نظام التبريد لشاحنات MAN / Mercedes والحافلات والمركبات التجارية الخفيفة

يُعد نظام التبريد ضروريًا لموثوقية وعمر كل شاحنة أو حافلة أو مركبة خفيفة من MAN أو Mercedes. تُقدّم محركات الاحتراق الداخلي أداءً عاليًا تحت الأحمال الثقيلة، لكن هذا الأداء يرافقه توليد كبير للحرارة. يضمن نظام التبريد تصريف هذه الحرارة بشكل مُتحكَّم فيه، بحيث تواصل المحرّك والمكوّنات المرتبطة به العمل ضمن حدود آمنة لدرجات الحرارة. عندما لا يعمل نظام التبريد بشكل صحيح، سرعان ما تظهر أضرار جسيمة في المحرك وتوقفات غير متوقعة. لدى Braem ستجد مجموعة واسعة من قطع التبريد التي تُمكّن من تنفيذ الصيانة والإصلاحات بشكل احترافي ومستدام.

وظيفة نظام التبريد داخل المركبة

ينظّم نظام التبريد درجة حرارة تشغيل المحرك عبر تصريف الحرارة الناتجة عن الاحتراق. وإلا فإن هذه الحرارة قد تُتلف المحرك نتيجة فرط السخونة. أثناء الاحتراق داخل الأسطوانات تنشأ درجات حرارة مرتفعة. وبدون تبريد يمكن أن تتشوّه أجزاء مثل رأس الأسطوانة، والمكابس، وعمود المرفق، وكتلة المحرك. وعند ارتفاع درجة حرارة التشغيل بشكل مفرط يفقد زيت المحرك خصائصه التشحيمية، ما قد يؤدي إلى انحشار المحرك. المحرك الذي ينحشر يتعرض لأضرار كبيرة وغالبًا يكون غير قابل للإصلاح.

التكامل مع المحرك وتدفئة المقصورة

تبادل الحرارة هو العملية التي تنتقل فيها الطاقة الحرارية من جسم أو وسط ذي درجة حرارة أعلى إلى جسم أو وسط ذي درجة حرارة أقل، إلى أن يتحقق التوازن الحراري. تقنيًا يمكن أن يحدث ذلك عبر ثلاث آليات. عبر التوصيل (بالإنجليزية conduction) تنتقل الحرارة من خلال مادة عبر التلامس المباشر. قضيب معدني يتم تسخينه من جهة ينقل الحرارة إلى الجهة الأخرى حتى تصبح درجة حرارة القضيب ثابتة. كما يمكن أن يحدث تبادل الحرارة بالحمل الحراري (بالإنجليزية convection)، حيث تُنقل الحرارة بواسطة وسط متحرك مثل سائل أو غاز. والطريقة الثالثة هي الإشعاع (بالإنجليزية radiation)، حيث تُنقل الحرارة عبر موجات كهرومغناطيسية دون الحاجة إلى تلامس أو وسط ناقل. الطاقة تنتقل مباشرة عبر الفراغ. الشمس أفضل مثال على ذلك. وخلاصة القول إن الحرارة تتدفق دائمًا من درجة حرارة أعلى إلى درجة حرارة أقل. وتعتمد قدرة انتقال الحرارة على فرق درجات الحرارة، ونوع المادة ومساحتها السطحية، وخصائص الوسط. يستخدم نظام تبريد المحرك أساسًا التوصيل والحمل الحراري لنقل الحرارة، مع قدر بسيط من الإشعاع.

التوصيل: تحتوي كتلة المحرك على قنوات تبريد تسمح بتدفق سائل التبريد. تقوم مضخة الماء المثبتة على كتلة المحرك بضخ سائل التبريد عبر قنوات التبريد، فتنتقل الحرارة من أجزاء المحرك الساخنة إلى سائل التبريد. وبذلك يبرد المحرك. هذا انتقال للحرارة عبر تماس مباشر بين الأسطح المعدنية وسائل التبريد.

الحمل الحراري: تقوم مضخة الماء بضخ سائل التبريد المُسخّن عبر خراطيم سائل التبريد والأنابيب إلى رادياتير سائل التبريد. يُثبَّت هذا الرادياتير أمام المحرك في المركبة. عندما تسير المركبة تدفع حركة السير هواء الجو باتجاه الرادياتير. يمر هذا الهواء عبر زعانف تبريد رقيقة وأنابيب معدنية رقيقة يتكون منها الرادياتير، فيمتص الحرارة من سائل التبريد القادم من المحرك. وبذلك تُنقل حرارة سائل التبريد إلى تيار الهواء فيبرد سائل التبريد. ثم يُضخ سائل التبريد المُبرَّد عبر مضخة الماء والأنابيب عائدًا إلى المحرك لتبدأ من جديد عملية التوصيل الموضحة أعلاه.

الإشعاع: بدرجة أقل تشع أجزاء المحرك الساخنة حرارة عبر سطحها إلى البيئة المحيطة. ويلعب هذا الإشعاع دورًا صغيرًا مقارنة بالتوصيل والحمل الحراري.

يتمدّد الماء عند تسخينه فيشغل حيزًا أكبر. يقوم خزان التمدد المثبّت أعلى الرادياتير باستيعاب تمدد وانكماش سائل التبريد عند تغيّر درجات الحرارة، بحيث يبقى الضغط في نظام التبريد آمنًا وثابتًا.

تعمل تدفئة المقصورة أساسًا وفق مبدأ الحمل الحراري. يُنقل سائل تبريد ساخن قادم من المحرك عبر أنابيب تُعد جزءًا من دائرة سائل تبريد المحرك بواسطة مضخة الماء نفسها إلى رادياتير التدفئة. يقوم محرك التدفئة (وهو في الواقع مروحة) بسحب هواء خارجي عبر فلتر المقصورة الذي ينقّي الهواء الخارجي، ثم يدفعه عبر رادياتير التدفئة. يتخلى سائل التبريد عن حرارته لهذا الهواء الذي يُنفخ بعد ذلك داخل المقصورة، فترتفع درجة الحرارة داخلها. ولجعل هذه الحرارة قابلة للضبط، يتم تركيب صمام التدفئة ضمن دائرة سائل التبريد. ويتم التحكم به عبر نظام التحكم في المقصورة. وبذلك يحدد صمام التدفئة معدل التدفق المطلوب من سائل التبريد الساخن اللازم للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة.

أهم مكوّنات نظام تبريد هواء الشحن ونظام التكييف

يُستخدم مبدأ تبادل الحرارة أيضًا في عمليتين أخريين.

نظام هواء الشحن وتأثيره على قدرة المحرك

بفعل ضغط خليط الهواء، يشتعل الوقود بسبب درجة الحرارة العالية للهواء المضغوط أثناء شوط القدرة في المحرك. تعتمد قدرة المحرك على كمية الوقود التي يمكن حرقها خلال زمن محدد. كلما زادت كمية الهواء في الأسطوانات، أمكن حرق كمية أكبر من الوقود فعليًا. تُعبّر درجة الامتلاء عن مقدار الهواء الذي يدخل فعليًا إلى الأسطوانات مقارنة بالحجم الأقصى. إذا استطعنا رفع درجة الامتلاء يمكننا زيادة قدرة المحرك. تؤدي خاصية الضغط في الشاحن التوربيني إلى زيادة درجة الامتلاء. ولتحسين درجة الامتلاء أكثر، يتم تبريد الهواء القادم من التوربو بواسطة مبرد هواء الشحن (الإنتركولر). الهواء الذي يُبرَّد ينكمش حجمه، وبذلك يمكن ويدخل هواء أكثر إلى الأسطوانات. يُضغط الهواء المسحوب من علبة فلتر الهواء بواسطة التوربو ويُدفع عبر أنابيب هواء الضغط إلى الإنتركولر. يُثبَّت هذا الإنتركولر أمام رادياتير سائل التبريد. عندما تسير المركبة يدفع اتجاه السير هواء الجو نحو الإنتركولر. يمر هذا الهواء عبر زعانف تبريد رقيقة وأنابيب معدنية رقيقة يتكون منها الإنتركولر ويمتص الحرارة من الهواء القادم من التوربو. بعد التبريد، يُنقل الهواء عبر الأنابيب والوصلات المرنة إلى مجمع السحب ليتدفق إلى أسطوانات المحرك.

نظام التكييف هو نظام تبريد للهواء، حيث تُنقل الحرارة من المقصورة إلى الهواء الخارجي.

يعمل تبريد المكيّف وفق مبدأ انتقال الحرارة والتحولات الطورية لمادة التبريد. ينقل النظام الطاقة من منطقة أكثر دفئًا (داخل المقصورة) إلى منطقة أبرد (الهواء الخارجي) عبر دائرة تبريد مغلقة. يقوم ضاغط المكيّف بضغط غاز مادة التبريد فترتفع ضغوطه ودرجة حرارته. وبفعل فروقات الضغط تنتقل مادة التبريد عبر أنابيب المكيّف إلى المكثّف المثبّت أمام الإنتركولر في مقدمة المركبة. عندما تسير المركبة يدفع اتجاه السير هواء الجو نحو المكثّف. يمر هذا الهواء عبر زعانف تبريد رقيقة وأنابيب معدنية رقيقة يتكون منها المكثّف ويمتص الحرارة من غاز مادة التبريد الساخن المضغوط. عندها يتكاثف غاز مادة التبريد إلى سائل. يقوم صمام التمدد المثبّت لاحقًا ضمن دائرة مادة التبريد بخفض الضغط ودرجة الحرارة بشكل كبير. تتدفق مادة التبريد إلى المبخر المثبّت على المقصورة أو داخلها. تدفع مروحة التدفئة (المنفاخ) الهواء الدافئ الموجود في المقصورة عبر المبخر، فتلتقط مادة التبريد التي تدور داخله الحرارة وتتبخر إلى غاز. وبذلك تنخفض درجة الحرارة داخل المقصورة. يعود غاز الضغط المنخفض إلى ضاغط المكيّف ويمكن للدورة أن تبدأ من جديد.

رادياتير سائل التبريد، الإنتركولر، المكثّف وتدفقات الهواء

لكي يعمل رادياتير سائل التبريد والإنتركولر والمكثّف بشكل جيد، يجب أن يتدفق الهواء عبرها بشكل عرضي. عندما تسير المركبة بسرعة معينة يحدث ذلك تلقائيًا. لكن عندما تسير المركبة ببطء شديد أو تعمل على وضع الخمول يكون تدفق الهواء غير كافٍ لتبريد المحرك بشكل مناسب. تنخفض درجة امتلاء المحرك، وبالتالي لا يمكن ضمان القدرة المطلوبة. ولا يعمل نظام التكييف بشكل أمثل. عندها يتم توليد تدفق هواء ثانٍ بواسطة مروحة مثبّتة بين رادياتير سائل التبريد والمحرك، وعند تشغيلها تدفع الهواء قسرًا عبر المبادلات الحرارية. في محركات الشاحنات تكون هذه غالبًا مركبة على المحرك عبر قارنة لزجة (فيسكو). تقوم هذه القارنة الانزلاقية بتنظيم سرعة المروحة حسب الحاجة إلى التبريد. كما أن غطاء المروحة المثبّت على الجهة الخلفية لرادياتير سائل التبريد يوجّه الهواء نحو حجرة المحرك.

التآكل الشائع والمشكلات القابلة للتعرّف في أنظمة التبريد المختلفة

تبريد المحرك

قد يؤدي ضعف تبريد المحرك إلى فرط سخونة المحرك أو انحشاره. يمكن أن ينسد رادياتير سائل التبريد، أو يفقد سائل التبريد بسبب التسربات أو يتعرّض للصدأ. يمكن لتدفق الهواء أن يُدخل الغبار والرمل فيؤدي إلى انسداد الرادياتير. قد تتشقق خراطيم التوصيل والأنابيب وتصبح قاسية بحيث لا يعود الإحكام كافيًا. قد تتشوّه المراوح بسبب حرارة المحرك. كما قد يفقد الفيسكو سائلَه أو يتآكل داخليًا.

نظام هواء الشحن

تُظهر نواة الإنتركولر تشققات وتسربات وصدأ. قد تتسرب خراطيم الإنتركولر والأنابيب. كما يمكن لتدفق الهواء أن يُدخل الغبار والرمل فيسد الإنتركولر.

نظام التكييف

ضاغط المكيّف هو مضخة تحتوي على محامل. وهو عرضة للتآكل والتحميل الزائد. يمكن لتدفق الهواء أن يلوّث المكثّف بالغبار والرمل. وبسبب مشاكل التكاثف قد يصدأ المبخر. كما قد تتسرب خراطيم وأنابيب التكييف.

تآكل شامل

جميع قطع التبريد عرضة لأضرار الاهتزاز. وبسبب التمدد المستمر بفعل التسخين أو الانكماش بفعل التبريد تتعرض الأجزاء للإجهاد الحراري، ما يؤدي إلى تشققات وكسور. كما يؤدي تدفق الهواء إلى تلويث المبادلات الحرارية بالطين والرمل وغيرها من الشوائب، فتنسد وتفقد كفاءتها.

إشارات تحذيرية نموذجية عند سوء عمل العمليات

يتم قياس العديد من معلمات أنظمة التبريد المختلفة بواسطة حساسات. تظهر نتائجها في لوحة العدادات عبر لمبات التحذير. عند فرط سخونة المحرك يرتفع مؤشر الحرارة كثيرًا وتضيء لمبة التحذير. يتعرض المحرك لفقدان في القدرة وارتفاع في استهلاك الوقود. وقد يعمل المحرك بشكل غير منتظم أيضًا. قد يدخل في وضع الحماية (الطوارئ) أو حتى يتوقف. قد يتسرب سائل التبريد فتظهر برك خضراء أو وردية أو زرقاء تحت المركبة. وبذلك ينخفض مستوى سائل التبريد فتبدأ لمبة المستوى المقابلة في لوحة العدادات بالإضاءة. لسائل التبريد المتسرب رائحة حلوة قوية. نظام تدفئة يعمل بشكل سيئ ينفخ هواءً باردًا داخل المقصورة بينما المحرك دافئ. قد لا يعمل محرك التدفئة أو يستمر بالدوران. نظام تكييف يعمل بشكل سيئ لا ينفخ هواءً باردًا بما يكفي. نسمع صوت نقر عند التشغيل وتكون الرائحة عفنة. أما نظام إنتركولر يعمل بشكل سيئ فيعطي بالأساس أعراضًا تتعلق بالأداء وسلوك المحرك.

أهمية الصيانة الوقائية وفي الوقت المناسب لنظام التبريد

تمنع الصيانة أضرارًا مكلفة في المحرك بسبب فرط السخونة. تقل احتمالية التوقف. تضمن درجة حرارة محرك ثابتة، حتى في الازدحام والحمولات الثقيلة والطقس الحار. تطيل عمر المحرك. تزيد موثوقية المركبة وبالتالي السلامة في حركة المرور وفي موقع العمل. تمنع التآكل الداخلي وتكوّن التكلسات والوحل داخل قطع التبريد. تضمن كفاءة المبادلات الحرارية.

إصلاح قطع التبريد أو استبدالها

يتم إصلاح قطع التبريد أو استبدالها بحسب نوع العطل وموثوقية ما بعد الإصلاح وموازنة الكلفة مقابل المنفعة. يكون الإصلاح مجديًا عندما تكون البنية الإنشائية للقطعة ما تزال جيدة وعندما يكون الإصلاح موثوقًا ودائمًا. وتستوجب القطع الاستبدال عندما تكون معرضة للاهتراء، أو يظهر فيها عيب داخلي، أو عندما لا يضمن الإصلاح الموثوقية.

أنظمة تبريد مُهيّأة للتطبيقات الشاقة

كلما كان الحمل أثقل ولفترة أطول، وجب تجهيز نظام التبريد بشكل أقوى. في المناخ الحار ومع الأعمال الشاقة يتم اعتماد رادياتير أكبر لرفع قدرة التبريد. يقوم ترموستات المحرك بتنظيم درجة حرارة تشغيل المحرك عبر التحكم بتدفق سائل التبريد. يضمن هذا الترموستات وصول المحرك بسرعة إلى درجة حرارة التشغيل، ويحافظ على حرارة ثابتة ومثالية. يمنع كلًا من فرط السخونة وتشغيل المحرك على البارد. يُصمم الترموستات لدرجة حرارة محددة تُسمى قيمة الفتح. عندما ترتفع حرارة سائل التبريد بفعل تشغيل المحرك إلى تلك الدرجة يفتح الترموستات دوائر تبريد أخرى. عندها يبدأ تدفق سائل التبريد إلى دوائر إضافية، ما يرفع فعليًا مستوى التبريد. في الشاحنات التي تعمل تحت أحمال ثقيلة يتم لذلك تركيب ترموستات بقيمة فتح أقل لكي يبدأ التبريد المعزز بشكل أسرع.

نصيحة عملية مبنية على الخبرة في صيانة نظام التبريد

دائرة سائل التبريد ونظام التدفئة المرافق

• تحقق من جودة سائل التبريد الموجود. إذا لم يعد سائل التبريد مطابقًا، فاستبدله بسائل جديد. قم بتفريغ سائل التبريد القديم، ثم اشطف الدائرة واملأها بسائل تبريد جديد. قم بتنفيث الدائرة وتأكد من وجود كمية كافية من سائل التبريد داخلها. افحص جميع خراطيم التوصيل والأنابيب والوصلات والحشيات من حيث الإحكام كي لا يتسرب سائل التبريد من النظام. واستبدل عند الحاجة الخراطيم والأنابيب والوصلات والحشيات.
• افحص خزان التمدد بحثًا عن تشققات وتشوهات. افحص رادياتير سائل التبريد ورادياتير التدفئة للتأكد من عدم الانسداد. استبدلهما عند الحاجة بقطع جديدة. افحص عمل الترموستات ومضخة الماء والمروحة والفيسكو. افحص خروج الحرارة من تدفئة المقصورة. وتحقق من أن صمام الدفاية يفتح ويغلق بشكل صحيح بحسب درجة الحرارة المطلوبة في المقصورة.
• دائرة الإنتركولر
• افحص جميع خراطيم التوصيل والأنابيب والوصلات والحشيات من حيث الإحكام كي لا يتسرب الهواء من النظام. واستبدل عند الحاجة الخراطيم والأنابيب والوصلات والحشيات. نظّف السطح الخارجي عند الحاجة بمزيل شحوم لطيف. نظّف داخل الدائرة بالهواء. تحقق من أن الإنتركولر غير مسدود. يتم ذلك عبر قياس فقدان ضغط الهواء. تأكد من أن الإنتركولر غير مسدود عرضيًا. يتلقى الإنتركولر الهواء القادم من التوربو. يحتوي هواء التوربو على رذاذ زيتي دقيق تتم إزالته بواسطة فاصل الزيت. تحقق من عمل فاصل الزيت هذا.
• دائرة التكييف
• افحص جميع خراطيم التوصيل والأنابيب والوصلات والحشيات من حيث الإحكام كي لا يتسرب مبرد التكييف من النظام. واستبدل عند الحاجة الخراطيم والأنابيب والوصلات والحشيات. افحص ضغط ومستوى مادة التبريد. تحقق من حسن دوران مادة التبريد عبر القياس والملاحظة. افحص الاتساخ العرضي للمكثّف والمبخر. استبدل فلتر المقصورة. عبّئ مادة التبريد بالطريقة الصحيحة. تحقق من جودة الأداء عبر تيار الهواء البارد داخل المقصورة. افحص عمل ضاغط المكيّف.

القيمة المضافة من Braem لقطع التبريد

تمتلك Braem مخزونًا واسعًا من قطع التبريد لشاحنات MAN وMercedes والحافلات والمركبات الخفيفة. وبفضل التوفر السريع والخبرة التقنية يمكن تنفيذ الإصلاحات بكفاءة.

يختار العملاء Braem بسبب:

• جودة جيدة بفضل رقابة جودة جيدة
• دعم تقني أثناء الفك والتركيب
• تسليم سريع داخل أوروبا وخارجها
• ضمان وشروط إرجاع شفافة

يُعد نظام تبريد موثوق أمرًا لا غنى عنه للاستخدام المهني للمركبة. ومع القطع المناسبة والخبرة يبقى المحرك محميًا من فرط السخونة ويعمل بكفاءة. ويوفر نظام التكييف راحة للسائق.