[zing0]

لمنع زيادة سخونة مكونات المحرك نتيجة لارتفاع درجات الحرارة والإنضغاط فأنه ينبغى تبريده فى مناطق حيزات الإحتراق والأسطوانات , والعمل على تسريب الحرارة الزائدة منه .
أولاً : التبريد الداخلى :
حيث تعمل الكباسات على تسريب جزء كبير من حرارة الإحتراق التى تمتصها , إلى زيت التزييت وجدران الأسطوانات . وفى هذا المجال يتفوق الكباس المصنوع من المعادن الخفيفة على الكباس المصنوع من الحديد الزهر نتيجة لموصليته العالية للحرارة , كما ينتقل جزء من الحرارة المتراكمة إلى الغازات الجديدة المسحوبة .

ولمقابلة التدفق الحرارى إلى جدار الأسطوانة يجب استخدام أسطوانات مصنوعة من المعادن الخفيفة مع طلاء أسطحها الفعالة بالكروم . ويؤدى التسريب الجيد للحرارة بهذه الطريقة إلى زيادة الإنضغاط بحوالى 10 % دون أى زيادة فى إحتمالات الخبط (الفرقعة) , وفى الوقت نفسة يمكن زيادة قدرة خرج المحرك بحوالى 7 % مع التقليل من إستهلاك الوقود .
والطلاء الصلد بالكروم خير وسيلة للتقليل إلى حد كبير من تآكل الأسطح الفعالة من الأسطوانات , وحلقات الكباس كذلك .
وتتوقف مشاكل الفنية للتبريد الداخلى على مدى الضبط الصحيح للمغذى (الكاربوراتير) . فالإمداد غير الكافى بالوقود (الخليط المفتقر) يتسبب فى زيادة سخونة المحرك , ويؤدى فى الوقت نفسه إلى زيادة التآكل .

ثانياً : التبريد بالمياه :
يستخدم الماء كعنصر وسيط لتسريب حرارة المحرك إلى الهواء . وفى هذه الحالة تحاط مكونات الأسطوانات ورأس الأسطوانات – المطلوب تبريدها – بقمصان تدور فيها مياه التبريد فتمتص الحرارة . وبعد ذلك تدفع المياه الساخنة إلى المشع ( الرادياتير ) حيث تنتقل حرارتها إلى الهواء المار خلاله .
ويمكن إتمام دوران المياه إما أوتوماتيكياً أو جبرياً , ولذلك يجب التفريق بين التبريد بالمثعب الحرارى (تيارات الحمل) وبين التبريد الجبرى .
والتبريد بالمثعب الحرارى مبنى على أن الوزن النوعى للماء الساخن أقل منه للماء البارد , وبذلك فهو يرتفع دائماً أوتوماتيكياً إلى أعلى مسبباً حركة دوران مستمرة . ولذلك ينبغى أن تكون فتحة خروج الماء فى أعلى موضع بالمحرك , أى فوق رأس الأسطوانات , بينما تكون فتحة دخول الماء البارد فى أسفل موضع بالدثار المائى .



رسم تخطيطى لدورة التبريد بالمثعب الحرارى



1- فتحة الملء .
2- أنابيب التبريد رأسية .
3- المشع (الرادياتير) .
4- دثار (قميص التبريد) .



وتصمم مساحة مقطع ممرات المياة بحيث تكون اكبر ما يمكن حتى لا تعوق حركة دوران مياه التبريد . ومن ثم فإن التبريد بالمثعب الحرارى يتطلب وجود حيزات مياه ومشعات (رادياتير) أكبر نسبياً مما فى حالة التبريد الجبرى .
وجدير بالذكر أن المشع (الرادياتير ) فى حالة التبريد بالمثعب الحرارى يكون دائماً مملوء بالماء حتى نهايته , أى أن فتحة الخروج من المحرك إلى المشع يجب أن تكون مغطاه بالماء . وينبغى عدم إعاقة حركة مرور مياه التبريد , وإلا أختزنت المياه الساخة فوق الأسطوانات مؤدية إلى زيادة سخونة المحرك وغليان مياه التبريد .

ولكفالة الأنتقال الجيد للحرارة من الأسطح الفعالة للأسطوانات ورأس الأسطوانات إلى الماء , فأنه يجب التقليل من تخانة الجدران المعدنية الفاصلة (أى جدران الأسطوانات ورأسها) , وجعلها رقيقة على قدر الإمكان . ولكن تحد من هذه التخانة متطلبات السباكة وضرورة الحصول على المعدن الكافى لإعادة خرط (تجويف) الأسطوانات . ولذلك تكون تخانة جدران الأسطوانات ورأس الأسطوانات من 6 – 8 مم (حسب حجم الأسطوانات ) .
ويصمم دثار (قميص) المياه حول السطح الفعال للأسطوانة حتى منطقة النقطة الميتة السفلى لكى يسمح للماء بالإحاطة بالأسطوانة من جميع جوانبها . وتتيح دورة التبريد بالمياه سباكة جميع الأسطوانات فى كتلة واحدة , ويمكن إحاطة رأس الأسطوانة بالمياه بصفة خاصة عند الجدار الخالرجى لفرااغ الإحتراق . فهى تتلقى مياه التبريد الواردة إليها من كتلة الأسطوانة عن طريق الفتحات العلوية الموجودة بالسطح الملاصق الكائن بين كتلة الأسطوانة ورأسها .
ولذلك يجب قطع فتحات لمرور المياه فى الحشية (الجوان) الموجودة بها . والمصنوعة من النحاس والأسبستوس . وينبغى إحكام هذه الفتحات تماماً لمنع التسرب عن طريقها , وإلا دخلت مياه التبريد فى الأسطوانات مؤدية إلى حدوث الطرق (الدق) المائى , وبالتالى تلف المحرك كلية .

وفى دورة التبريد الجبرى تدفع مياه التبريد عن طريق مضخة طاردة مركزية موجودة فى مسارها وتستمد حركتها من المحرك . ونظراً لأن المضخة تكسب مياه التبريد سرعة فى سريانها , لذلك يمكن تقلقل المقاطع المستعرضة لممرات (المجارى) المياه فى هذه الحالة عنها فى حالة التبريد بالمثعب الحرارى . وعلى أى حال فالدورتان متماثلتان من حيث التجهيز والمكونات الأساسية . وقد تركب المضخة فى مسار المياه الباردة أو الساخنة , أى فى الجزء العلوى أو السفلى من المحرك . وصندوق الحشو الموجود على عمود المضخة هو الذى يتسبب غالباً فى الفقد الذى يحدث فى مياه التبريد . ولذلك ينبغى بذل عناية خاصة لمراقبة تشغيله , فعند حدوث تسربات منه يجب إحكام رباط الحشو أو إستبداله . وعلاوة على ذلك يجب تزييت عمود المضخة فى فترات دورية منتظمة لتفادى إلتصاقه (زرجنته) .




رسم تخطيطى لدورة التبريد الجبرى

1- مضخة مياه التبريد .
2- مروحة .
3- خياشيم .
4- دثار المياه .
5- المشع (الرادياتير) .
6- فتحة الملء .




وتتميز مضخات مياه التبريد الحديثة بعدم حاجتها إلى إجراءات صيانة , بمعنى أنها لا تحتاج إلى تزييت أو ضبط . ولا يستخدم فيها الحشو الرصاصى لمنع التسرب , وإنما تستخدم جلبة من رتبة خاصة من المطاط تتميز بمقاومتها الفائقة للتآكل بالإحتكاك (البلى) .

- ويعمل المشع (الرادياتير ) كمبادل حرارى بين مياه التبريد الساخنة وبين الهواء . وهناك فرق – من حيث التصميم – بين المشع الأنبوبى (ذى الأنابيب) وبين المشع المضلع .
- فالمشع الأنبوبى – أو المشع ذو الأنابيب الخيشومية – مصنوع من عدد كبير من الأنابيب الرأسية المرتبة إلى جانب بعضها البعض , والتى يتخذ مقطعها الشكل البيضى أو الميبطط .
- وهى تتخلل عدة ألواح رقيقة تعمل بمثابة ضلوع , وهذه الأنابيب ملحومة بسبيكة قصدير من نهايتها العلوية بالخزاتن العلوى للمشع . ومن نهايتها السفلية بالخزان السفلى له . وتسرى مياه التبريد خلال الأنابيب , بينما يتخلل هواء التبريد الأضلع المرتبة فى وضع أفقى . وتتميز هذه المشعات بإمكان سريان المياه فيها فى خطوط مستقيمة , وخلوها من المنحنيات التى تعترض مرور هذه المياه , ولذلك فهى قلما تنسد أو تتكون فيها الرواسب المعتادة كما أنها سهلة التنظيف .
- ويتميز هذا النوع من المشعات بتحملية كبيرة , نظراً لأن عدد الدرزات (الدسرات) الملحومة فيه قليل . وأنسب استخدام له فى اللوارى (عربات النقل) والجرارات . بالإضافة إلى ذلك فمقاومته للضغوط الداخلية كبيرة .

- أما المشع المضلع فيتكون من عدد كبير من الرقائق المعدنية المموجة والمرتبة دائماً على هيئة أزواج وتتباعد عن بعضها البعض بمسافة محددة . وأسطح هذه الرقائق مقصدرة بأكملها من الأمام والخلف بطريق الغمس . كما أن نهاياتها ملحومة بالقصدير من أعلى بالخزان العلوى ومن أسفل بالخزان الفلى . ويعيب هذا النوع من المشعات ضعف مقاومته للصدمات والضغوط الداخلية . وممرات المياه فيه متعرجة وضيقة , وبالتالى فهى أكثر إحتمالاً للإعاقة والإنسداد بالرواسب المتكونة .

- ولكفالة التوصل إلى التبريد الكلافى والمناسب لجميع ظروف التشغيل , فإن هواء التبريد المار خلال المشع يتوافر جزء منه من الريح المتولدة فى أثناء السير , فى حين تمد بالجزء الآخر من المروحة الدائرة المركبة خلف المكشع . والتى تستمد حركتها من المحرك عن طريق سير على شكل حرف V . وعند السير بسرعات عالية تمد الريح بكمية كبيرة وكافية من هواء التبريد , أما عندما تكون سرعات القيادة منخفضة - وخاصة عند صعود المرتفعات – فيقع عبء الإمداد بالجزء الأكبر من هذا الهواء على المروحة . وللحصول على أنسب سريان للهواء خلال المشع ينبغى أن تكون المروحة ذات قدرة وحجم مناسبين , وأن تركب بحيث تكون أقرب ما يمكن من المشع .

ويتطلب الأمر تدبير وسيلة للتحكم فى الأمداد بهواء التبريد نظراً لأختلاف أحمال المحرك فى أثناء التشغيل , واختلاف درجات الحرارة الهواء الخارجى صيفاً وشتاء . ولا يكون تشغيل أى محرك جيداً وأقتصادياً إلا إذا كانت درجة حرارة التشغيل 80-90 درجة م على الأقل .
وتتسبب درجات الحرارة التى تقل عن ذلك – أى عندما يكون المحرك مبردةاً أكثر من اللازم – فى نشوء خلوص كبير بالكباسات عند السير , مما يؤدى إلى إتلاف زيت التزييت نتيجة لتخفيفه , وإلى حدوث تآكل بالإحتكاك كبير . وأما إذا سخن المحرك أكثر من اللازم فإنه يتسبب فى إلتصاق (قفش) الكباسات , وحدوث الإشعالات نتيجة لتوهج سطحها .


ويمكن إجراء التحكم فى درجة حرارة مياه التبريد بإحدى طريقتين : إما بإيقاف الإمداد بالهواء – أى بتغطية المشع (شتاء) , أو أوتوماتيكياً بوضع صمام فى دورة التبريد بحيث يمكن التحكم فيه بواسطة ثرموستات .
ويوقف الأمداد بالهواء بواسطة غطاء المشع الذى يزود فى منتصفه بهوايات تفتح أو تقفل – حسب الحال – بما يتماشى مع درجة الحرارة الخارجية , كما أنه يمكنها التحكم فى مساحة سطح التبريد . ويغطى سطح المشع بإحدى طريقتين : إما بستارة يمكن إسدالها أو طيها عن طريق شداد سلكى (حبل) , أو بمصراع (شيش) يتكون من عدد من شرائط معدنية مرتبة وتدور حول مفصلات فى وضع رأسى ويمكن تشغيلها عن طريق أذرع لتسمح بتغطية المشع جزئياً أو كلياً .
وفى كلتا طريقتى تغطية المشع ميكانيكياً ينبغى تركيب ثرموستات يمكنه مراقبة درجة حرارة مياه التبريد والتحكم فيها .
ويجرى التحكم الأوتوماتيكى بتركيب ثرموستات فى دورة التبريد عند المدخل – أى عند أكثر أجزائها سخونة , وهو الجزء الموجود بين المحرك وبين فتحة دخول المشع . ويشتمل الثرموستات أساساً على صندوق محكم , جدرانه الجانبية الأسطوانية مموجة , وهومملوء بسائل يسهل تبخرة عند تسخينه , ويولد ضغطاً كافياً لتمدد الصندوق نتيجة لزيادة ضغطه الداخلى . بسائل يسهل تبخره عند تسخينه , ويولد ضغطاً كافياًُ لتمدد الصندوق نتيجة لزيادة ضغطه الداخلى .
ويتصل قاع الصندوق بالصمام بحيث يغلق هذا الصمام عندما يكون الصندوق بارداً , وحينئذ يعود الماء الوارد من المحرك إليه (أى المحرك) مباشرة عن طريق الممر دون الدخول فى المشع . وعندما تزداد سخونة المياه يبدأالصمام فى الفتح تدريجياً ليسمح بمرور مياه التبريد الساخنة إلى المشع عن طريق الممر . وينبغى ضبط الثرموستات عند درجة حرارة معينة (80درجة م)حتى يمكنه العمل أوتوماتيكياً .


وبمرور الوقت تتراكم الرواسب التى يحملها الماء الساخن على جدران المشع والمحرك , وبالتالى تضيق الممرات وتتناقص قدرة المشع على التبريد , فتبدأ مياه التبريد فى الغليان – عند الأحمال الصغيرة للمحرك . ولذلك ينبغى غسل المشع وتنظيفة من وقت لآخر .
ويجب أن يكون مستوى مياه التبريد دائماً أعلى من ماسورة الدخول العلوية بالمشع . ويحدث الفقد فى مياه التبريد نتيجة التسربات عن طريق مضخة المياه , وبسبب التلفيات التى تقع بالمشع , وينبغى بذل المزيد من العناية بصفة خاصة للتاكد من إحكام محابس التصريف , وإلا إنفتحت نتيجة للصدمات التى تحدث للسيارة . وكثيراً ما تكون خراطيم المياه الواصلة بين المشع وبين كتلة المحرك سائبة أو مشروخة , وحينئذ يجب إحكام رباطها أو استبدالها – حسب الحال . وينصح بعدم تثبيت الخراطيم بجسم صلب نظراً لأنه يتسبب فى إتلافها وسرعة استبدالها .
وقد تغلى مياه التبريد نتيجة للأسباب التالية :
- - عدم وجود كمية كافية من مياه التبريد بالمشع .
- تراكم رواسب بالمشع .
- - إنزلاق سير المروحة .
- - إختلاف التوقيت الصحيح للإشعال أو عمل الصمامات , والضبط غير الصحيح للمغذى (الكاربورتير) , وإنسداد فتحات العادم .
وعند إستكمال مستوى المياه بالمشع يحظر صب الماء البارد فى المشع وهو ساخن , وإلا تسبب ذلك فى نشوء إجهادات بكتلة المحرك تؤدى إلى تشرخها . والإجراءء الصحيح هو ترك المحرك ليبرد أولاً . أو صب الماء عندما يكون المحرك دائراً .
وتتطلب الأجواء الباردة بذل عناية خاصة بدورة التبريد , فقد يؤدى تجميد مياه التبريد إلى حدوث تلفيات جسيمة بالمحرك والمشع , وأبسط طريقة لتحاشى حدوث مثل هذه التلفيات – عند ترك السيارة فى درجات الحرارة التى تقل عن نقطة التجمد – هى تصريف المياه وتفريغ المشع منها . وينصح – على أية حال – بعدم تغيير المياه بصفة متكررة , نظراً لتكون الرواسب بالمشع .
ويفضل من واقع التجربة فى مثل هذه الأجواء – إضافة خليط مانع للتجمد (يتكون أساساً من الجليسرين) إلى مياه التبريد .
وفى السنوات الأخيرة أمكن تصميم سيارات ركوب خاصة لا تحتاج إلى دورات التبريد بها إلى صيانة . إذ تخلط المياه ببعض المواد الكيميائية التى تكفل حسن الأداء , حتى فى ظروف الجوية القاسية (فى حالات التجمد أو فى درجات الحرارة العالية ) .
ويتصل بمجموعة المشع خزان تمدد تعويضى يوضع إلى جوارها . فمياه التبريد المخلوطة بالمواد المانعة للتجمد لها معامل تمدد حرارى كبير يستلزم وجود هذا الخزان التعويضى , ومن ثم تظل كمية المياه ثابتة فى جميع الأحوال الجوية .
وينبغى ألا يتطلب دورات التبريد من هذا النوع إجراء أى عمليات صيانة لها قبل أن تقطع السيارة مسافة 50000 كم . وعند حدوث أعطال فيها ينبغى الرجوع إلى ورشة إصلاح متخصصة .


ملاحظات هامة فى دورة التبريد
- يجب الحذر التام من الحرارة عند رفع غطاء المبرد للكشف على مستوى الماء داخله، حيث أن الحرارة تكون مرتفعة جدا خاصة بعد تشغيل المحرك لمدة طويلة.. لذلك يجب تحريك الغطاء أولا-دون رفعه - حتى يتم التخلص من الضغط داخل المبرد ثم بعد ذلك يرفع الغطاء.
- عند تزويد المحرك بالماء بعد فترة قصيرة من إيقافه ، يدار المحرك أولا ثم يضاف الماء، وذلك لمنع هبوط الماء المضاف والبارد نسبيا إلى أسفل المبرد - فى حالة توقف المحرك - ثم يتدفق هذا الماء إلى رأس كتلة الاسطوانات بعد دوران المحرك مما يؤدى إلى تشققها نتيجة تلامسها لماء ساخن ثم ماء بارد.
- يجب أن يكون الماء المستخدم فى التبريد نظيفا وخاليا من الأملاح التى تترسب فى أنابيب مجموعة التبريد فتسدها.
- يجب تغيير ماء التبريد مرة كل ستة أشهر مع إضافة محاليل مانعة للصدأ.