Ο ρόλος του ανεμιστήρα στην υγρή ψύξη

Η μεταφορά της θερμότητας που παράγεται κατά τη λειτουργία του κινητήρα στην ατμόσφαιρα απαιτεί συνεχή φύσημα του ψυγείου του συστήματος ψύξης. Η ένταση της επερχόμενης ροής αέρα υψηλής ταχύτητας δεν είναι πάντα επαρκής για αυτό. Σε χαμηλές ταχύτητες και τελείες, μπαίνει στο παιχνίδι ένας ειδικά σχεδιασμένος πρόσθετος ανεμιστήρας ψύξης.

Σχηματικό διάγραμμα έγχυσης αέρα στο ψυγείο

Είναι δυνατό να εξασφαλιστεί η διέλευση των μαζών αέρα μέσω της κυψελωτής δομής του ψυγείου με δύο τρόπους - να εξαναγκάσει τον αέρα κατά μήκος της κατεύθυνσης της φυσικής ροής από το εξωτερικό ή να δημιουργήσει ένα κενό από το εσωτερικό. Δεν υπάρχει θεμελιώδης διαφορά, ειδικά αν χρησιμοποιείται σύστημα ασπίδων - διαχυτών. Παρέχουν ελάχιστο ρυθμό ροής για άχρηστους στροβιλισμούς γύρω από τα πτερύγια του ανεμιστήρα.

Έτσι, υπάρχουν δύο τυπικές επιλογές για την οργάνωση φυσήματος. Στην πρώτη περίπτωση, ο ανεμιστήρας βρίσκεται στο πλαίσιο του κινητήρα ή του ψυγείου στο χώρο του κινητήρα και δημιουργεί μια ροή πίεσης στον κινητήρα, παίρνοντας αέρα από το εξωτερικό και περνώντας τον από το ψυγείο. Για να αποτρέψετε τη λειτουργία των λεπίδων σε αδράνεια, ο χώρος μεταξύ του ψυγείου και της πτερωτής κλείνει όσο το δυνατόν πιο σφιχτά με πλαστικό ή μεταλλικό διαχύτη. Το σχήμα του προωθεί επίσης τη χρήση της μέγιστης επιφάνειας κηρήθρας, καθώς η διάμετρος του ανεμιστήρα είναι συνήθως πολύ μικρότερη από τις γεωμετρικές διαστάσεις της ψύκτρας.

Όταν η πτερωτή βρίσκεται στην μπροστινή πλευρά, η κίνηση του ανεμιστήρα είναι δυνατή μόνο από ηλεκτροκινητήρα, καθώς ο πυρήνας του ψυγείου εμποδίζει τη μηχανική σύνδεση με τον κινητήρα. Και στις δύο περιπτώσεις, το επιλεγμένο σχήμα της ψύκτρας και η απαιτούμενη απόδοση ψύξης μπορεί να αναγκάσουν τη χρήση διπλού ανεμιστήρα με πτερωτές μικρότερης διαμέτρου. Αυτή η προσέγγιση συνήθως συνοδεύεται από μια περιπλοκή του αλγόριθμου λειτουργίας, οι ανεμιστήρες μπορούν να αλλάξουν χωριστά, ρυθμίζοντας την ένταση ροής αέρα ανάλογα με το φορτίο και τη θερμοκρασία.

Η ίδια η πτερωτή του ανεμιστήρα μπορεί να έχει μάλλον περίπλοκο και αεροδυναμικό σχεδιασμό. Έχει μια σειρά από απαιτήσεις:

• ο αριθμός, το σχήμα, το προφίλ και το βήμα των λεπίδων πρέπει να εξασφαλίζουν ελάχιστες απώλειες χωρίς να εισάγουν πρόσθετο ενεργειακό κόστος για την άχρηστη λείανση του αέρα.
• σε ένα δεδομένο εύρος ταχυτήτων περιστροφής, η διακοπή ροής αποκλείεται, διαφορετικά η πτώση της απόδοσης θα επηρεάσει το θερμικό καθεστώς.
• ο ανεμιστήρας πρέπει να είναι ισορροπημένος και να μην δημιουργεί τόσο μηχανικούς όσο και αεροδυναμικούς κραδασμούς που μπορούν να φορτώσουν τα ρουλεμάν και τα παρακείμενα μέρη του κινητήρα, ειδικά τις λεπτές δομές του ψυγείου.
• Ο θόρυβος της πτερωτής ελαχιστοποιείται επίσης σύμφωνα με τη γενική τάση μείωσης του ακουστικού φόντου που παράγεται από τα οχήματα.

Αν συγκρίνουμε τους σύγχρονους ανεμιστήρες αυτοκινήτων με πρωτόγονους έλικες πριν από μισό αιώνα, τότε μπορούμε να σημειώσουμε ότι η επιστήμη έχει δουλέψει με τέτοιες αρκετά προφανείς λεπτομέρειες. Αυτό φαίνεται ακόμη και εξωτερικά, και κατά τη λειτουργία, ένας καλός ανεμιστήρας δημιουργεί σχεδόν αθόρυβα μια απροσδόκητα ισχυρή πίεση αέρα.

Τύποι κίνησης ανεμιστήρα

Η δημιουργία έντονης ροής αέρα απαιτεί σημαντική ποσότητα ισχύος κίνησης ανεμιστήρα. Η ενέργεια για αυτό μπορεί να ληφθεί από τον κινητήρα με διάφορους τρόπους.

Συνεχής περιστροφή από τροχαλία

Στα πρώτα απλούστερα σχέδια, η πτερωτή του ανεμιστήρα τοποθετούνταν απλώς στην τροχαλία του ιμάντα κίνησης της αντλίας νερού. Απόδοση παρείχε η εντυπωσιακή διάμετρος της περιφέρειας των λεπίδων, οι οποίες ήταν απλά λυγισμένες μεταλλικές πλάκες. Δεν υπήρχαν απαιτήσεις για θόρυβο, ο κοντινός παλιός κινητήρας έπνιγε όλους τους ήχους.

Η ταχύτητα περιστροφής ήταν ευθέως ανάλογη με τις στροφές του στροφαλοφόρου άξονα. Υπήρχε ένα ορισμένο στοιχείο ελέγχου θερμοκρασίας, καθώς με την αύξηση του φορτίου στον κινητήρα και ως εκ τούτου την ταχύτητά του, ο ανεμιστήρας άρχισε επίσης να διοχετεύει αέρα μέσω του ψυγείου πιο εντατικά. Οι εκτροπείς τοποθετήθηκαν σπάνια, τα πάντα αντισταθμίστηκαν από υπερμεγέθη καλοριφέρ και μεγάλο όγκο νερού ψύξης. Ωστόσο, η έννοια της υπερθέρμανσης ήταν γνωστή στους οδηγούς της εποχής, αποτελώντας το τίμημα για την απλότητα και την έλλειψη σκέψης.

Παχύρρευστοι σύνδεσμοι

Τα πρωτόγονα συστήματα είχαν πολλά μειονεκτήματα:

• κακή ψύξη σε χαμηλές ταχύτητες λόγω της χαμηλής ταχύτητας της απευθείας μετάδοσης κίνησης.
• με την αύξηση του μεγέθους της πτερωτής και την αλλαγή της σχέσης μετάδοσης για την αύξηση της ροής αέρα στο ρελαντί, ο κινητήρας άρχισε να υπερψύχεται με αυξανόμενη ταχύτητα και η κατανάλωση καυσίμου για την ανόητη περιστροφή της προπέλας έφτασε σε σημαντική τιμή.
• ενώ ο κινητήρας ζεσταινόταν, ο ανεμιστήρας συνέχισε να ψύχει πεισματικά το χώρο του κινητήρα, εκτελώντας ακριβώς το αντίθετο έργο.

Ήταν σαφές ότι περαιτέρω αυξήσεις στην απόδοση και την ισχύ του κινητήρα θα απαιτούσαν έλεγχο της ταχύτητας του ανεμιστήρα. Το πρόβλημα επιλύθηκε σε κάποιο βαθμό με έναν μηχανισμό γνωστό στην τέχνη ως παχύρρευστη σύζευξη. Αλλά εδώ θα πρέπει να τακτοποιηθεί με έναν ειδικό τρόπο.

Ο συμπλέκτης ανεμιστήρα, αν το φανταστούμε απλοποιημένα και χωρίς να λαμβάνουμε υπόψη διάφορες εκδόσεις, αποτελείται από δύο οδοντωτούς δίσκους, μεταξύ των οποίων υπάρχει ένα λεγόμενο μη νευτώνειο υγρό, δηλαδή λάδι σιλικόνης, το οποίο αλλάζει ιξώδες ανάλογα με τη σχετική ταχύτητα κίνησης των στρωμάτων του. Μέχρι μια σοβαρή σύνδεση μεταξύ των δίσκων μέσω μιας παχύρρευστης γέλης στην οποία θα στραφεί. Απομένει μόνο να τοποθετήσετε μια ευαίσθητη στη θερμοκρασία βαλβίδα εκεί, η οποία θα τροφοδοτήσει αυτό το υγρό στο κενό με αύξηση της θερμοκρασίας του κινητήρα. Ένα πολύ επιτυχημένο σχέδιο, δυστυχώς, όχι πάντα αξιόπιστο και ανθεκτικό. Αλλά χρησιμοποιείται συχνά.

Ο ρότορας ήταν συνδεδεμένος σε μια τροχαλία που περιστρεφόταν από τον στροφαλοφόρο άξονα και μια πτερωτή τοποθετήθηκε στον στάτορα. Σε υψηλές θερμοκρασίες και υψηλές ταχύτητες, ο ανεμιστήρας παρήγαγε τη μέγιστη απόδοση, η οποία απαιτούνταν. Χωρίς να αφαιρείτε την περίσσεια ενέργειας όταν δεν απαιτείται ροή αέρα.

Μαγνητικός συμπλέκτης

Για να μην υποφέρετε από χημικές ουσίες στη ζεύξη που δεν είναι πάντα σταθερές και ανθεκτικές, χρησιμοποιείται συχνά μια πιο κατανοητή λύση από άποψη ηλεκτρολογίας. Ο ηλεκτρομαγνητικός συμπλέκτης αποτελείται από δίσκους τριβής που βρίσκονται σε επαφή και μεταδίδουν την περιστροφή υπό τη δράση ενός ρεύματος που παρέχεται στον ηλεκτρομαγνήτη. Το ρεύμα προερχόταν από ένα ρελέ ελέγχου που έκλεινε μέσω ενός αισθητήρα θερμοκρασίας, συνήθως τοποθετημένου σε καλοριφέρ. Μόλις προσδιορίστηκε η ανεπαρκής ροή αέρα, δηλαδή το υγρό στο ψυγείο υπερθερμάνθηκε, οι επαφές έκλεισαν, ο συμπλέκτης λειτούργησε και η πτερωτή περιστράφηκε με τον ίδιο ιμάντα μέσα από τις τροχαλίες. Η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνά σε βαρέα φορτηγά με ισχυρούς ανεμιστήρες.

άμεση ηλεκτρική κίνηση

Τις περισσότερες φορές, ένας ανεμιστήρας με μια πτερωτή απευθείας τοποθετημένη στον άξονα του κινητήρα χρησιμοποιείται σε επιβατικά αυτοκίνητα. Η τροφοδοσία αυτού του κινητήρα παρέχεται με τον ίδιο τρόπο όπως στην περιγραφόμενη περίπτωση με ηλεκτρικό συμπλέκτη, δεν απαιτείται μόνο κίνηση με ιμάντα V με τροχαλίες. Όταν είναι απαραίτητο, ο ηλεκτροκινητήρας δημιουργεί ροή αέρα, σβήνοντας σε κανονική θερμοκρασία. Η μέθοδος εφαρμόστηκε με την εμφάνιση συμπαγών και ισχυρών ηλεκτροκινητήρων.

Μια βολική ποιότητα μιας τέτοιας κίνησης είναι η δυνατότητα εργασίας με τον κινητήρα σταματημένο. Τα σύγχρονα συστήματα ψύξης είναι πολύ φορτωμένα και εάν η ροή του αέρα σταματήσει απότομα και η αντλία δεν λειτουργεί, τότε είναι δυνατή η τοπική υπερθέρμανση σε μέρη με μέγιστη θερμοκρασία. Ή βράζοντας βενζίνη στο σύστημα καυσίμου. Ο ανεμιστήρας μπορεί να λειτουργήσει για λίγο μετά τη διακοπή για την αποφυγή προβλημάτων.

Προβλήματα, δυσλειτουργίες και επισκευές

Η ενεργοποίηση του ανεμιστήρα μπορεί ήδη να θεωρηθεί λειτουργία έκτακτης ανάγκης, αφού δεν είναι ο ανεμιστήρας που ρυθμίζει τη θερμοκρασία, αλλά ο θερμοστάτης. Επομένως, το σύστημα εξαναγκασμένης ροής αέρα κατασκευάζεται πολύ αξιόπιστα και σπάνια αποτυγχάνει. Αλλά εάν ο ανεμιστήρας δεν ανάβει και ο κινητήρας βράζει, τότε θα πρέπει να ελεγχθούν τα μέρη που είναι πιο ευαίσθητα σε αστοχία:

• σε μια κίνηση ιμάντα, είναι δυνατό να χαλαρώσετε και να γλιστρήσετε τον ιμάντα, καθώς και την πλήρη θραύση του, όλα αυτά είναι εύκολο να προσδιοριστούν οπτικά.
• η μέθοδος ελέγχου της ιξώδους σύζευξης δεν είναι τόσο απλή, αλλά αν γλιστράει πολύ σε ζεστό κινητήρα, τότε αυτό είναι ένα σήμα για αντικατάσταση.
• Οι ηλεκτρομαγνητικές κινήσεις, τόσο ο συμπλέκτης όσο και ο ηλεκτροκινητήρας, ελέγχονται κλείνοντας τον αισθητήρα, ή στον κινητήρα ψεκασμού, αφαιρώντας τη φίσα από τον αισθητήρα θερμοκρασίας του συστήματος ελέγχου κινητήρα, ο ανεμιστήρας πρέπει να αρχίσει να περιστρέφεται.

Ένας ελαττωματικός ανεμιστήρας μπορεί να καταστρέψει τον κινητήρα, επειδή η υπερθέρμανση είναι γεμάτη με μια σημαντική επισκευή. Επομένως, είναι αδύνατο να οδηγείτε με τέτοια ελαττώματα ακόμη και το χειμώνα. Τα ανταλλακτικά που παρουσιάζουν βλάβη θα πρέπει να αντικαθίστανται αμέσως και θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο ανταλλακτικά από έναν αξιόπιστο κατασκευαστή. Η τιμή του θέματος είναι ο κινητήρας, αν τον οδηγεί η θερμοκρασία, τότε οι επισκευές μπορεί να μην βοηθήσουν. Σε αυτό το πλαίσιο, το κόστος ενός αισθητήρα ή ενός ηλεκτροκινητήρα είναι απλώς αμελητέο.