A ventilátor szerepe a folyadékhűtésben

A motor működése során keletkező hőnek a légkörbe történő átviteléhez a hűtőrendszer radiátorának állandó fújása szükséges. A szembejövő nagy sebességű légáramlás intenzitása nem mindig elegendő ehhez. Alacsony sebességnél és teljes leállásnál egy speciálisan kialakított kiegészítő hűtőventilátor lép működésbe.

A levegő befecskendezésének sematikus ábrája a radiátorba

A légtömegek áthaladását a radiátor méhsejt szerkezetén kétféleképpen lehet biztosítani - kívülről a természetes áramlás irányába kényszerítve a levegőt, vagy belülről vákuumot létrehozva. Nincs alapvető különbség, különösen ha légpajzs - diffúzor rendszert használnak. Minimális áramlási sebességet biztosítanak a ventilátorlapátok körüli haszontalan turbulenciához.

Így két tipikus lehetőség van a fújás megszervezésére. Az első esetben a ventilátor a motoron vagy a hűtőkereten található a motortérben, és nyomásáramot hoz létre a motor felé, levegőt szívva kívülről és átengedve a hűtőn. Annak érdekében, hogy a lapátok ne járjanak alapjáraton, a hűtő és a járókerék közötti teret a lehető legszorosabban zárják le műanyag vagy fém diffúzorral. A formája is elősegíti a maximális méhsejtfelület kihasználását, mivel a ventilátor átmérője általában jóval kisebb, mint a hűtőborda geometriai méretei.

Ha a járókerék az elülső oldalon van, a ventilátor meghajtása csak villanymotorról lehetséges, mivel a hűtőmag megakadályozza a mechanikus kapcsolatot a motorral. Mindkét esetben a hűtőborda választott formája és a szükséges hűtési hatásfok kényszerítheti a kisebb átmérőjű járókerekes dupla ventilátor alkalmazását. Ez a megközelítés általában a működési algoritmus bonyolultságával jár együtt, a ventilátorok külön kapcsolhatók, a légáramlás intenzitása a terheléstől és a hőmérséklettől függően szabályozható.

Maga a ventilátor járókerék meglehetősen összetett és aerodinamikus kialakítású lehet. Számos követelménye van:

• a pengék számának, alakjának, profiljának és menetemelkedésének minimális veszteséget kell biztosítania anélkül, hogy a levegő haszontalan köszörülése miatt további energiaköltségek merülnének fel;
• adott fordulatszám-tartományban az áramlás leállása kizárt, különben a hatásfok csökkenése befolyásolja a termikus rezsimet;
• a ventilátornak kiegyensúlyozottnak kell lennie, és nem kelthet mechanikai és aerodinamikai rezgéseket, amelyek megterhelhetik a csapágyakat és a szomszédos motorrészeket, különösen a vékony hűtőszerkezeteket;
• A jármûvek által keltett akusztikus háttér csökkentésének általános tendenciájának megfelelõen a járókerék zaja is minimálisra csökken.

Ha összehasonlítjuk a modern autórajongókat a fél évszázaddal ezelőtti primitív légcsavarokkal, akkor megjegyezhetjük, hogy a tudomány ilyen meglehetősen nyilvánvaló részletekkel dolgozott. Ez még kívülről is látható, és működés közben egy jó ventilátor szinte hangtalanul hoz létre váratlanul erős légnyomást.

Ventilátor meghajtó típusok

Az intenzív légáramlás létrehozásához jelentős ventilátor-hajtási teljesítmény szükséges. Az ehhez szükséges energiát a motorból többféleképpen lehet elvenni.

Folyamatos forgás tárcsáról

A korai legegyszerűbb kiviteleknél a ventilátor járókerekét egyszerűen a vízszivattyú hajtószíjtárcsájára helyezték. A teljesítményt a lapátok kerületének lenyűgöző átmérője biztosította, amelyek egyszerűen hajlított fémlemezek voltak. Nem volt zajkövetelmény, a közelben lévő régi motor elnyomott minden hangot.

A forgási sebesség egyenesen arányos volt a főtengely fordulataival. A hőmérséklet-szabályozás egy bizonyos eleme jelen volt, mivel a motor terhelésének és így sebességének növekedésével a ventilátor is intenzívebben kezdett levegőt vezetni a hűtőn keresztül. A terelőket ritkán szerelték fel, mindent túlméretezett radiátorok és nagy mennyiségű hűtővíz kompenzált. A túlmelegedés fogalmát azonban jól ismerték a korabeli vezetők, mivel az egyszerűségért és a meggondolatlanságért fizetni kellett.

Viszkózus tengelykapcsolók

A primitív rendszereknek számos hátránya volt:

• gyenge hűtés alacsony fordulatszámon a közvetlen hajtás alacsony sebessége miatt;
• a járókerék méretének növekedésével és az áttételi arány megváltoztatásával az alapjárati légáramlás növelése érdekében a motor növekvő sebességgel túlhűlni kezdett, és a propeller hülye forgásának üzemanyag-fogyasztása jelentős értéket ért el;
• miközben a motor bemelegedett, a ventilátor továbbra is makacsul hűtötte a motorteret, pontosan az ellenkező feladatot teljesítve.

Nyilvánvaló volt, hogy a motor hatásfokának és teljesítményének további növeléséhez ventilátor fordulatszám-szabályozásra lesz szükség. A problémát bizonyos mértékig megoldotta a technika állása szerint viszkózus kapcsolásként ismert mechanizmus. De itt ezt különleges módon kell elrendezni.

A ventilátor tengelykapcsolója, ha leegyszerűsítve és a különféle változatok figyelembevétele nélkül képzeljük el, két hornyolt tárcsából áll, amelyek között egy úgynevezett nem-newtoni folyadék, azaz szilikonolaj található, amely a viszkozitást attól függően változtatja. rétegeinek relatív mozgási sebessége. Akár komoly kapcsolat a korongok között egy viszkózus gélen keresztül, amelybe be fog fordulni. Csak egy hőmérséklet-érzékeny szelepet kell elhelyezni, amely ezt a folyadékot a résbe juttatja a motor hőmérsékletének növekedésével. Nagyon sikeres design, sajnos nem mindig megbízható és tartós. De gyakran használják.

A forgórészt a főtengelyről forgó szíjtárcsára erősítették, az állórészre pedig egy járókerék került. Magas hőmérsékleten és nagy fordulatszámon a ventilátor maximális teljesítményt produkált, amire szükség is volt. A felesleges energia elvétele nélkül, amikor nincs szükség levegőáramlásra.

Mágneses tengelykapcsoló

Annak érdekében, hogy ne szenvedjen a tengelykapcsolóban lévő vegyszerektől, amelyek nem mindig stabilak és tartósak, gyakran elektrotechnikai szempontból érthetőbb megoldást alkalmaznak. Az elektromágneses tengelykapcsoló súrlódó tárcsákból áll, amelyek érintkeznek és továbbítják a forgást az elektromágneshez juttatott áram hatására. Az áramot egy vezérlőrelé adta, amely egy hőmérséklet-érzékelőn keresztül zárt, általában radiátorra szerelve. Amint elégtelen légáramlást állapítottak meg, vagyis a hűtőben lévő folyadék túlmelegedett, az érintkezők bezárultak, a tengelykapcsoló működött, és a járókereket ugyanaz a szíj pörgette át a szíjtárcsákon. A módszert gyakran alkalmazzák nagy teljesítményű ventilátorral felszerelt nehéz teherautókon.

közvetlen elektromos hajtás

Leggyakrabban a személygépkocsikon közvetlenül a motor tengelyére szerelt járókerékkel ellátott ventilátort használnak. Ennek a motornak az áramellátása ugyanúgy történik, mint a leírt esetben elektromos tengelykapcsolóval, csak itt nincs szükség ékszíjhajtásra, szíjtárcsákkal. Ha szükséges, az elektromos motor légáramlást hoz létre, normál hőmérsékleten kikapcsolva. A módszert a kompakt és nagy teljesítményű villanymotorok megjelenésével valósították meg.

Az ilyen hajtás kényelmes minősége az a képesség, hogy leállított motorral dolgozzon. A modern hűtőrendszerek erősen terheltek, és ha a légáramlás hirtelen leáll, és a szivattyú nem működik, akkor helyi túlmelegedés lehetséges a maximális hőmérsékletű helyeken. Vagy forrásban lévő benzin az üzemanyagrendszerben. A problémák elkerülése érdekében a ventilátor leállás után egy ideig működhet.

Problémák, meghibásodások és javítások

A ventilátor bekapcsolása már vészüzemnek tekinthető, hiszen nem a ventilátor szabályozza a hőmérsékletet, hanem a termosztát. Ezért a kényszerlégáram-rendszer nagyon megbízhatóan készül, és ritkán hibásodik meg. De ha a ventilátor nem kapcsol be, és a motor felforr, akkor ellenőrizni kell a meghibásodásra leginkább hajlamos részeket:

• szíjhajtásban lehetőség van a szíj kilazítására, elcsúszására, valamint teljes törésére, mindez vizuálisan könnyen megállapítható;
• a viszkózus tengelykapcsoló ellenőrzésének módszere nem olyan egyszerű, de ha erősen csúszik a forró motoron, akkor ez a csere jele;
• Az elektromágneses hajtások, mind a tengelykapcsoló, mind a villanymotor ellenőrzése az érzékelő zárásával történik, vagy a befecskendező motoron a motorvezérlő rendszer hőmérséklet-érzékelőjének csatlakozójának eltávolításával a ventilátornak el kell indulnia.

A hibás ventilátor tönkreteheti a motort, mert a túlmelegedés nagyjavítással jár. Ezért télen sem lehet ilyen hibákkal vezetni. A meghibásodott alkatrészeket azonnal ki kell cserélni, és csak megbízható gyártótól származó alkatrészeket szabad használni. A probléma ára a motor, ha a hőmérséklet hajtja, akkor a javítás nem biztos, hogy segít. Ennek fényében egy érzékelő vagy egy villanymotor költsége egyszerűen elhanyagolható.