أنظمة التبريد السائل في محركات السيارة
في حديثنا عن نظام التبريد نورد ما يلي :
- تستخدم معظم السيارات أنظمة التبريد السائل لمحركاتها. يتألف نظام تبريد السيارات النموذجي من .
- سلسلة من القنوات الملفوفة في كتلة المحرك ورأس الأسطوانة، تحيط بغرف الاحتراق بمياه دائرية أو سواها من المبردات لنقل الحرارة المفرطة.
- رادياتير يتكون من العديد من الأنابيب الصغيرة المزودة بقرص نحلي من زعانف لإشعاع الحرارة بسرعة .
- يستقبل السائل الساخن ويبرده من المحرك.
- مضخة مياه من نوع الطرد المركزي لتدوير المبرد.
- منظم حرارة يحافظ على درجة حرارة ثابتة عن طريق تغيير كمية المبرد الذي يمر إلى الرادياتير تلقائيا.
- مروحة تسحب الهواء النقي عبر الرادياتير.
للتشغيل في درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت)، من الضروري منع المبرد من التجمد. وعادة ما يتم ذلك بإضافة بعض المركبات، مثل إيثيلين الجليكول، لخفض نقطة التجمد في المبرد. من خلال تغيير كمية المواد المضافة، فمن الممكن الحماية من تجميد المبرد إلى أدنى درجة حرارة يمكن مصادفتها بشكل طبيعي. تحتوي المبردات على موانع للتآكل مصممة لتصريف وإعادة ملء نظام التبريد كل بضع سنوات فقط.
تعمل الأسطوانات المبردة بالهواء في درجات حرارة أعلى وأكثر كفاءة، ويوفر تبريد الهواء ميزة مهمة ليس فقط في القضاء على تجميد وغليان المبرد عند درجات الحرارة القصوى ولكن أيضا التآكل في نظام التبريد. التحكم في درجة حرارة المحرك هو أكثر صعوبة، ومع ذلك، يتطلب قطع السيراميك المقاومة للحرارة العالية عند زيادة درجات حرارة التشغيل التصميم بشكل كبير.
وقد استخدمت أنظمة التبريد المضغوطة لزيادة درجات حرارة التشغيل الفعالة. تم إدخال أنظمة محكمة الإغلاق جزئيا باستخدام خزانات سائل التبريد لتمدد سائل التبريد إذا كان المحرك يسخن بشكل مفرط في أوائل 1970. إن المبردات المصاغة بشكل خاص والتي لا تتدهور مع مرور الوقت تقضي على الحاجة إلى الاستبدال السنوي .
النظام الكهربائي.
يتألف النظام الكهربائي من بطارية تخزين، ومولد، ومحرك بدء التشغيل، ونظام الإضاءة، ونظام الإشعال، ومختلف الملحقات وأجهزة التحكم. في الأصل، كان النظام الكهربائي للسيارة يقتصر على معدات الإشعال. مع ظهور البادئ الكهربائي على طراز كاديلاك عام 1912، بدأت المصابيح الكهربائية والقرون لتحل محل مصابيح الكيروسين والأسيتيلين وقرون المصباح. كانت الكهرباء سريعة وكاملة، وبحلول عام 1930، كانت أنظمة 6 فولت قياسية في كل مكان.
زيادة سرعات المحرك وارتفاع ضغط الأسطوانة جعلت من الصعب بشكل متزايد لتلبية متطلبات جهد الإشعال العالية. المحركات الكبيرة تتطلب عزم دوران أعلى. إضافات إضافية تعمل بالكهرباء -مثل أجهزة الراديو، منظمات النوافذ، ومساحات الزجاج الأمامي متعددة السرعات -تضاف أيضا إلى متطلبات النظام. لتلبية هذه الاحتياجات، حلت أنظمة 12 فولت محل أنظمة 6 فولت في أواخر الخمسينات في جميع أنحاء العالم.
يوفر نظام الإشعال الشرارة اللازمة لإشعال خليط الهواء والوقود في أسطوانات المحرك. يتكون النظام من شمعات الإشعال، الملف، الموزع، والبطارية. من أجل تخطي الفجوة بين أقطاب شمعات الإشعال، يجب زيادة جهد 12 فولت للنظام الكهربائي إلى حوالي 20000 فولت. ويتم ذلك عن طريق دائرة تبدأ بالبطارية، حيث يتم تأريض أحد جانبيها على الهيكل ويقود من خلال مفتاح الإشعال إلى اللفة الأولية لملف الإشعال ثم يعود إلى الأرض من خلال مفتاح قاطع. قطع الدائرة الأولية يحفز الجهد العالي عبر الطرف الثانوي من الملف. ويقود الطرف الثانوي العالي الجهد للملف إلى موزع يعمل كمفتاح دوار، ويربط بالتناوب الملف بكل من الأسلاك المؤدية إلى شمعات الإشعال .
تم إدخال أنظمة الإشعال الجامدة أو الترانزستورية في السبعينيات. وقد وفرت أنظمة الموزع هذه مزيدًا من المتانة من خلال التخلص من الاحتكاك الاحتكاكي بين نقاط القاطع وكامات الموزع. تم استبدال نقطة القاطع بمولد نبض مغناطيسي دوارة حيث نبضات التيار البديل تطلق الجهد العالي اللازم للإشعال عن طريق دائرة إلكترونية مضخمات.
يتم إجراء تغييرات في توقيت إشعال المحرك عن طريق وصلات وحدة التحكم الإلكترونية أو الفراغ (المعالج الدقيق) إلى الموزع.
مصدر الطاقة لمختلف الأجهزة الكهربائية في السيارة هو مولد، أو مولد تيار متردد، يتم تشغيله بواسطة عمود مرفق المحرك. والتصميم عادة ما يكون من نوع تيار بديل مع مقومات مدمجة ومنظم الجهد لمطابقة خرج المولد للحمولة الكهربائية وأيضا لمتطلبات شحن البطارية، بغض النظر عن سرعة المحرك
مولد تيار متردد في السيارات.
عرض مفصل لمولد التيار المتردد في السيارات. يقوم عمود المرفق الدوار للمحرك، المتصل ببكرة مولد التيار المتردد بواسطة حزام، بتدوير الدوار المغنطيسي داخل مجموعة العضو الساكن الثابت، مولدا تيار متردد. تقوم مجموعة الصمام الثنائي بتصحيح التيار المتردد، وإنتاج التيار المباشر، الذي يستخدم لتلبية متطلبات النظام الكهربائي للمركبة، بما في ذلك إعادة شحن البطارية.
شركة Merriam-Webster Inc.
تعمل بطارية الرصاص الحمضية كخزان لتخزين الفائض من المولد. وهذا يوفر الطاقة لمحرك بدء التشغيل والطاقة لتشغيل الأجهزة الكهربائية الأخرى عندما يكون المحرك لا يعمل أو عندما تكون سرعة المولد ليست عالية بما فيه الكفاية للحمل.
يقوم محرك البدء بتحريك ترس تحفيزي صغير مرتب بحيث يتحرك تلقائيًا إلى الشبكة مع أسنان الترس على حافة الحدافة عندما يبدأ عضو إنتاج محرك بدء التشغيل في الدوران. عندما يبدأ تشغيل المحرك، يتم فصل الترس، وبالتالي منع الضرر لمحرك بدء التشغيل من زيادة السرعة. تم تصميم محرك بدء التشغيل لاستهلاك عال للتيار ويوفر طاقة كبيرة لحجمه لفترة محدودة.
يجب أن تضيء المصابيح الأمامية بشكل مرضي الطريق السريع قبل السيارة للقيادة ليلاً أو في الطقس العاصف دون أن تعمي مؤقتا السائقين المقتربين. وقد تحقق ذلك في السيارات الحديثة مع مصابيح الفتيلة المزدوجة ذات الشعاع العالي والمنخفض، وتسمى وحدات الشعاع المغلق. وهذه المصابيح، التي أُدخلت سنة ١٩٤٠، انتشرت على نطاق واسع بعد الحرب العالمية الثانية.
مثل هذه الوحدات يمكن أن يكون لها خيط واحد فقط عند النقطة البؤرية للعاكس. وبسبب الإضاءة العالية المطلوبة للقيادة عالية السرعة مع الشعاع العالي، تم وضع خيوط الشعاع السفلي بعيدًا عن المركز، مما أدى إلى انخفاض فعالية الإضاءة. ويمكن أيضا استخدام مصابيح منفصلة لهذه الوظائف لتحسين فعالية الإضاءة.
يتم التعتيم تلقائيا في بعض السيارات بواسطة مفتاح في دائرة المصباح يتم التحكم فيه ضوئيا والذي يتم تشغيله بواسطة أضواء سيارة قادمة. وقد أتاحت مجموعات المصابيح الموجودة خلف الأغطية البلاستيكية الديناميكية الهوائية قدرا كبيرا من خفض السحب الأمامي وتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود. في هذا الترتيب، أصبحت المصابيح الأمامية القابلة للتوجيه ممكنة مع محرك كهربائي لتدوير مجموعة المصباح استجابة لوضع عجلة القيادة.
وتملي لوائح الحكومات المختلفة متطلبات السطوع ومجال الرؤية لإضاءة المركبات.
ازداد استخدام مصابيح الإشارة وغيرها من المصابيح ذات الأغراض الخاصة منذ الستينيات. تومض مصابيح الإشارة الأمامية والحمراء الملونة للإشارة إلى الانعطاف ؛ كل هذه الأضواء تومض في نفس الوقت في نظام "الوامض" (الخطر) للاستخدام عندما تكون السيارة متوقفة على الطريق أو تسير بسرعة منخفضة على طريق سريع.
كما أن أضواء العلامات التي يمكن رؤيتها من الأمام والجانب والخلف مطلوبة على نطاق واسع بموجب القانون. تستخدم الإشارات الخلفية حمراء اللون للدلالة على الكبح، ومصابيح الانعطاف، في اتصال مع الانعطاف، وتوفير إضاءة إضافية في اتجاه الانعطاف المقصود. توفر الأضواء الاحتياطية إضاءة للمؤخرة وتحذر أي شخص خلف السيارة عندما يكون السائق في الخلف. وقد تم تطوير الصمامات الثنائية الباعثة للضوء عالية الفولطية لمختلف تطبيقات الإشارة والإضاءة.