Ventilatora loma šķidruma dzesēšanā

Motora darbības laikā radītā siltuma pārnese uz atmosfēru prasa pastāvīgu dzesēšanas sistēmas radiatora pūšanu. Gaisa plūsmas intensitāte pretimbraucošajai ātrgaitai ne vienmēr ir pietiekama. Pie maziem ātrumiem un līdz galam tiek izmantots īpaši izstrādāts papildu dzesēšanas ventilators.

Shematiska diagramma gaisa iesmidzināšanai radiatorā

Gaisa masu pāreju cauri radiatora šūnveida struktūrai iespējams nodrošināt divos veidos - piespiest gaisu pa dabiskās plūsmas virzienu no ārpuses vai radīt vakuumu no iekšpuses. Nav būtiskas atšķirības, it īpaši, ja tiek izmantota gaisa vairogu sistēma - difuzors. Tie nodrošina minimālu plūsmas ātrumu bezjēdzīgai turbulencei ap ventilatora lāpstiņām.

Tādējādi ir divas tipiskas pūšanas organizēšanas iespējas. Pirmajā gadījumā ventilators atrodas uz dzinēja vai radiatora rāmja motora nodalījumā un rada spiediena plūsmu uz dzinēju, uzņemot gaisu no ārpuses un izlaižot to caur radiatoru. Lai lāpstiņas nedarbotos tukšgaitā, atstarpe starp radiatoru un lāpstiņriteni ir pēc iespējas ciešāk noslēgta ar plastmasas vai metāla difuzoru. Tā forma arī veicina maksimālā šūnveida laukuma izmantošanu, jo ventilatora diametrs parasti ir daudz mazāks par radiatora ģeometriskajiem izmēriem.

Kad lāpstiņritenis atrodas priekšpusē, ventilatora piedziņa ir iespējama tikai no elektromotora, jo radiatora kodols novērš mehānisku savienojumu ar dzinēju. Abos gadījumos izvēlētā dzesētāja forma un nepieciešamā dzesēšanas efektivitāte var likt izmantot dubultu ventilatoru ar mazāka diametra lāpstiņriteņiem. Šo pieeju parasti pavada darbības algoritma sarežģītība, ventilatorus iespējams pārslēgt atsevišķi, regulējot gaisa plūsmas intensitāti atkarībā no slodzes un temperatūras.

Pašam ventilatora lāpstiņritenim var būt diezgan sarežģīts un aerodinamisks dizains. Tam ir vairākas prasības:

• asmeņu skaitam, formai, profilam un solim jānodrošina minimāli zudumi, neradot papildu enerģijas izmaksas bezjēdzīgai gaisa slīpēšanai;
• noteiktā griešanās ātruma diapazonā plūsmas apstāšanās ir izslēgta, pretējā gadījumā efektivitātes kritums ietekmēs termisko režīmu;
• ventilatoram jābūt līdzsvarotam un nedrīkst radīt gan mehāniskas, gan aerodinamiskas vibrācijas, kas var noslogot gultņus un blakus esošās dzinēja daļas, īpaši plānās radiatora konstrukcijas;
• arī lāpstiņriteņa troksnis ir samazināts atbilstoši vispārējai tendencei samazināt transportlīdzekļu radīto akustisko fonu.

Ja salīdzinām mūsdienu auto ventilatorus ar primitīviem propelleriem pirms pusgadsimta, tad varam atzīmēt, ka zinātne ir strādājusi ar tik diezgan acīmredzamām detaļām. To var redzēt pat ārēji, un darbības laikā labs ventilators gandrīz klusi rada negaidīti spēcīgu gaisa spiedienu.

Ventilatora piedziņas veidi

Lai radītu intensīvu gaisa plūsmu, ir nepieciešams ievērojams ventilatora piedziņas jaudas daudzums. Šim nolūkam enerģiju no dzinēja var ņemt dažādos veidos.

Nepārtraukta griešanās no skriemeļa

Agrīnās vienkāršākajās konstrukcijās ventilatora lāpstiņritenis tika vienkārši uzlikts uz ūdens sūkņa piedziņas siksnas skriemeļa. Veiktspēju nodrošināja iespaidīgais asmeņu apkārtmēra diametrs, kas bija vienkārši saliektas metāla plāksnes. Prasības pret troksni nebija, blakus esošais vecais dzinējs visas skaņas slāpēja.

Rotācijas ātrums bija tieši proporcionāls kloķvārpstas apgriezieniem. Noteikts temperatūras regulēšanas elements bija klāt, jo, palielinoties dzinēja slodzei un līdz ar to arī tā ātrumam, ventilators arī sāka intensīvāk vadīt gaisu caur radiatoru. Deflektorus uzstādīja reti, visu kompensēja negabarīta radiatori un liels dzesēšanas ūdens daudzums. Tomēr pārkaršanas jēdziens tā laika autovadītājiem bija labi zināms, jo tā bija cena, kas jāmaksā par vienkāršību un pārdomas trūkumu.

Viskozas uzmavas

Primitīvām sistēmām bija vairāki trūkumi:

• slikta dzesēšana zemā ātrumā tiešās piedziņas zemā ātruma dēļ;
• palielinoties lāpstiņriteņa izmēram un mainoties pārnesumskaitlim, lai palielinātu gaisa plūsmu tukšgaitā, motors sāka pārmērīgi atdzist, palielinoties ātrumam, un degvielas patēriņš dzenskrūves muļķīgai rotācijai sasniedza ievērojamu vērtību;
• dzinējam uzsilstot, ventilators turpināja spītīgi dzesēt dzinēja nodalījumu, veicot tieši pretēju uzdevumu.

Bija skaidrs, ka turpmākai dzinēja efektivitātes un jaudas palielināšanai būs nepieciešama ventilatora ātruma kontrole. Problēma zināmā mērā tika atrisināta ar mehānismu, kas šajā jomā pazīstams kā viskozs savienojums. Bet šeit tas ir jāsakārto īpašā veidā.

Ventilatora sajūgs, ja to iedomājamies vienkāršotā veidā un neņemot vērā dažādas versijas, sastāv no diviem iezāģētiem diskiem, starp kuriem atrodas tā sauktais neņūtona šķidrums, tas ir, silikona eļļa, kas maina viskozitāti atkarībā no tā slāņu relatīvais kustības ātrums. Līdz nopietnam savienojumam starp diskiem caur viskozu želeju, kurā tas pārvērtīsies. Atliek tikai novietot tur temperatūras jutīgu vārstu, kas, palielinoties motora temperatūrai, ievadīs šo šķidrumu spraugā. Ļoti veiksmīgs dizains, diemžēl ne vienmēr uzticams un izturīgs. Bet bieži lietots.

Rotors tika piestiprināts pie skriemeļa, kas griežas no kloķvārpstas, un uz statora tika uzlikts lāpstiņritenis. Augstās temperatūrās un lielā ātrumā ventilators nodrošināja maksimālu veiktspēju, kas bija nepieciešama. Neatņemot lieko enerģiju, kad gaisa plūsma nav nepieciešama.

Magnētiskais sajūgs

Lai neciestu ar ķimikālijām sakabē, kas ne vienmēr ir stabilas un izturīgas, bieži tiek izmantots no elektroinženieriskā viedokļa saprotamāks risinājums. Elektromagnētiskais sajūgs sastāv no berzes diskiem, kas saskaras un pārraida rotāciju elektromagnētam pievadītās strāvas ietekmē. Strāva nāca no vadības releja, kas aizvērās caur temperatūras sensoru, parasti uzstādīts uz radiatora. Tiklīdz tika konstatēta nepietiekama gaisa plūsma, tas ir, šķidrums radiatorā pārkarsa, kontakti aizvērās, sajūgs darbojās, un lāpstiņritenis tika griezts ar to pašu siksnu caur skriemeļiem. Šo metodi bieži izmanto smagajām kravas automašīnām ar jaudīgiem ventilatoriem.

tiešā elektriskā piedziņa

Visbiežāk vieglajās automašīnās tiek izmantots ventilators ar lāpstiņriteni, kas uzstādīts tieši uz motora vārpstas. Šī motora barošana tiek nodrošināta tāpat kā aprakstītajā gadījumā ar elektrisko sajūgu, tikai ķīļsiksnas piedziņa ar skriemeļiem šeit nav nepieciešama. Ja nepieciešams, elektromotors rada gaisa plūsmu, izslēdzoties normālā temperatūrā. Metode tika ieviesta līdz ar kompaktu un jaudīgu elektromotoru parādīšanos.

Šādas piedziņas ērta kvalitāte ir iespēja strādāt ar apturētu dzinēju. Mūsdienu dzesēšanas sistēmas ir ļoti noslogotas, un, ja gaisa plūsma pēkšņi apstājas un sūknis nedarbojas, vietās ar maksimālo temperatūru ir iespējama vietēja pārkaršana. Vai vārošs benzīns degvielas sistēmā. Lai novērstu problēmas, ventilators var kādu laiku darboties pēc apstāšanās.

Problēmas, darbības traucējumi un remonts

Ventilatora ieslēgšanu jau var uzskatīt par avārijas režīmu, jo temperatūru regulē nevis ventilators, bet gan termostats. Tāpēc piespiedu gaisa plūsmas sistēma ir izgatavota ļoti uzticami, un tā reti neizdodas. Bet, ja ventilators neieslēdzas un motors vārās, jāpārbauda tās daļas, kuras ir visvairāk pakļautas atteicei:

• siksnas piedziņā siksna var atslābt un slīdēt, kā arī tās pilnīgs pārrāvums, to visu ir viegli noteikt vizuāli;
• viskozā sakabes pārbaudes metode nav tik vienkārša, bet, ja tā stipri slīd uz karsta motora, tas ir signāls nomaiņai;
• elektromagnētiskās piedziņas, gan sajūgs, gan elektromotors, tiek pārbaudītas, aizverot sensoru, vai uz iesmidzināšanas motora, noņemot savienotāju no motora vadības sistēmas temperatūras sensora, ventilatoram jāsāk griezties.

Bojāts ventilators var sabojāt dzinēju, jo pārkaršana ir saistīta ar kapitālo remontu. Līdz ar to ar tādiem defektiem braukt pat ziemā nevar. Bojājušās detaļas nekavējoties jānomaina, un jāizmanto tikai uzticama ražotāja rezerves daļas. Jautājuma cena ir motors, ja to dzen temperatūra, tad remonts var nepalīdzēt. Uz šī fona sensora vai elektromotora izmaksas ir vienkārši niecīgas.