Ventiliatoriaus vaidmuo aušinant skysčiu

Variklio veikimo metu susidariusios šilumos perdavimas į atmosferą reikalauja nuolatinio aušinimo sistemos radiatoriaus pūtimo. Artėjančio greitaeigio oro srauto intensyvumas ne visada tam yra pakankamas. Esant mažam greičiui ir visiškai sustojus, pradeda veikti specialiai sukurtas papildomas aušinimo ventiliatorius.

Oro įpurškimo į radiatorių schema

Užtikrinti oro masių praėjimą per radiatoriaus korio konstrukciją galima dviem būdais – priversti orą natūralaus srauto kryptimi iš išorės arba sukurti vakuumą iš vidaus. Esminio skirtumo nėra, ypač jei naudojama oro skydų – difuzorių sistema. Jie užtikrina minimalų srautą, kad būtų išvengta nenaudingos turbulencijos aplink ventiliatoriaus mentes.

Taigi, yra du tipiniai pūtimo organizavimo variantai. Pirmuoju atveju ventiliatorius yra ant variklio arba radiatoriaus rėmo variklio skyriuje ir sukuria slėgio srautą į variklį, paimdamas orą iš išorės ir praleisdamas jį per radiatorių. Kad mentės neveiktų tuščiąja eiga, tarpas tarp radiatoriaus ir sparnuotės kuo sandariau uždaromas plastikiniu arba metaliniu difuzoriumi. Jo forma taip pat skatina išnaudoti maksimalų korio plotą, nes ventiliatoriaus skersmuo paprastai yra daug mažesnis nei geometriniai radiatoriaus matmenys.

Kai sparnuotė yra priekinėje pusėje, ventiliatoriaus pavara galima tik iš elektros variklio, nes radiatoriaus šerdis neleidžia mechaniniam prijungimui prie variklio. Abiem atvejais pasirinkta radiatoriaus forma ir reikalingas aušinimo efektyvumas gali priversti naudoti dvigubą ventiliatorių su mažesnio skersmens sparnuotėmis. Toks požiūris dažniausiai lydimas darbo algoritmo komplikacijos, ventiliatoriai gali būti perjungiami atskirai, reguliuojant oro srauto intensyvumą priklausomai nuo apkrovos ir temperatūros.

Pats ventiliatoriaus sparnuotė gali būti gana sudėtingos ir aerodinaminės konstrukcijos. Jai keliami keli reikalavimai:

• menčių skaičius, forma, profilis ir žingsnis turi užtikrinti minimalius nuostolius, nesukeliant papildomų energijos sąnaudų nenaudingam oro šlifavimui;
• tam tikrame sukimosi greičių diapazone srauto sustojimas neįtraukiamas, kitaip efektyvumo sumažėjimas turės įtakos šiluminiam režimui;
• ventiliatorius turi būti subalansuotas ir nesudaryti tiek mechaninių, tiek aerodinaminių vibracijų, galinčių apkrauti guolius ir gretimas variklio dalis, ypač plonas radiatorių konstrukcijas;
• sparnuotės triukšmas taip pat yra sumažintas, atsižvelgiant į bendrą tendenciją mažinti transporto priemonių sukuriamą akustinį foną.

Jei lygintume šiuolaikinius automobilių gerbėjus su primityviais sraigtais prieš pusę amžiaus, galime pastebėti, kad mokslas dirbo su tokiomis gana akivaizdžiomis detalėmis. Tai matyti net išorėje, o darbo metu geras ventiliatorius beveik tyliai sukuria netikėtai galingą oro slėgį.

Ventiliatoriaus pavaros tipai

Norint sukurti intensyvų oro srautą, reikia didelės ventiliatoriaus pavaros galios. Tam energiją iš variklio galima paimti įvairiais būdais.

Nuolatinis sukimasis nuo skriemulio

Ankstyvosiose paprasčiausiose konstrukcijose ventiliatoriaus sparnuotė buvo tiesiog uždėta ant vandens siurblio pavaros diržo skriemulio. Efektyvumą suteikė įspūdingas ašmenų perimetro skersmuo, kuris buvo tiesiog išlenktos metalinės plokštės. Triukšmui reikalavimų nebuvo, šalia esantis senas variklis slopino visus garsus.

Sukimosi greitis buvo tiesiogiai proporcingas alkūninio veleno apsisukimams. Buvo tam tikras temperatūros reguliavimo elementas, nes padidėjus variklio apkrovai, taigi ir jo greičiui, ventiliatorius taip pat pradėjo intensyviau varyti orą per radiatorių. Deflektoriai buvo montuojami retai, viską kompensavo per dideli radiatoriai ir didelis kiekis aušinimo vandens. Tačiau perkaitimo sąvoka buvo gerai žinoma to meto vairuotojams – tai kaina, kurią reikia sumokėti už paprastumą ir neapgalvotumą.

Klampios movos

Primityvios sistemos turėjo keletą trūkumų:

• prastas aušinimas esant mažam greičiui dėl mažo tiesioginės pavaros greičio;
• padidėjus sparnuotės dydžiui ir pakeitus pavaros santykį, siekiant padidinti oro srautą tuščiąja eiga, variklis pradėjo peršalti didėjant greičiui, o degalų sąnaudos kvailam sraigto sukimuisi pasiekė reikšmingą vertę;
• varikliui šylant, ventiliatorius ir toliau atkakliai vėsino variklio skyrių, atlikdamas visiškai priešingą užduotį.

Buvo aišku, kad toliau didinant variklio efektyvumą ir galią reikės kontroliuoti ventiliatoriaus greitį. Problema tam tikru mastu buvo išspręsta mechanizmu, žinomu kaip klampi jungtis. Bet čia jis turi būti sutvarkytas ypatingu būdu.

Ventiliatoriaus sankaba, jei įsivaizduotume tai supaprastintai ir neatsižvelgdami į įvairias versijas, susideda iš dviejų įpjovų diskų, tarp kurių yra vadinamasis neniutono skystis, tai yra silikoninė alyva, kuri keičia klampumą priklausomai nuo santykinis jo sluoksnių judėjimo greitis. Iki rimto jungties tarp diskų per klampų gelį, į kurį jis pavirs. Ten belieka tik įdėti temperatūrai jautrų vožtuvą, kuris padidėjus variklio temperatūrai tieks šį skystį į tarpą. Labai sėkmingas dizainas, deja, ne visada patikimas ir patvarus. Bet dažnai naudojamas.

Rotorius buvo pritvirtintas prie skriemulio, besisukančio nuo alkūninio veleno, o ant statoriaus buvo uždėtas sparnuotė. Esant aukštai temperatūrai ir dideliam greičiui, ventiliatorius veikė maksimaliai, ko reikėjo. Neatimant energijos pertekliaus, kai oro srautas nereikalingas.

Magnetinė sankaba

Kad nenukentėtų nuo ne visada stabilių ir patvarių chemikalų movoje, dažnai naudojamas elektrotechnikos požiūriu suprantamesnis sprendimas. Elektromagnetinė sankaba susideda iš trinties diskų, kurie liečiasi ir perduoda sukimąsi veikiant į elektromagnetą tiekiamai srovei. Srovė buvo gaunama iš valdymo relės, kuri užsidarė per temperatūros jutiklį, dažniausiai montuojamą ant radiatoriaus. Kai tik buvo nustatytas nepakankamas oro srautas, tai yra perkaito skystis radiatoriuje, užsidarė kontaktai, suveikė sankaba, o sparnuotė tuo pačiu diržu buvo sukama per skriemulius. Šis metodas dažnai naudojamas sunkiasvoriuose sunkvežimiuose su galingais ventiliatoriais.

tiesioginė elektrinė pavara

Dažniausiai lengvuosiuose automobiliuose naudojamas ventiliatorius su sparnuote, sumontuota tiesiai ant variklio veleno. Šio variklio maitinimas tiekiamas taip pat, kaip ir aprašytu atveju su elektrine sankaba, tik trapecinio diržo pavara su skriemuliais čia nereikalinga. Kai reikia, elektros variklis sukuria oro srautą, išsijungia esant normaliai temperatūrai. Metodas buvo įgyvendintas atsiradus kompaktiškiems ir galingiems elektros varikliams.

Patogi tokios pavaros kokybė yra galimybė dirbti su išjungtu varikliu. Šiuolaikinės aušinimo sistemos yra labai apkraunamos, o jei oro srautas staiga sustoja, o siurblys neveikia, tada vietose, kuriose temperatūra yra maksimali, galimas vietinis perkaitimas. Arba verdantis benzinas degalų sistemoje. Ventiliatorius gali kurį laiką veikti sustojęs, kad išvengtų problemų.

Problemos, gedimai ir remontas

Ventiliatoriaus įjungimas jau gali būti laikomas avariniu režimu, nes temperatūrą reguliuoja ne ventiliatorius, o termostatas. Todėl priverstinio oro srauto sistema pagaminta labai patikimai ir retai sugenda. Bet jei ventiliatorius neįsijungia, o variklis užverda, reikia patikrinti dalis, kurios yra jautriausios gedimui:

• diržinėje pavaroje galima atlaisvinti ir nuslysti diržą bei visišką jo nutrūkimą, visa tai lengva nustatyti vizualiai;
• klampios movos patikrinimo metodas nėra toks paprastas, bet jei jis stipriai slysta ant karšto variklio, tai yra signalas pakeisti;
• elektromagnetinės pavaros, tiek sankaba, tiek elektros variklis, tikrinamos uždarant jutiklį, arba ant įpurškimo variklio nuėmus jungtį nuo variklio valdymo sistemos temperatūros jutiklio, ventiliatorius turi pradėti suktis.

Sugedęs ventiliatorius gali sugadinti variklį, nes perkaitimas yra kupinas kapitalinio remonto. Todėl su tokiais defektais važinėti neįmanoma net ir žiemą. Sugedusias dalis reikia nedelsiant pakeisti ir naudoti tik patikimo gamintojo atsargines dalis. Klausimo kaina yra variklis, jei varo temperatura, tai remontas gali ir nepadėti. Atsižvelgiant į tai, jutiklio ar elektros variklio kaina yra tiesiog nereikšminga.