رادیاتور آب خودرو

رادیاتورها مبدل های حرارتی هستند که از آنها برای خنک کردن موتورهای احتراق داخلی استفاده می شود، یعنی در خودروها و همینطور هواپیماهایی که موتور پیستونی دارند، لوکوموتیوها، موتورسیکلت ها، نیروگاه ها و یا هر سیستم دیگری که از این موتورها استفاده می کند. خنک شدن موتورهای احتراق داخلی عمدتاً از طریق گردش مایعی با نام مایع خنک کننده  انجام می شود. این مایع از طریق پوسته موتور حرارت را جذب کرده و سپس در رادیاتور حرارت خود را آزاد و دوباره به موتور باز می گردد. ماده اصلی تشکیل دهنده خنک کننده ها عمدتاً آب است اما می توان از روغن هم برای این کار استفاده کرد. بصورت معمول از پمپ آب برای چرخش خنک کننده موتور و همچنین از فن محوری برای جابجایی هوا درون رادیاتور استفاده می شود.

بیشتر بخوانید: رادیاتور کولر (کندانسور) خودرو

رادیاتور در خودروها و موتورسیکلت ها

در اتومبیل ها و موتورسیکلت هایی با موتور احتراق داخلی که از طریق مانع خنک کننده داخلی خنک می شوند، رادیاتورها به کانال هایی متصل می شود که در موتور و سر سیلندر امتداد دارند و از آن طریق یک مایع (خنک کننده) پمپ می شود. این مایع می تواند آب باشد (در آب و هوایی که احتمال یخ زدن آب در آن وجود ندارد)، اما عمدتاً ترکیبی از آب و ضد یخ با توجه به آب و هوای معمول مورد استفاده قرار می گیرد. ضد یخ ممکن است از جنس اتیلن گلیکول یا پروپیلن گلیکول باشد (و البته مقدار کمی ماده ی ضد زنگ زدگی).

یک سیستم خنک کننده اتومبیل به طور معمول شامل موارد زیر است:

• مجموعه های از کانال ها که از درون پوسته موتور و سر سیلندر می گذرند و محفظه های احتراق را با مایع در حال گردش در برمی گیرند تا حرارت را کم کنند.
• یک رادیاتور، شامل چندین لوله کوچک با چیدمان لانه زنبوری و پره هایی برای کاهش سریع حرارت دریافت شده از موتور از طریق مایعی که داغ شده است.
• یک پمپ آب، معمولاً از نوع سانتریفیوژ، برای اینکه مایع خنک کننده از طریق سیستم مربوطه گردش کند.
• یک ترموستات برای کنترل دما و میزان مایع خنک کننده ای که وارد رادیاتور می شود.
• یک فن برای خنک کردن رادیاتور.

رادیاتور حرارت را از مایع مربوطه دریافت و آن را به هوای بیرون منتقل می کند. بدین ترتیب مایع خنک شده و به نوبه خود موجب خنک شدن موتور می شود. رادیاتور اغلب برای خنک کردن مایعات انتقال خودکار، مبرّدهای تهویه هوا و گاهی موتورهای روغنی یا فرمان های خودکار به کار گرفته می شوند. رادیاتورها معمولاً در قسمتی نصب می شوند که بتوانند جریان هوا را با توجه به حرکت خودرو به سمت جلو دریافت کنند. وقتی موتور خودرو در وسط یا عقب قرار گرفته باشد، رادیاتور در بخش جلویی نصب می شود تا جریان کافی هوا را دریافت کند، هرچند که این مسئله مستلزم داشتن لوله های خنک کننده طولانی است. از سوی دیگر، رادیاتور ممکن است هوای جریان یافته از بالای خودرو را دریافت کند و یا اینکه در بخش کناری خودرو تعبیه شود. برای وسایل نقلیه ای با طول بلند همانند اتوبوس ها، استفاده از سیستم خنک کننده جانبی برای موتورها معمول است، و همچنین برای خنک کننده های تهویه هوا معمولاً از جریان هوای فوقانی استفاده می شود.

بیشتر بخوانید: رادیاتور بخاری (اواپراتور) خودرو

ساختار رادیاتور

رادیاتور اتومبیل ها از یک جفت مخزن فلزی یا پلاستیکی ساخته شده اند که با کانال هایی بسیار باریک به یک بخش مرکزی متصل شده و نسبت به حجم کلی، مساحت بالایی را بوجود می آورند. این بخش مرکزی عمدتاً از لایه های انباشته و ورق های فلزی ساخته شده است. جنس این بخش در رادیاتورها بصورت معمول از برنج یا مس است. اما در رادیاتورهای مدرن بخش مرکزی از آلومینیوم بوده و با استفاده از پلاستیک برای بخش های دیگر و واشرهای مربوطه در هزینه و وزن کلی صرفه جویی می شود. این ساختار بیشتر در معرض آسیب بوده و تعمیر آن نیز به آسانی مواد سنتی و معمول نیست.

لوله های لانه زنبوری در رادیاتورها

یکی از روش های اولیه برای ساخت رادیاتورها، روش لانه زنبوری بود که در آن لوله ها با مقطع شش ضلعی در کنار لحیم می شدند. بخش انتهایی این لوله ها بسته بوده و از طریق لوله-های هوای ویژه به مخزن آب متصل می شوند.

برخی از خودروها نیز از رادیاتورهایی استفاده می کنند که بخش مرکزی آنها از لوله مغزی سیار ساخته شده که این روش کارآمدی کمتری داشته اما ساختار آن ساده تر است.

پمپ خنک کننده رادیاتور

در ابتدا در رادیاتورها از جریان های عمودی رو به پایین و اثر ترموسیفون استفاده می شد. در این روش مایع خنک کننده در موتور گرم شده و به دلیل تراکم کمتر بالا می رفت. با خنک شدن این مایع درون رادیاتور، تراکم مایع بیشتر شده و دوباره به سمت پایین حرکت می کند. استفاده از این اثر برای موتورهای ثابت و کم قدرت اولیه مناسب بود، اما با افزایش توان خودروها امکان بهره برداری از آن وجود نداشت. سال هاست تمامی رادیاتورها از پمپ های سانتریفیوژ برای گردش مایع خنک کننده موتور استفاده می کنند، چرا که گردش طبیعی سرعت بسیار پایینی دارد.

سیستم خنک کننده ترموسیفون در سال 1937، بدون پمپ گردش دهنده

ترموستات خودرو

درجه حرارت موتور در اتومبیل های مدرن در ابتدا توسط ترموستاتی از نوع مومی کنترل می شود، که دریچه ای است که در زمان رسیدن دمای موتور به میزان مطلوب باز می شود.

وقتی موتور سرد است، ترموستات بسته بوده و تنها یک جریان کوچک فرعی برای حس کردن تغییرات در دمای خنک کننده با گرم شدن موتور باز می باشد. مایع خنک کننده توسط ترموستات به ورودی پمپ گردش دهنده هدایت شده و با دور زدن رادیاتور به سمت موتور می رود. با گردش مستقیم آب به سمت موتور، امکان رسیدن به دمای بهینه در موتور به شکل سریع حاصل شده و هیچ نقطه داغی باقی نمی ماند. وقتی که مایع به دمای فعال سازی ترموستات می رسد، ترموستات باز شده و امکان می دهد تا آب درون رادیاتور جریان پیدا کند. بدین ترتیب از افزایش بیشتر حرارت جلوگیری می شود.

وقتی دما به حالت مطلوب بازگشت، ترموستات جریان مایع خنک کننده به سمت رادیاتور را کنترل می کند به شکلی که عملکرد موتور در این دمای مناسب ادامه پیدا کند. در شرایط اوج بار، مثلاً زمانی که در گرمای هوا در یک سربالایی با شیب بالا به آرامی حرکت می کنیم، ترموستات کاملاً باز می شود تا در حالی که حجم گردش هوا درون رادیاتور اندک است، امکان تولید حداکثری توان از سوی موتور ایجاد شود (حجم گردش هوا درون رادیاتور مهم ترین تأثیر را در کاهش حرارت خواهد داشت). برعکس وقتی در سرازیری یک اتوبان در شبی سرد در حال حرکت هستیم، ترموستات تقریباً بسته می شود چرا که موتور توان اندکی تولید کرده و توان کاهش حرارت در رادیاتور بیش از گرمایی است که در موتور تولید می شود. اگر در این حالت میزان مایع خنک کننده در گردش زیاد باشد، حرارت موتور بیش از حد کم شده و بدین ترتیب عملکرد آن پایین تر از دمای بهینه صورت می گیرد. در نتیجه راندمان سوخت کاهش یافته و انتشار گازهای خروجی از اگزوز بیشتر می شود. علاوه بر این دوام و ماندگاری موتور به خطر می افتد، بویژه هنگامی که مؤلفه هایی همچون یاتاقان و میل لنگ به شکلی طراحی شده باشند که از طریق دریافت حرارت موتور تراز مناسب را به دست آورند. یکی دیگر از عوارض جانبی خنک شدن بیش از حد موتور، کاهش عملکرد بخاری کابین است، هرچند که هنوز هم دمای هوای کابین به میزان قابل توجهی بالاتر از دمای بیرون خواهد بود.

بنابراین ترموستات بصورت مداوم و با توجه به بار عملکردی خودرو، سرعت آن و دمای بیرونی در حال باز و بسته شدن است تا بتواند دمای بهینه عملیاتی موتور را حفظ کند.

در برخی خودروهای ارزان قیمت این ترموستات ها از نوع حلزونی هستند که در آنها مایعی فرار مانند الکل یا استون قرار دارد. این نوع ترموستات ها در فشار بالاتر از 7 psi سیستم خنک کننده کارآیی ندارند. اما در موتور خودروهای مدرن ترموستات معمولاً تا فشار 15 psi نیز عملکرد مناسبی دارد. در موتورهایی با خنک کنندگی مستقیم از طریق هوا، نگرانی چندانی برای استفاده از ترموستات های حلزونی در کنترل دریچه مربوطه در کانال های عبور هوا وجود نخواهد داشت.

ترموستات موتور خودرو

خنک کردن توسط جریان هوا

عوامل دیگری نیز بر حرارت موتور تأثیر می گذارند، که شامل اندازه رادیاتور و نوع فن بکار گرفته شده هستند. اندازه رادیاتور (و در نتیجه ی ظرفیت خنک کنندگی آن) به شکلی انتخاب می شود که بتواند تحت دشوارترین شرایط ممکن (مانند بالارفتن از تپه در یک روز کاملاً گرم) حرارت موتور را در بهترین وضعیت حفظ کند.

سرعت جریان هوای در گردش در رادیاتورها اصلی ترین تأثیر را در کاهش حرارت خواهد داشت. سرعت خودرو نیز با توجه به عملکرد موتور بر این مسئله تأثیرگذار است و بدین ترتیب به کمک بازخورد ایجاد شده، وضعیت خودتنظیمی حاکم می شود. وقتی یک فن خنک کننده اضافی در موتور تعبیه می شود، طراحی به شکلی انجام می شود که این فن با توجه به سرعت موتور به حرکت بپردازد.

فن های تعبیه شده در موتور غالباً توسط یک کلاچ و تسمه محرک کنترل می شوند، به شکلی که سرعت این فن ها در دماهای پایین کاهش پیدا می کند. بدین ترتیب راندمان سوخت بهبود می یابد چرا که توان اضافی صرف حرکت غیرضروری فن نخواهد شد. در خودروهای مدرن، گردش مایع خنک کننده از طریق فن هایی با سرعت متغیر بهتر تنظیم می شود. عملکرد فن های الکتریکی از طریق سوئیچ ترموستات یا واحد کنترل موتور مورد نظارت قرار می گیرد. مزیت اصلی این نوع فن ها ارائه جریان و خنک کنندگی مناسب در گردش پایین موتور یا وضعیت ثابت، از جمله حرکت آهسته در هنگام ترافیک است.

پیش از توسعه فن های الکتریکی و ویسکوز، در موتورها تنها از فن های ثابت و ساده استفاده می شد که هوا را از درون رادیاتور بصورت مستمر مکش می کردند. خودروهایی که در طراحی آنها به نصب رادیاتورهای بزرگ نیاز است، بعنوان مثال در وسایل نقلیه تجاری و تراکتورها که کارهای سنگین انجام شده و حرارت موتور در آنها بسیار بالاست، حتی در دمای پایین و بار کم نیز موتور شان حرارت بسیار پایینی دارد. این مسئله با وجود ترموستات نیز صادق است، چرا که رادیاتور بزرگ و فن ثابت منجر به حرکت سریع مایع خنک کننده و کاهش سریع حرارت به محض باز شدن ترموستات خواهد شد. این مشکل با تعبیه یک کاور یا پوشش بر روی رادیاتور که امکان تنظیم عملکرد آن با قطع جزئی یا کامل جریان هوای درونی را بوجود می آورد رفع خواهد شد. این پوشش در ساده ترین حالت خود از جنس کرباس یا پلاستیک است که برای پوشاندن بخش های مورد نظر مورد استفاده قرار می گیرد. در برخی خودروهای قدیمی تر، همانند خودروهای زمان جنگ جهانی اول و جنگنده های تک موتوره SPAD S.XIII، از پرده هایی برای این کار استفاده می شد که راننده یا خلبان از آنها بهره می گرفت. برخی از خودروهای مدرن نیز پرده هایی دارند که بصورت اتوماتیک از طریق واحد کنترل موتور باز و بسته می شوند و بدین ترتیب تعادل مناسب بین خنک کنندگی و ایرودینامیک ایجاد خواهد شد.

فن خنک کننده رادیاتور مربوط به لوکوموتیو قطار

افزایش فشار و تاثیر آن بر نقطه جوش

از آنجایی که راندمان حرارتی موتورهای احتراق داخلی با افزایش دما بالا می رود، مایع خنک کننده در فشاری بالاتر از اتمسفر نگهداری می شود تا نقطه جوش آن افزایش پیدا کند. برای این کار از یک دریچه کالیبره فشار بر روی درب رادیاتور استفاده می شود. این فشار در مدل های مختلف متفاوت است، اما عمدتاً طیفی بین 4 تا 30 psi را در بر می گیرد (بین 30 تا 200 کیلوپاسکال).

با افزایش فشار سیستم خنک کننده حین افزایش دما، این فشار به جایی می رسد که دریچه کنترلی باز شده و امکان کاهش فشار بوجود می آید. با توقف افزایش حرارت سیستم، دریچه مجدداً بسته خواهد شد. وقتی رادیاتور (یا مخزن مربوطه) بیش از حد پر شده است، فشار اضافی با خروج میزان اندکی از مایع به بیرون کاهش می یابد. این کار به سادگی و با ریختن مایع به بیرون، و یا جمع آوری آن در یک ظرف مخصوص با دمای اتمسفر به انجام می رسد. هنگامی که موتور خاموش می شود، سیستم خنک کننده شروع به خنک کردن نموده و سطح مایع افت می کند. در برخی موارد که مایع اضافی در ظرف ویژه ای جمع آوری شده، ممکن است این مایع دوباره به درون رادیاتور مکیده شود که البته این مسئله همیشگی نیست.

اتوبوس های دو طبقه ی قدیمی که در آنها از کاور رادیاتور استفاده می شد تا نیمه ی پایینی آن را بپوشاند.

مایع های خنک کننده موتور

تا پیش از جنگ جهانی دوم از آب معمولی بعنوان خنک کننده استفاده می شد و ضد یخ ها تنها برای کنترل یخ زدگی در هوای سرد مورد استفاده قرار می گرفت.

اما با توسعه موتورهای هواپیما با کارآیی بالا، نیاز به مایع های بهینه با نقاط جوش بالاتر بوجود آمد و بدین ترتیب از گلیکول یا ترکیب آب و گلیکول استفاده شد. استفاده از گلیکول ها به دلیل ویژگی ضد یخ بودن آنها صورت می گرفت.

با گسترش استفاده از موتورهای آلومینیومی یا با آلیاژهای مختلط، مهار خوردگی و زنگ زدگی در تمامی فصول و مناطق از اهمیت بیشتری، حتی نسبت به ویژگی ضد یخ بودن، برخوردار شد.

اثر جوش یا حرارت بیش از حد

وقتی مخزن سرریز خشک می شود مایع خنک کننده شروع به تبخیر کرده و بدین ترتیب افزایش حرارت در موتور بوجود می آید. این افزایش حرارت می تواند منجر به آسیب های شدیدی شود، همچون ترکیدن واشر سر سیلندر، و یا کج شدن یا ترک خوردن سر سیلندر و سیلندرها. برخی مواقع هیچگونه اخطاری نیز در کار نیست، چرا که سنسور دما که داده های مربوطه را به دماسنج (مکانیکی یا الکتریکی) ارائه می کند در معرض بخار آب، و نه مایع خنک کننده، قرار گرفته و دچار اشتباه می شود. باز کردن درب رادیاتور می تواند به کاهش فشار سیستم منجر شود اما در عین حال ممکن است مایع و بخار داغ که به دمای جوش رسیده به شکل خطرناکی به بیرون پرتاب شود. به همین دلیل درپوش رادیاتور معمولاً مکانیزمی دارد که پیش از باز شدن کامل نیازمند کاهش فشار داخلی خواهد بود.

رادیاتورهای کمکی

گاهی لازم است که یک خودرو دارای رادیاتور ثانویه یا کمکی باشد تا ظرفیت خنک کنندگی در آن افزایش پیدا کند، بویژه زمانی که امکان افزایش اندازه رادیاتور اصلی وجود ندارد. این رادیاتور ثانویه به صورت سری با رادیاتور اصلی قرار می گیرد. به همین ترتیب بود کهAudi  امکان توربوشارژ مدل 100 و تولید مدل 200 را بوجود آورد. البته این را نباید با خنک کننده-های داخلی اشتباه گرفت.

برخی موتورها دارای خنک کننده روغنی هستند، یعنی یک رادیاتور کوچک و مجزا که برای خنک کردن روغن موتور به کار گرفته می شود. خودروهایی با گیربکس اتوماتیک اغلب دارای رادیاتورهای کمکی هستند که می تواند به شکل رادیاتورهای روغن – هوا درست شبیه نسخه کوچک تر رادیاتور اصلی باشد و یا به شکل ساده تر، خنک کننده های روغن – آب که در آنها یک لوله روغن درون رادیاتور آبی قرار می گیرد. اگرچه آب از هوای محیط گرم تر است اما هدایت حرارتی بالاتر آن باعث خنک کردن بهتر (طی محدودیت های مختلف) با پیچیدگی کمتر و از این رو هزینه کمتر نسبت به خنک کننده های روغنی می شود. گاهی نیز برای خنک کردن مایع فرمان، مایع ترمز و سایر مایعات هیدرولیک در خودرو، از یک رادیاتور کمکی استفاده می شود.

موتورهای توربو شارژ یا سوپر شارژ دارای یک سیستم خنک کننده داخلی هستند که به شکل یک رادیاتور هوا به هوا یا هوا به آب است و از آن برای خنک کردن هوای ورودی – و نه موتور – استفاده می شود.

سیستم خنک کاری هواپیماها

هواپیماها دارای موتورهای پیستونی هستند که با مایع خنک می شوند (این موتورها معمولاً به شکل خطی هستند و نه شعاعی) و از این رو به رادیاتورها نیاز دارند. با توجه به اینکه سرعت هوا در هواپیماها بیشتر از خودروهاست، امکان خنک شدن بیشتری در حین پرواز وجود دارد و بدین ترتیب نیازی به فن های بزرگ یا اندازه ی بزرگ رادیاتور نیز نخواهد بود. بسیاری از هواپیماهای پیشرفته اما با مشکلات حرارت بیش از حد، بویژه در هنگام حرکت زیاد روی زمین دست به گریبان هستند – زمان بیشتر از 7 دقیقه قبل از پرواز. این مسئله را می توان در خودروهای فرمول 1 نیز مشاهده کرد که وقتی متوقف می شوند نیاز دارند هوا به درون رادیاتورها گردش پیدا کند تا دچار حرارت بیش از حد نشوند.

رادیاتورهای سطحی

کاهش کشش باد هدف اصلی در طراحی هواپیماهاست که مسئله طراحی سیستم های خنک کننده نیز به آن اضافه می شود. یکی از تکنیک های اولیه در این راه بهره گیری از جریان زیاد هوا به منظور جایگزینی با هسته لانه زنبوری رادیاتورها بود، یعنی استفاده از رادیاتورهای سطحی (با استفاده از سطوح زیاد در رادیاتورها با نسبت بالای سطح به حجم). در این روش از یک سطح واحد که با بدنه یا بال هواپیما یکپارچه است استفاده می شود و مایع خنک کننده از طریق لوله-های پشتی جریان پیدا می کند. چنین طراحی هایی عمدتاً در هواپیماهای بکار گرفته شده در جنگ جهانی اول مشاهده می شد.

رادیاتورهای سطحی از آنجایی که وابسته به سرعت هوا هستند در هنگام حرکت هواپیما روی زمین در معرض حرارت بیش از حد قرار می گیرند. بعنوان مثال هواپیماهای سریعی همچون سوپرمارین S.6B که در آنها رادیاتورهای سطحی مورد استفاده قرار گرفته بود، همیشه معروف بودند به اینکه با مشکل حرارت بیش از حد بعنوان محدود کننده اصلی عملکرد روبرو هستند. از رادیاتورهای سطحی در برخی اتومبیل های پر سرعت، مثل بلو برد شرکت مالکوم کمپل در سال 1928 بهره گرفته شد.

سیستم های خنک کننده تحت فشار

به طور کلی در اغلب سیستم های خنک کننده این محدودیت وجود دارد که مایع خنک کننده نبایستی امکان به جوش آمدن داشته باشد، چرا که رفع بخار ایجاد شده طراحی را به شدت پیچیده خواهد کرد. در مورد سیستم هایی که با آب خنک می شوند، این بدان معناست که حداکثر حجم انتقال حرارت با توجه به ظرفیت حرارتی ویژه آب و اختلاف دمای محیطی و 100 درجه سانتیگراد تعیین می شود. بدین ترتیب خنک کنندگی مؤثرتری در فصل زمستان یا در ارتفاعات بالا که دما پایین است مشاهده می شود.

اما عامل دیگری که در خنک کردن هواپیماها اهمیت زیادی دارد به این شکل است که ظرفیت حرارتی ویژه با فشار تغییر می کند و تغییر این فشار نیز با سرعت بیشتری نسبت به حرارت صورت می گیرد. بنابراین سیستم های خنک کننده با مایع با صعود هواپیما به ارتفاع بالاتر ظرفیت کمتری برای خنک کنندگی پیدا می کنند. در دهه 1930 این محدودیت عملکردی بسیار چشمگیر بود بویژه زمانی که توربو شارژرها امکان حرکت هواپیماها در ارتفاع بالاتر از 15000 فوت را بوجود آورد و بدین ترتیب طراحی سیستم خنک کننده به چالشی بزرگ برای طراحان هواپیما مبدل شد.

بدیهی ترین و معمول ترین راه حل برای این مشکل، تحت فشار قرار دادن کل سیستم خنک کننده است. بدین ترتیب و در حالی که کاهش دمای خارج هواپیما ادامه می یابد، ظرفیت حرارتی ویژه در یک مقدار ثابت حفظ می شود و ظرفیت خنک کنندگی در هنگام صعود بهتر می-شود. در اغلب موارد این راهکار مسئله خنک کردن موتورهای پیستونی با عملکرد بالا را رفع خواهد کرد و تقریباً تمامی موتورهای هواپیما در دوره جنگ جهانی دوم که با مایع خنک می شدند از این روش بهره می گرفتند.

با این حال سیستم های تحت فشار پیچیدگی بیشتری داشته و در معرض آسیب های زیادی قرار داشتند – با توجه به اینکه مایع خنک کننده تحت فشار بالایی قرار دارد، حتی یک آسیب کوچک در سیستم مربوطه مثل یک سوراخ کوچک فشنگ منجر به خروج سریع مایع خواهد شد. بدین ترتیب مهم ترین عامل خرابی اینگونه موتورها، نقص در سیستم خنک کنندگی بوده است.

اگرچه ساخت یک رادیاتور هواپیما که امکان کنترل بخار را داشته باشد دشواری زیادی دارد اما این مسئله غیرممکن نیست. شرط اصلی این مسئله تهیه سیستمی است که بتواند بخار را مجدداً به مایع تبدیل کرده و آن را به درون پمپ بفرستد تا حلقه خنک کنندگی تکمیل شود. چنین سیستم هایی قادر خواهند بود از گرمای ویژه تبخیر استفاده کنند، که در مورد آب پنج برابر بیش از ظرفیت حرارتی ویژه در حالت مایع است. با حرارت بیشتر بخار می توان از این مزیت بیشتر بهره گرفت. چنین سیستم هایی که بعنوان سیستم های خنک کننده تبخیری شناخته می شوند، موضوع اصلی پژوهشی در این حوزه طی دهه 1930 بودند.

دو سیستم خنک کننده را در نظر بگیرید که در دمای 20 درجه سانتیگراد کار می کنند. سیستمی که در آن کاملاً از مایع استفاده می شود، می تواند بین 30 تا 90 درجه، یعنی 60 درجه تفاوت دمایی به فعالیت بپردازد. یک سیستم خنک کننده تبخیری اما قادر است در دمای بین 80 تا 110 درجه عمل کند، که در نگاه اول تفاوت دمایی کمتری را نشان می دهد. اما در این تحلیل انرژی بالایی که طی تولید بخار ایجاد شود، یعنی معادل با 500 درجه سانتیگراد نادیده گرفته شده است. در واقع سیستم تبخیری در دمایی بین 80 تا 560 درجه سانتیگراد عمل می کند، یعنی اختلاف دمای مؤثر آن 480 درجه است. چنین سیستمی حتی با مقادیر بسیار کمتر آب نیز اثربخشی بالایی خواهد داشت.

اما نقطه ضعف اصلی سیستم های خنک کننده تبخیری فضای لازم برای کندانسورهایی است که به منظور خنک کردن مجدد بخار و رساندن حرارت آن به زیر نقطه جوش مورد نیاز است. با توجه به تراکم کمتر بخاطر نسبت به آن، به فضای بسیار بزرگتری به منظور ارائه جریان هوای کافی به منظور خنک کردن مجدد بخار نیاز خواهد بود. در طراحی رولز رویس گوشاوک در سال 1933 از کندانسورهای معمولی شبیه رادیاتور استفاده شد که مشکلات جدی را برای کشش بوجود می آورد. در آلمان، برادران گونتر با ترکیب سیستم های خنک کننده تبخیری و رادیاتورهای سطحی و استفاده از آن در سراسر بال هواپیما، بدنه و حتی سکان آن، طرح جایگزینی ارائه کردند. هواپیماهای بسیاری با این طراحی ساخته شده و رکوردهای بیشماری را بوجود آورد، که از جمله آنها می توان به Heinkel He 119 و Heinkel He 100 اشاره کرد. با این حال در این سیستم ها نیاز به تعداد زیادی پمپ به منظور بازگرداندن مایع از رادیاتورهای متعدد وجود داشته و بدین ترتیب مشخص شد که آسیب پذیری زیادی بویژه در هنگام نبرد در آنها وجود دارد. تلاش دیگری برای توسعه اینگونه سیستم ها تا دهه ی 1940 به انجام نرسید. در این هنگام و با گسترش دسترسی به خنک کننده های مبتنی بر اتیلن گلیکول که حرارت ویژه کمتر اما نقطه ی جوش بالاتری نسبت به آب داشتند، این طرح ها به طور کلی نادیده گرفته شدند.

درپوش رادیاتور در سیستم های خنک کننده تحت فشار. از هر دو دریچه، یکی از ایجاد خلاء جلوگیری کرده و دیگری فشار را محدود می کند.

فشار جانبی در رادیاتورها

رادیاتورهای بکار رفته در هواپیماها که درون یک محفظه قرار می گیرند هوای عبور کننده را گرم کرده و منجر به انبساط و افزایش حجم آن می شوند. به این مفهوم اثر مردیت گفته می-شود، و هواپیماهای پیستونی با کارآیی بالا و رادیاتورهای کم کشش (همانند موستانگ P-51) به همین دلیل دچار کشش جانبی می شوند. این کشش جانبی منجر به خنثی شدن کشش محفظه ای که رادیاتور درون آن قرار دارد شده و بدین ترتیب این کشش به صفر می رسد. حتی در مقطعی برنامه ای جهت استفاده از یک سیستم پس سوز که در آن پس از اشتعال، مجدداً سوخت به درون محفظه خروجی تزریق می شد وجود داشت. سیستم پس سوز در ادامه سوخت اضافی تزریق شده به بخش پایانی چرخه احتراق موتور را مورد استفاده قرار می داد.

اگر که قصد خرید لوازم یدکی هیوندای و یا لوازم یدکی کیا را دارید میتوانید برای دریافت اطلاعات در این خصوص با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.