آشنایی با مدار خنک‌کاری هوشمند خودرو

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی خوردو، دانشگاه علم و صنعت

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

چکیده

روزبه‌روز قدرت موتور‌های احتراق داخلی رو‌به پیشرفت می‌نهد و درپی آن، گرمای تولیدشده در موتور بیشتر می‌شود. با توجه به اینکه بیش از 30 درصد از این اتلافات باید به‌صورت گرما به محیط منتقل شود، مدیریت حرارتی در موتور از اهمیت بیشتری برخوردار می‌باشد. مشکلات زیست‌محیطی و آلودگی ناشی از موتورهای احتراق داخلی هم اهرم فشاری است تا سیستم‌های خنک‌کاری خودرو متناسب با پیشرفت موتور‌های احتراق داخلی، هوشمند شوند تا بتوانند در مواقع مورد نیاز گرما را انتقال دهند. مهم‌ترین وظیفة سیستم مدار خنک‌کاری جلوگیری از گرم‌شدن بیش‌ازحد موتور در شرایط مختلف و گرم‌کردن سریع موتور در هنگام شروع به کار موتور است. از جمله مهم‌ترین قسمت‌هایی که در انجام وظیفة مدار خنک‌کاری کارآمد است، واترپمپ مدار خنک‌کاری است که به‌عنوان قلب تپندة مدار به‌کار می‌رود. با پیشرفت دانش الکترونیک و برق و با توجه به مزایایی که واتر‌پمپ‌های الکتریکی نسبت به نوع مکانیکی دارند، محققان در‌صدد جایگزینی آنها با انواع مکانیکی رایج هستند. کاهش زمان گرم‌شدن موتور، کاهش حجم رادیاتور تا 27 درصد، کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده از مزایای جایگزینی واترپمپ الکتریکی نسبت به مکانیکی می‌باشد. هدف این مقاله، بررسی انواع واتر‌پمپ الکتریکی برای مدار خنک‌کاری و طراحی آن به‌منظور ارتقای بازده مدار و کاهش مصرف سوخت است. درنهایت مشخص می‌شود که استفاده از واترپمپ الکتریکی و سیستم خنک‌کاری هوشمند می‌تواند مصرف سوخت را به‌میزان 2/1 درصد کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها


[1] H. Cho, D. Jung, S. Zoran, Filipi, D. N. Assanis, J. Vanderslice, W. Bryzik, Application of controllable electric coolant pump for fuel economy and cooling performance improvement, Journal of engineering for gas turbines and power, Vol. 129,N. 1, pp. 239-244, 2007.

[2] electric water pumps, https://www.gates.com/~/media/files/gates/automotive/resources/product-brochures/352electric-water-pump_addendum_r2.pdf, accessed 7 Jan 2017.

[3] intelligent cooling system system, http://machinedesign.com/hydraulics/intelligent-cooling-system-your-car, accessed 7 Jan 2017.

[4] W. Cai, S. Xiong, L. Fang, S. Zha, Electric Water-Pump Development for Cooling Gasoline Engine, in Proceedings of the FISITA 2012 World Automotive Congress, 2012.

[5] K. B. Kim, K. H. Lee, K. S. Lee, Active coolant control strategies in automotive engines, International Journal of Automotive Technology, Vol. 11, No. 6, pp. 767–772, 2010.

[6] Y. Hyuk, S. Chul, M. Soo, Use of electromagnetic clutch water pumps in vehicle engine cooling systems to reduce fuel consumption, Energy, vol. 57, pp. 624–631, 2013.

[7] A. Emadi, M. Ehsani, Y. Gao, modern electric, hybrid electric and fuel cell vehicles, Taylor and Francis Group, 2010.

[8] ج. طرقی، ن. واحدی, طراحی موتور شار محوری آهنربای دائم با هدف افزایش گشتاور حجمی, دانشگاه علم و صنعت ایران, 1392.

[9] J. Gieras, W. Rong-Jie, K. J. Maarten, Axial flux permanent magnet brushless machines, Springer Science & Business Media, 2008.

[10] N. C. Harris, T. M. Jahns, S. H. S. Huang, Design of an integrated motor/controller drive for an automotive water pump application, Conf. Rec. 2002 IEEE Ind. Appl. Conf. 37th IAS Annu. Meet. (Cat. No.02CH37344), vol. 3, pp. 2028–2035, 2002.

[11] Y. Zhaocheng, Engine design, in China Machine Press, Beijing, 2008.