Улога вентилатора у течном хлађењу

Пренос топлоте која се ствара током рада мотора у атмосферу захтева стално дување радијатора система за хлађење. Интензитет надолазећег протока ваздуха велике брзине није увек довољан за ово. При малим брзинама и пуним заустављањима, посебно дизајниран додатни вентилатор за хлађење долази у игру.

Шематски дијаграм убризгавања ваздуха у радијатор

Пролаз ваздушних маса кроз саћасту структуру радијатора могуће је обезбедити на два начина - да се ваздух форсира дуж правца природног тока споља или да се створи вакуум изнутра. Нема суштинске разлике, посебно ако се користи систем ваздушних штитова - дифузора. Они обезбеђују минимални проток за бескорисну турбуленцију око лопатица вентилатора.

Дакле, постоје две типичне опције за организовање дувања. У првом случају, вентилатор се налази на оквиру мотора или хладњака у моторном простору и ствара проток притиска до мотора, узимајући ваздух споља и пропуштајући га кроз хладњак. Да би се спречило да лопатице раде у празном ходу, простор између радијатора и радног кола је затворен што је могуће чвршће пластичним или металним дифузором. Његов облик такође промовише коришћење максималне површине саћа, пошто је пречник вентилатора обично много мањи од геометријских димензија хладњака.

Када се радно коло налази на предњој страни, погон вентилатора је могућ само од електромотора, јер језгро хладњака онемогућава механичку везу са мотором. У оба случаја, изабрани облик хладњака и потребна ефикасност хлађења могу натерати употребу двоструког вентилатора са радним колом мањег пречника. Овај приступ је обично праћен компликацијама алгоритма рада, вентилатори су у могућности да се пребацују одвојено, подешавајући интензитет протока ваздуха у зависности од оптерећења и температуре.

Сам радни коло вентилатора може имати прилично сложен и аеродинамичан дизајн. Има низ захтева:

• број, облик, профил и корак лопатица треба да обезбеде минималне губитке без увођења додатних трошкова енергије за бескорисно млевење ваздуха;
• у датом опсегу брзина ротације, застој протока је искључен, иначе ће пад ефикасности утицати на термички режим;
• вентилатор мора бити избалансиран и не ствара механичке и аеродинамичке вибрације које могу оптеретити лежајеве и суседне делове мотора, посебно танке структуре хладњака;
• бука радног кола је такође минимизирана у складу са општим трендом смањења акустичне позадине коју производе возила.

Ако упоредимо модерне љубитеље аутомобила са примитивним пропелерима пре пола века, можемо приметити да је наука радила са таквим прилично очигледним детаљима. То се може видети чак и споља, а током рада добар вентилатор скоро нечујно ствара неочекивано снажан ваздушни притисак.

Типови погона вентилатора

За стварање интензивног протока ваздуха потребна је значајна снага погона вентилатора. Енергија за ово се може узети из мотора на различите начине.

Непрекидна ротација са ременице

У раним најједноставнијим дизајнима, радно коло вентилатора је једноставно постављено на ременицу погонске пумпе за воду. Перформансе су биле обезбеђене импресивним пречником обима лопатица, које су биле једноставно савијене металне плоче. Није било захтева за буком, оближњи стари мотор пригушивао је све звукове.

Брзина ротације била је директно пропорционална броју обртаја радилице. Постојао је одређени елемент контроле температуре, јер је са повећањем оптерећења мотора, а самим тим и његове брзине, вентилатор почео интензивније да тера ваздух кроз хладњак. Дефлектори су се ретко постављали, све је надокнађено превеликим радијаторима и великом количином расхладне воде. Међутим, концепт прегревања био је добро познат возачима тог времена, јер је цена коју треба платити за једноставност и недостатак размишљања.

Вискозне спојнице

Примитивни системи су имали неколико недостатака:

• лоше хлађење при малим брзинама због мале брзине директног погона;
• са повећањем величине радног кола и променом преносног односа да би се повећао проток ваздуха у празном ходу, мотор је почео да се суперхлади са повећањем брзине, а потрошња горива за глупу ротацију пропелера достигла је значајну вредност;
• док се мотор загревао, вентилатор је наставио да тврдоглаво хлади моторни простор, обављајући управо супротан задатак.

Било је јасно да би даље повећање ефикасности мотора и снаге захтевало контролу брзине вентилатора. Проблем је донекле решен механизмом који је у струци познат као вискозна спојница. Али овде то мора бити уређено на посебан начин.

Квачило вентилатора, ако га замислимо поједностављено и без узимања у обзир разних верзија, састоји се од два урезана диска, између којих се налази такозвана нењутнова течност, односно силиконско уље, које мења вискозитет у зависности од релативна брзина кретања њених слојева. До озбиљне везе између дискова кроз вискозни гел у који ће се претворити. Остаје само да се тамо постави вентил осетљив на температуру, који ће ову течност снабдевати у отвор са повећањем температуре мотора. Веома успешан дизајн, нажалост, није увек поуздан и издржљив. Али често се користи.

Ротор је био причвршћен за ременицу која се окреће од радилице, а на статор је постављено радно коло. На високим температурама и великим брзинама, вентилатор је дао максималне перформансе, што је било потребно. Без одузимања вишка енергије када проток ваздуха није потребан.

Магнетно квачило

Да се ​​не би мучили са хемикалијама у спојници које нису увек стабилне и издржљиве, често се користи разумљивије решење са становишта електротехнике. Електромагнетно квачило се састоји од фрикционих дискова који су у контакту и преносе ротацију под дејством струје која се доводи до електромагнета. Струја је долазила од контролног релеја који се затварао кроз сензор температуре, обично постављен на радијатор. Чим је утврђено недовољно струјање ваздуха, односно течност у хладњаку се прегрејала, контакти су се затворили, квачило је прорадило, а радно коло се окретало са истим каишем кроз ременице. Метода се често користи на тешким камионима са снажним вентилаторима.

директни електрични погон

Најчешће се у путничким аутомобилима користи вентилатор са радним колом директно постављеним на осовину мотора. Напајање овог мотора је обезбеђено на исти начин као у описаном случају са електричним квачилом, само овде није потребан погон клинастог ремена са ременицама. Када је потребно, електрични мотор ствара проток ваздуха, искључујући се на нормалној температури. Метода је имплементирана са појавом компактних и снажних електромотора.

Погодан квалитет таквог погона је могућност рада са заустављеним мотором. Савремени системи за хлађење су јако оптерећени, а ако се проток ваздуха нагло заустави, а пумпа не ради, могуће је локално прегревање на местима са максималном температуром. Или кључање бензина у систему за гориво. Вентилатор може радити неко време након заустављања да би спречио проблеме.

Проблеми, кварови и поправке

Укључивање вентилатора се већ може сматрати хитним режимом, јер није вентилатор тај који регулише температуру, већ термостат. Због тога је систем принудног протока ваздуха направљен веома поуздано и ретко поквари. Али ако се вентилатор не укључи и мотор прокључа, онда треба проверити делове који су најподложнији квару:

• у ременском погону могуће је олабавити и проклизати каиш, као и његов потпуни лом, све је то лако визуелно одредити;
• метода за проверу вискозне спојнице није тако једноставна, али ако снажно клизи на врућем мотору, онда је ово сигнал за замену;
• електромагнетни погони, и квачило и електромотор, проверавају се затварањем сензора, или на мотору за убризгавање уклањањем конектора са температурног сензора система управљања мотором, вентилатор треба да почне да се окреће.

Неисправан вентилатор може уништити мотор, јер је прегревање испуњено великим ремонтом. Због тога је немогуће возити са таквим недостацима чак и зими. Неисправне делове треба одмах заменити, а користити само резервне делове поузданог произвођача. Цена проблема је мотор, ако га покреће температура, онда поправке можда неће помоћи. У том контексту, цена сензора или електромотора је једноставно занемарљива.