Vloga ventilatorja pri hlajenju s tekočino

Prenos toplote, ki nastane med delovanjem motorja, v ozračje zahteva stalno pihanje radiatorja hladilnega sistema. Intenzivnost prihajajočega hitrega zračnega toka ni vedno zadostna za to. Pri nizkih hitrostih in popolnih postankih pride v poštev posebej zasnovan dodatni hladilni ventilator.

Shematski prikaz vbrizgavanja zraka v radiator

Prehod zračnih mas skozi satasto strukturo radiatorja je možno zagotoviti na dva načina - s potiskanjem zraka vzdolž smeri naravnega toka od zunaj ali z ustvarjanjem vakuuma od znotraj. Bistvene razlike ni, še posebej, če se uporablja sistem zračnih ščitov - difuzorjev. Zagotavljajo minimalen pretok za neuporabno turbulenco okoli lopatic ventilatorja.

Tako obstajata dve tipični možnosti za organizacijo pihanja. V prvem primeru je ventilator nameščen na motorju ali okvirju hladilnika v motornem prostoru in ustvarja tlačni tok v motor, pri čemer zajema zrak od zunaj in ga prenaša skozi hladilnik. Da lopatice ne delujejo v prostem teku, je prostor med radiatorjem in rotorjem čim tesneje zaprt s plastičnim ali kovinskim difuzorjem. Njegova oblika prav tako spodbuja uporabo največje površine satja, saj je premer ventilatorja običajno veliko manjši od geometrijskih dimenzij hladilnika.

Ko je impeler nameščen na sprednji strani, je pogon ventilatorja možen le z elektromotorjem, saj jedro hladilnika onemogoča mehansko povezavo z motorjem. V obeh primerih lahko izbrana oblika hladilnega telesa in zahtevana učinkovitost hlajenja zahtevata uporabo dvojnega ventilatorja z manjšim premerom tekačev. Ta pristop običajno spremlja zaplet algoritma delovanja, ventilatorje je mogoče preklopiti ločeno, prilagoditi intenzivnost zračnega toka glede na obremenitev in temperaturo.

Sam rotor ventilatorja ima lahko precej zapleteno in aerodinamično zasnovo. Ima številne zahteve:

• število, oblika, profil in korak lopatic naj zagotavljajo minimalne izgube brez uvajanja dodatnih stroškov energije za neuporabno mletje zraka;
• v določenem območju hitrosti vrtenja je zastoj pretoka izključen, sicer bo padec učinkovitosti vplival na toplotni režim;
• ventilator mora biti uravnotežen in ne sme ustvarjati mehanskih in aerodinamičnih vibracij, ki lahko obremenijo ležaje in sosednje dele motorja, zlasti tanke strukture hladilnika;
• tudi hrup rotorja je zmanjšan v skladu s splošnim trendom zmanjševanja akustičnega ozadja, ki ga povzročajo vozila.

Če primerjamo sodobne avtomobilske ventilatorje s primitivnimi propelerji pred pol stoletja, potem lahko ugotovimo, da je znanost delala s tako dokaj očitnimi podrobnostmi. To se vidi že navzven, med delovanjem pa dober ventilator skoraj neslišno ustvarja nepričakovano močan zračni pritisk.

Vrste pogonov ventilatorjev

Ustvarjanje intenzivnega zračnega toka zahteva znatno količino pogonske moči ventilatorja. Energijo za to lahko motorju črpamo na različne načine.

Neprekinjeno vrtenje iz škripca

V prvih najpreprostejših izvedbah je bil rotor ventilatorja preprosto nameščen na jermenico pogonskega jermena vodne črpalke. Zmogljivost je zagotavljal impresiven premer oboda rezil, ki so bile preprosto upognjene kovinske plošče. Zahtev po hrupu ni bilo, bližnji stari motor je zadušil vse zvoke.

Hitrost vrtenja je bila premo sorazmerna z vrtljaji ročične gredi. Prisoten je bil določen element regulacije temperature, saj je s povečevanjem obremenitve motorja in s tem njegovega števila vrtljajev začel tudi ventilator intenzivneje poganjati zrak skozi radiator. Deflektorji so bili redko nameščeni, vse so kompenzirali preveliki radiatorji in velika količina hladilne vode. Vendar je bil koncept pregrevanja dobro poznan voznikom tistega časa, saj je bila cena za preprostost in nepremišljenost.

Viskozne sklopke

Primitivni sistemi so imeli več pomanjkljivosti:

• slabo hlajenje pri nizkih vrtljajih zaradi nizke hitrosti neposrednega pogona;
• s povečanjem velikosti propelerja in spremembo prestavnega razmerja za povečanje pretoka zraka v prostem teku se je motor začel nadhlajevati z naraščajočo hitrostjo, poraba goriva za neumno vrtenje propelerja pa je dosegla pomembno vrednost;
• medtem ko se je motor segreval, je ventilator še naprej trmasto hladil motorni prostor in opravljal ravno nasprotno nalogo.

Jasno je bilo, da bo nadaljnje povečanje učinkovitosti in moči motorja zahtevalo nadzor hitrosti ventilatorja. Težavo je do neke mere rešil mehanizem, v stroki znan kot viskozna sklopka. Toda tukaj mora biti urejeno na poseben način.

Sklopka ventilatorja, če si jo predstavljamo poenostavljeno in brez upoštevanja različnih izvedb, je sestavljena iz dveh zarezanih diskov, med katerima je ti nenewtonska tekočina, to je silikonsko olje, ki spreminja viskoznost glede na relativno hitrost gibanja njegovih plasti. Do resne povezave med diski skozi viskozni gel, v katerega se bo spremenil. Ostaja le, da tam postavite temperaturno občutljiv ventil, ki bo to tekočino dovajal v režo s povišanjem temperature motorja. Zelo uspešna zasnova, na žalost ni vedno zanesljiva in trajna. Vendar se pogosto uporablja.

Rotor je bil pritrjen na jermenico, ki se je vrtela iz ročične gredi, na stator pa je bil nameščen rotor. Pri visokih temperaturah in visokih hitrostih je ventilator dosegel največjo zmogljivost, ki je bila zahtevana. Brez odvzema odvečne energije, ko pretok zraka ni potreben.

Magnetna sklopka

Da ne bi trpeli s kemikalijami v sklopki, ki ni vedno stabilna in vzdržljiva, se pogosto uporablja z elektrotehničnega vidika bolj razumljiva rešitev. Elektromagnetna sklopka je sestavljena iz tornih diskov, ki so v stiku in prenašajo vrtenje pod vplivom toka, ki se dovaja elektromagnetu. Tok je prihajal iz krmilnega releja, ki se je zaprl skozi temperaturni senzor, običajno nameščen na radiatorju. Takoj, ko je bil ugotovljen nezadosten pretok zraka, to je, da se je tekočina v radiatorju pregrela, so se kontakti zaprli, sklopka je delovala, rotor pa se je vrtel z istim jermenom skozi jermenice. Metoda se pogosto uporablja pri težkih tovornjakih z močnimi ventilatorji.

neposredni električni pogon

Najpogosteje se v osebnih avtomobilih uporablja ventilator z rotorjem, nameščenim neposredno na gred motorja. Napajanje tega motorja je zagotovljeno na enak način kot v opisanem primeru z električno sklopko, le klinasti jermenski pogon z jermenicami tukaj ni potreben. Po potrebi električni motor ustvari pretok zraka in se pri normalni temperaturi izklopi. Metoda se je uveljavila s prihodom kompaktnih in močnih elektromotorjev.

Priročna kakovost takšnega pogona je možnost dela z ustavljenim motorjem. Sodobni hladilni sistemi so močno obremenjeni in če se pretok zraka nenadoma ustavi in ​​črpalka ne deluje, je na mestih z najvišjo temperaturo možno lokalno pregrevanje. Ali vrenje bencina v sistemu za gorivo. Ventilator lahko deluje nekaj časa po zaustavitvi, da prepreči težave.

Težave, okvare in popravila

Vklop ventilatorja že lahko štejemo za zasilni način, saj ventilator ne uravnava temperature, temveč termostat. Zato je sistem prisilnega pretoka zraka izdelan zelo zanesljivo in redko odpove. Če pa se ventilator ne vklopi in motor zavre, je treba preveriti dele, ki so najbolj dovzetni za okvaro:

• v jermenskem pogonu je možno zrahljanje in zdrs jermena, pa tudi njegov popoln zlom, vse to je enostavno vizualno določiti;
• način preverjanja viskozne sklopke ni tako preprost, če pa močno zdrsne na vročem motorju, je to znak za zamenjavo;
• elektromagnetne pogone, tako sklopko kot elektromotor, preverimo tako, da zapremo senzor, ali na motorju za vbrizgavanje, tako da odstranimo konektor iz temperaturnega senzorja krmilnega sistema motorja, ventilator se mora začeti vrteti.

Pokvarjen ventilator lahko uniči motor, saj je pregrevanje polno velikega remonta. Zato je s takimi okvarami nemogoče voziti tudi pozimi. Pokvarjene dele je treba takoj zamenjati in uporabljati samo nadomestne dele zanesljivega proizvajalca. Cena vprašanja je motor, če ga poganja temperatura, potem popravila morda ne bodo pomagala. Glede na to so stroški senzorja ali elektromotorja preprosto zanemarljivi.