عنوان:  پایان نامه سیستم خنک کاری موتور، مهندسی مکانیک

رشته:  پروژه تخصصی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 70

فهرست ‏
مقدمه                                                       ‏
ضرورت خنک کاری در موتور احتراق داخلی
اثرات افزایش دمای کارکرد موتور
اثرات کاهش دمای کارکرد موتور
فصل اول :‏
تئوری انتقال حرارت 
تاثیر شرایط عملکرد
فصل دوم :‏
سیستم خنک کاری و اجزای آن
سیستم خنک کاری آبی
ضدیخ
ترموستات
رادیاتور
محاسبه سطح انعکاس حرارتی رادیاتور
درب رادیاتور
واتر پمپ
پروانه
سیستم خنک کننده هوائی
محاسبات سطح برای سیستم هوا خنک

فهرست شکل ها
شکل………………………………………………………………………………………………………………………صفحه‏

‏1-1……………………………………………………………………………………………………………………………11‏
‏1-2….. ………………………………………………………………………………………………………………………11‏
‏2-1……………………………………………………………………………………………………………………………22‏
‏2-2………………………………………………………………………………………………………………………….. 24‏
‏2-3……………………………………………………………………………………………………………………………26‏
‏2-4……………………………………………………………………………………………………………………………29‏
‏2-5……………………………………………………………………………………………………………………………30‏
‏2-6……………………………………………………………………………………………………………………………31‏
‏2-7……………………………………………………………………………………………………………………………32‏
‏2-8……………………………………………………………………………………………………………………………35‏
‏2-9……………………………………………………………………………………………………………………………37‏
‏2-10………………………………………………………………………………………………………………………….50‏
‏2-11………………………………………………………………………………………………………………………….50‏
‏2-12………………………………………………………………………………………………………………………….51‏
‏2-13………………………………………………………………………………………………………………………….52‏
‏2-14………………………………………………………………………………………………………………………….54‏
‏2-15………………………………………………………………………………………………………………………….60‏
‏2-16………………………………………………………………………………………………………………………….65‏
‏2-17………………………………………………………………………………………………………………………….66‏
‏   ‏

مقدمه :‏
موازنه جریان های مختلف انرژی ، توسط محقیقن بسیاری  در موتور های احتراق داخلی مورد بررسی ‏قرار گرفته است . نتایج نشان می دهد که میزان انرژی که از طریق انتقال حرارت از موتور دفع می ‏شود . سهم عمده ای از کل انرژی است که به موتور داد ه می شوند در برخی موارد ( بخصوص در ‏دور های کم ) حتی بیشتر از کار خروجی موتور می باشد .‏
به طور متوسط میزان انرژی دفع شده از طریق انتقال حرارت در حدود 30 تا 35 درصد کل انرژی ‏ورودی به موتور را می تواند شامل شود . بنابر  شرایط کارکرد موتور ، شرایط هوا دهی روی آن ، ‏تخلیه هوا از محفظه موتور و روغن کاری ، دفع درصدی از این انرژی حرارتی بر عهده رادیاتور ‏خواهد بود . البته در طراحی سیستم خنک کاری ، ضریب اطمینان لازم برای اعمال این درصد در نظر ‏گرفته می شود .‏
ضرورت خنک کاری در موتور احتراق داخلی :‏
موتور های احتراق داخلی که از سوختهای هیدروکربنی استفاده می کنند . در دمای کاری بالایی قرار ‏می گیرند به طوری که گاز های درون سیلندر ، به دمائی بیش از ‏‎2500 K‎‏ می رسند و این موجب ‏گرم شدن قطعات می شود . حال اگر این قطعات توسط خنک کننده ای مثل آب و یاهوا خنک نشوند ، ‏شاهد آسیب دیدگی کلی موتور خواهیم بود . زیرا در دمای بالا مقاومت مکانیکی قطعات درگیر تا حدود ‏زیادی کاهش می یابد و نیز در هنگام احتراق پدیده کوبش را شاهد هستیم .این دو عامل در یکدیگر و ‏حتی هر یک به تنهایی ، به قطعات آسیب شدید می رسانند .‏
اثرات افزایش دمای کارکرد موتور ‏
‏1-‏    بهره برداری در دماهای بالا ، بار های زیاد با سرعت بالا بدون عملیات خنک کاری باعث ‏اکسیداسیون روغن روغنکاری می شود . در این شرایط ممکن است با بالا رفتن دما لعاب و ‏رسوب شکل بگیرد به طوری که رینگ و پیستون نتواند کار خود را انجام دهد و موجب  ایجاد ‏خراش در سیلندر شود . به همین ترتیب اکسیداسیون روغن می تواند باعث خوردگی و سایش ‏بعضی از انواع یاتاقان ها می شود ‏
‏2-‏    اگر دمای کارکرد خیلی بالا باشد نقاطی از پستون ها و قسمت های از میل لنگ که در یاتاقان ‏ها می چرخند منبسط می شود و باعث خروج آنها از لقی مجاز می شود که این تغییرات سبب ‏صدمات جدی در یاتاقان ها و رینگ ها می شود .‏
‏3-‏    سطوح داخل محفظه احتراق از قبیل پای سوپاپ خروجی و شمع ممکن است آنقدر گرم شوند ‏که جرقه در زمان زودتر اتفاق بیفتد .این شرایط همانطور که میدانیم جرقه پیشرس نامیده می ‏شود که اگر برای مدتی ادامه یابد باعث خسارت عمده به موتور می شود .‏
تاثیر شرایط عملکرد :‏
تاثیر نسبت سوخت – هوا : تغییر در نسبت سوخت – هوا ، دمای گازهای سیلندر را تغییر می دهد ، ‏و بر سرعت شعله تاثیر دارد . حداکثر دمای گاز ، در نسبت سوخت – هوایی حدود ‏‎.075‎‏ رخ می د هد ‏‏. پس در این نسبت سوخت – هوا ، ‏ ‏ حداکثر خواهد شد . حداکثر حرارت دفع شده ، معمولا در ‏نسبت سوخت – هوایی رقیق تر از این مقدار رخ می دهد . دلیل آن این است که در نسبتهای سوخت – ‏هوای رقیق تر ، سرعت شعله کمتر است و در لحظه خاتمه زمان سوختن ، سطح بزرگ تری از دیواره ‏سیلندر را در معرض انتقال حرارت قرار می دهد . نحوه تاثیر نسبت سوخت وهوا بر روی حرارت دفع ‏شده ، در شکل 1-1 نشان داده شده است .             ‏
سیستم خنک کننده آبی :‏
تنها یک نوع سیستم خنک کننده آبی در موتور های سواری مورد استفاده قرار می گیرد که آن را
نوع بسته گویند ودر موتور های ثابت بعضی اوقات نیز از نوع مدار باز استفاده می کنند . در این
طرح آب به وسیله یک پمپ جریان می یابد وبه کمک یک یا دو سیستم کنترل کننده درجه حرارت
آب و هوا را کنترل می کنند . سیستم کنترل نخست شامل یک ترموستات اتوماتیک در دریچه
عبور است ، که مقدار مایع عبوری از رادیاتور را کنترل می کند . درجه حرارت موتور باید
مقداری ثابت نگه داشته شود ودر حدود ‏‎90-95‎‏  درجه سانتی گراد در هردور و هر باری باشد .‏