده زیاده. حوش اومدن آب یعنی مسدود شده مجرای آب در اثر بخار و شل شده قطعات فلزی، و کم کم خارج شدن سوپاپها و کاسه نمدها از وضعیت اصلی و در نتیجه انفجار زودرس و روغن سوزی و گیزپاژ و خرابی کامل موتور و همه اینها یعنی مصیبت کامل!!
خب! چه طور بفهمیم ترموستات ما سالمه؟ روی بدنه ترموستات یه عدد حک شده که درجه حرارت مجاز برای عبور آب از ترموستات و گردش در رادیاتور رو نشون میده، یعنی ترموستات به آبی که دمای آن زیر دمای نوشته شده روی بدنه آن باشه، اجازه گردش در رادیاتور رو نمیده. کافیه ترموستات رو داخل آب و روی اجاق بگذارین و دماسنجی رو در داخل آب قرار بدین. اگر دمای آب به حد درجه حرارت نوشته شده برسه دهانه ترموستات باید باز شده و در زمان کمتر شدن دما دریچه بسته بشه. در غیر این صورت حتما ترموستات یه عیبی داره. (وقتی میخواین ترموستات رو سرجاش بذارین، حواستون باشه که بعضی از ترموستات ها یه سوپاپ خروجی بخار دارن، در این حالت موقع نصب اون رو طوری قرار بدین که سوپاپ ارتفاع بیشتری نسبت به نقاط دیگه داشته باشه) .

سیستم خنک‌کاری موتور خودرو

 موتورهای بنزینی گرچه تا حدزیادی بهبود یافته‌ و اصلاح شده‌اند، اما هنوز بازده بالایی برای تبدیل انرژی شیمیایی به توان مکانیکی ندارند. بیشترین میزان انرژی موجود در بنزین (شاید 70درصد) به گرما تبدیل می‌شود و مهم‌ترین وظیفه سیستم خنک‌کاری خودرو، مراقبت و استفاده صحیح از گرمای ایجاد شده است.
در واقع، نخستین وظیفه سیستم خنک‌کاری خودرو، جلوگیری از گرم‌شدن بیش از حد مجاز خودرو ازطریق انتقال گرما به هوای بیرون خودرو است. موتور خودرو، بهترین عملکرد را در دمای مناسب و بهینه بالای خود دارد. وقتی موتور سرد است، عملکرد اجزای آن با نقصان مواجه می‌شود و بازده موتور کمتر و در نتیجه آلودگی ایجاد شده بیشتر می‌شود. بنابراین، دیگر وظیفه مهم سیستم خنک‌کاری خودرو این است که به موتور اجازه دهد با سرعت ممکن به دمای بالای بهینه و مناسب برسد و گرم شود، سپس موتور را در دمایی ثابت نگه دارد. درون موتور خودرو، سوخت به طور دائم می‌سوزد و عمل احتراق انجام می‌شود. گرمای حاصل از احتراق، به میزان زیادی از طریق اگزوز خارج می‌شود، اما مقداری از گرمای ایجاد شده به داخل موتور رسوخ کرده و باعث افزایش دما و در نهایت گرم شدن موتور می‌شود.
موتور، زمانی خوب کار می‌کند که دمای مایع سردکننده، حدود 93درجه سانتی‌گراد یا حدود 200 درجه فارنهایت باشد. در این دما:
- محفظه احتراق به اندازه کافی گرم می‌شود تا احتراقی بهتر و آلودگی کمترحاصل شود.
- لزجت روغن موتور کمتر و در نتیجه عملکرد اجزای آن روانتر و درنهایت میزان اتلاف توان موتور کمتر می‌شود.
- فرسایش قطعات و اجزای فلزی کمتر می‌شود.

خنک کاری در موتور دو علت دارد:

۱) نگه داشتن دمای اجزای موتور در دمایی که روغنکاری مؤثر در آن ممکن باشد.
۲) نگه داشتن دمای اجزای مختلف موتور در یک محدوده خاص به طوری که به سلامت قطعات موتور صدمه نزند.
نحوه عملکـرد موتور در انتخاب و طراحی سیستم خنک کاری تأثیر می‌گذارد و این کاملا به نوع گازهای احتراق و اجزای موتور وابسته است. وقتی موتور سرد است، کارایی پایینی دارد بنابراین سیستم خنک کاری معمولا شامل وسایلی است که زمینه فعالیت خنک کـاری نرمـال را بـرای حفظ گرمـای مناسب موتور مهیـا می‌کننـد.
هنگام راه اندازی موتور دمای قطعات داخلی آن، به سرعت افزایش می‌یابد؛ پس وقتی موتور به دمای بهره برداری می‌رسد باید سیستم خنک کاری فعالیتش را آغاز کند.
نمایه سیستم خنک کاری موتور برای حداقل کردن حجم و وزن رادیاتور است که در وسایل نقلیه از اهداف مهم تلقی می‌شود. باید درجه حرارت متوسط آبی که از رادیاتور عبور می‌کند حتی الامکان 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 می شود و فشار داخل رادیاتور به شدت 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 می کند و از راندمان آن می‌کاهد و ثانیا بر اثر تماس با بدنه گرم موتور درجه حرارت آن بالا می رود و موجب کاهش قدرت  خنک کنندگی رادیاتور می‌شود.

دو نوع سیستم خنک‌کاری در خودرو وجود دارد که عبارتند از:

1. سیستم خنک‌کاری با مایع (Liquid-Cooled System)
2. سیستم خنک‌کاری با هوا (Air-Cooled System)

سیستم خنک‌کاری با مایع

در این سیستم، برای خنک کردن موتور از لوله‌ها و مسیرهای تعبیه شده در موتور استفاده شده و مایع موردنظر دراین مسیرها گردش و جریان دارد. براثر جریان مایع در طول مسیر، گرمای موتور جذب ‌شده و موتور خنک می‌شود. بعد از اینکه مایع، گرمای موتور را جذب کرد و از موتور خارج شد، به رادیاتور یا مبدل انتقال حرارت وارد شده و بر اثر دمیدن هوا توسط فن و انتقال گرما به هوای اطراف خنک می‌شود.

سیستم خنک‌کاری با هوا

برخی خودروهای قدیمی و تعداد زیادی از خودروهای مدرن امروزی، مجهز به سیستم خنک‌کاری با هوا هستند. بدنه وبلوک موتور با پره‌های آلومینیمی پوشیده شده است تا گرمای سیلندر را به هوای اطراف منتقل کند. فنی بسیار قوی نیز تعبیه شده که هوا را با سرعت و فشار زیاد به سطح این پره‌ها می‌دمد ودرنهایت گرما را به هوای اطراف منتقل می‌کند.
سیستم لوله‌کشی یا مسیرها و مجراهای تعبیه شده در سیستم خنک‌کاری
در سیستم خنک‌کاری خودرو، مجراها (مسیرهای عبور مایع) و به اصطلاح سیستم لوله‌کشی متعددی وجود دارد. با استارت خودرو، پمپ فعال شده و مایع را به بلوک موتور ارسال می‌کند و از تمامی مسیرهای تعبیه شده می‌گذرد و وارد سیلندر می‌شود.
ترموستات نیز در محل خروجی مایع از موتور واقع شده است. اگر ترموستات بسته باشد، مایع از طریق مجراهای تعبیه شده مستقیماً به مسیر اولیه پمپ باز می‌شود. البته مداری جداگانه‌ نیز برای سیستم گرمایش خودرو وجود دارد، به‌طوری که در این چرخه، مایع از سرسیلندر عبور کرده و پس از گرم شدن، دوباره به مسیر اولیه پمپ باز می‌‏گردد.

در خودروهای دارای گیربکس (سیستم انتقال قدرت) اتوماتیک، مسیری جداگانه‌ نیز برای خنک‌کاری گیربکس وجود دارد. در این مکانیزم، روغن گیربکس عمل خنک‌کاری را انجام می‌دهد.

مایع خنک‌کاری

خودروها در گستره‌ای وسیع از دما‌های مختلف کار می‌کنند و به همین دلیل، مایع خنک‌کاری موجود در موتور آنها، دماهای مختلفی را شامل می‌شود.

مایع خنک‌کاری مناسب باید دمای نقطه جوش بالا، دمای نقطه انجماد پایین و ظرفیت گرمایی بالایی داشته باشد.
آب، یکی از مایع‌های متداول است که ظرفیت حرارتی بالایی دارد، اما فاقد نقطه انجماد پایین بوده و به همین دلیل، آب خالص برای خنک‌کاری موتور و استفاده در خودرو، مایعی مناسب نیست.
مایع خنک‌کاری مناسب و مورداستفاده در خودرو که بیشترین کاربرد را دارد، مخلوطی از آب و اتیلن گلیکول (C2H6O2) یا همان ضدیخ است. افزودن اتیلن گلیکول به آب، باعث بهبود وضعیت نقاط جوش و انجماد می‌شود. دمای مایع خنک‌کننده گاهی به 121-135 سانتی‌گراد نیز می‌رسد. بیان این نکته ضروری است که ضدیخ، شامل ترکیباتی است که مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد و این امر یکی از مزایای استفاده از ضدیخ در خودرو تلقی می‌شود.

واترپمپ

این قطعه، پمپ دورانی گریز از مرکز ساده‌ای است که به وسیله تسمه متصل به میل‌لنگ موتور، دوران می‌کند. هنگامی که خودرو روشن است و موتور کار می‌کند، واترپمپ مایع خنک‌کننده را در مدار خنک‌کاری به حرکت در می‌آورد.

حرکت دورانی پمپ و در نتیجه نیروی گریز از مرکز ایجاد شده، باعث حرکت مایع خنک‌کننده و جریان آن درمدار سیستم خنک‌کاری می‌شود. مجرای ورودی واترپمپ در نزدیک مرکز آن قرار دارد. پره‌های پمپ، مایع خنک‌کننده را به بیرون هدایت می‌کنند. به طور کلی واترپمپ، مایع را ابتدا از موتور و سرسیلندر عبور داده و سپس به رادیاتور هدایت می‌کند.

موتور

در شکل زیر مشاهده می‌کنید که بلوک موتور و سرسیلندر، شامل تعداد زیادی سوراخ و مجرای عبور مایع است (سطوح ماشینکاری شده با دقت بالا) که مایع خنک‌کننده از آنها عبور می‌کند. این مجراها، مایع خنک‌کننده را به نقاط بحرانی بلوک موتور و سرسیلندر که نواحی بسیار گرمی هستند، هدایت می‌کنند.

دمای محفظه احتراق موتور ممکن است به حدود 2500 درجه سانتی‌گراد برسد. به همین دلیل، خنک‌کردن نواحی اطراف محفظه احتراق، امری بسیار مهم است. موتور خودرو نباید مدت زیادی بدون آب یا مایع خنک‌کننده کار کند زیرا دما تا اندازه‌ای بالا می‌رود که باعث ذوب و جوش خوردن و چسبیدن پیستون به سیلندر می‌شود و این به معنی تخریب موتور است.

امروزه تحقیقات و پژوهش‌های مهندسین خودرو، معطوف به کاهش نیاز به سیستم خنک‌کاری موتور در حرکت است. به‌نحوی که می‌توان از سرایت گرمای بسیار بالای ایجاد شده در محفظه احتراق به بلوک سیلندر و قطعات فلزی موتور، جلوگیری کرد. این کار به وسیله ایجاد نوعی پوشش در سطوح داخلی بالای سرسیلندر انجام می‌شود که عموماً لایه‌ای نازک از سرامیک است. سرامیک، هدایت‌کننده بسیار ضعیف گرماست و در نتیجه، گرمای کمتری را به قطعات فلزی انتقال می‌دهد.

رادیاتور

این قطعه، نوعی مبدل حرارتی است که برای انتقال گرمای مایع خنک‌کننده به هوا (با دمیدن فن به آن) طراحی شده است. در بیشتر خودروهای مدرن، از رادیاتورهای آلومینیمی استفاده می‌شود که از سطوح و ردیف‌های به هم لحیم شده و جوش خورده لوله‌ها و پره‌های آلومینیمی ساخته شده است. مایع ضمن عبور از لوله‌ها و در تقابل با هوای اطراف گرمای خود را از دست داده و خنک می‌شود.

مقدار انتقال حرارت از مایع خنک‌کننده به لوله‌ها و پره‌ها، به میزان اختلاف دمای بین سطوح تماس آنها بستگی دارد. در برخی مواقع، با به‌کارگیری و نصب نوعی Fin درون لوله‌های رادیاتور که آن را Turbolator می‌نامند، آشفتگی و تلاطم جریان مایع را درون لوله‌ها افزایش می‌دهند. این کار باعث افزایش سرعت جریان و انتقال حرارت بهتر و سریع‌تر می‌شود. درواقع، با ایجاد اغتشاش و تلاطم در جریان درون لوله‌های رادیاتور، ظرفیت انتقال گرما را بهبود می‌بخشیم.

در یا سرپوش رادیاتور

درب رادیاتور، در عمل باعث افزایش دمای نقطه جوش مایع خنک‌کننده به میزان تقریبی 25 درجه سانتی‌گراد می‌شود. وقتی‌که مایع در طول مسیر سیستم خنک‌کاری، گرم می‌شود عملا منبسط شده و فشار آن بالا می‌رود. درب رادیاتور تنها محلی است که افزایش فشار ایجاد شده، می‌تواند از آن خارج شود. بنابراین، فنر درب رادیاتور را به نحوی طراحی می‌کنند که کارکردی متناسب با حداکثر فشار ایجاد شده داشته باشد.

ترموستات

وظیفه اصلی ترموستات این است که به موتور اجازه دهد به سرعت گرم شده و سپس، موتور را در دمایی ثابت نگه می‌دارد. این کار با تنظیم مقدار آب عبوری به رادیاتور انجام می‌شود. در دماهای پایین،‌ ترموستات مسیر خروجی به سمت رادیاتور را می‌بندد. هنگامی‌که دمای مایع خنک‌کننده افزایش می‌یابد و به حدود 82-91 درجه سانتی‌گراد می‌رسد، ترموستات یک‌بار باز و بسته می‌شود و اجازه می‌دهد که مایع وارد رادیاتور شود. هنگامی که دمای مایع خنک‌کننده به حدود 92-103 درجه سانتی‌گراد می‌رسد، ترموستات همواره باز می‌ماند.

فن

این قطعه نیز همانند ترموستات، وظیفه ثابت نگه داشتن و کنترل دمای موتور را برعهده دارد. فن‌ها عموماً توسط حسگرهای دمایی یا کامپیوتر موتور کنترل می‌شوند. آنها هنگامی فعال می‌شوند که دمای مایع خنک‌کننده از دمای مناسب از قبل تعیین‌شده (Set Point) بیشتر شود و زمانی که دمای مایع خنک‌کننده کاهش یابد و به زیر دمای Set Point برسد، خاموش می‌شوند.

خودروهای دیفرانسیل جلو یا دارای چرخ محرک جلو، ‌ فن الکتریکی دارند و فن خودروهای دارای چرخ محرک عقب، به‌وسیله مکانیزمی متصل به خروجی موتور می‌چرخد.
فن‌ها را می‌توان به دو نوع جریان محوری و گریزاز مرکز تقسیم کرد که طبقه‌بندی کلی آن به جهت جریان هوا بستگی دارد. در مدل جریان محوری، ‌هوا به موازات محور دورانی و در همان امتداد محورهای دورانی به خارج دمیده می‌شود، اما در مدل گریز از مرکز، هوا به موازات محور وارد و در جهت عمود بر محور دورانی فن وزیده می‌شود.

بخاری یا سیستم گرمایش خودرو

سیستم گرمایش خودرو یا بخاری،‌ درعمل مشابه سیستم خنک‌کاری بوده و چرخه خاص خود را دارد. در این سیستم، به جای رادیاتور موتور، رادیاتوری کوچک و فن بخاری در داخل داشبورد قرار دارد.