Ventilaatori roll vedelikjahutuses

Mootori töötamise ajal tekkiva soojuse ülekandmine atmosfääri nõuab jahutussüsteemi radiaatori pidevat puhumist. Vastutuleva kiire õhuvoolu intensiivsus ei ole selleks alati piisav. Madalatel kiirustel ja täispeatuste korral tuleb mängu spetsiaalselt loodud lisajahutusventilaator.

Radiaatorisse õhu sissepritse skemaatiline diagramm

Õhumasside läbimist läbi radiaatori kärgstruktuuri on võimalik tagada kahel viisil - suruda õhku väljastpoolt mööda loomuliku voolu suunda või tekitada seestpoolt vaakum. Põhimõttelist erinevust pole, eriti kui kasutatakse õhukilpide - difuusorite süsteemi. Need tagavad minimaalse voolukiiruse, et ventilaatori labade ümber tekiks kasutu turbulents.

Seega on puhumise korraldamiseks kaks tüüpilist võimalust. Esimesel juhul asub ventilaator mootori või radiaatori raamil mootoriruumis ja tekitab survevoolu mootorisse, võttes väljast õhku ja juhtides selle läbi radiaatori. Et labad ei töötaks tühikäigul, suletakse radiaatori ja tiiviku vaheline ruum plastikust või metallist hajuti abil võimalikult tihedalt. Selle kuju soodustab ka maksimaalse kärgstruktuuri kasutamist, kuna ventilaatori läbimõõt on tavaliselt palju väiksem kui jahutusradiaatori geomeetrilised mõõtmed.

Kui tiivik asub esiküljel, on ventilaatori ajam võimalik ainult elektrimootorilt, kuna radiaatori südamik takistab mehaanilist ühendust mootoriga. Mõlemal juhul võib jahutusradiaatori valitud kuju ja nõutav jahutuse efektiivsus sundida kasutama väiksema läbimõõduga tiivikutega topeltventilaatorit. Tavaliselt kaasneb sellise lähenemisega tööalgoritmi keerukus, ventilaatoreid on võimalik eraldi lülitada, reguleerides õhuvoolu intensiivsust sõltuvalt koormusest ja temperatuurist.

Ventilaatori tiivik ise võib olla üsna keeruka ja aerodünaamilise disainiga. Sellel on mitmeid nõudeid:

• terade arv, kuju, profiil ja samm peaksid tagama minimaalsed kaod, ilma et see tooks kaasa täiendavaid energiakulusid õhu asjatu lihvimise jaoks;
• antud pöörlemiskiiruste vahemikus on voolu seiskumine välistatud, vastasel juhul mõjutab efektiivsuse langus soojusrežiimi;
• ventilaator peab olema tasakaalus ega tohi tekitada nii mehaanilist kui ka aerodünaamilist vibratsiooni, mis võib koormata laagreid ja külgnevaid mootoriosi, eriti õhukesi radiaatorikonstruktsioone;
• tiiviku müra on samuti viidud miinimumini kooskõlas üldise suundumusega vähendada sõidukite tekitatavat akustilist tausta.

Kui võrrelda tänapäevaseid autofänne pool sajandit tagasi primitiivsete propelleritega, siis võib tõdeda, et selliste üsna ilmsete detailidega on teadus töötanud. Seda on näha isegi väliselt ning töö ajal tekitab hea ventilaator peaaegu hääletult ootamatult võimsa õhurõhu.

Ventilaatori ajamite tüübid

Intensiivse õhuvoolu loomine nõuab märkimisväärset ventilaatori ajami võimsust. Energiat selleks saab mootorist võtta mitmel viisil.

Pidev pöörlemine rihmarattalt

Varasemate lihtsamate konstruktsioonide puhul pandi ventilaatori tiivik lihtsalt veepumba ajami rihmarattale. Jõudluse tagas labade ümbermõõdu muljetavaldav läbimõõt, mis olid lihtsalt painutatud metallplaadid. Müranõudeid polnud, lähedal asuv vana mootor summutas kõik helid.

Pöörlemiskiirus oli otseselt võrdeline väntvõlli pööretega. Teatud temperatuuri reguleerimise element oli olemas, sest mootori koormuse ja seega ka kiiruse suurenemisega hakkas ventilaator ka õhku radiaatorist läbi ajama intensiivsemalt. Deflektoreid paigaldati harva, kõike kompenseerisid liiga suured radiaatorid ja suur hulk jahutusvett. Ülekuumenemise mõiste oli aga omaaegsetele autojuhtidele hästi teada, olles lihtsuse ja läbimõtlematuse eest makstav hind.

Viskoossed ühendused

Primitiivsetel süsteemidel oli mitmeid puudusi:

• halb jahutus madalatel kiirustel otseajami väikese kiiruse tõttu;
• tiiviku suuruse suurenemise ja ülekandearvu muutmisega, et suurendada õhuvoolu tühikäigul, hakkas mootor kiiruse suurenemisega ülejahtuma ja propelleri rumala pöörlemise kütusekulu saavutas märkimisväärse väärtuse;
• mootori soojenemise ajal jätkas ventilaator kangekaelselt mootoriruumi jahutamist, täites täpselt vastupidist ülesannet.

Oli selge, et mootori efektiivsuse ja võimsuse edasine suurendamine nõuab ventilaatori kiiruse reguleerimist. Probleem lahendati mingil määral mehhanismi abil, mida tehnika tasemes tuntakse viskoosse sidestusena. Kuid siin tuleb see erilisel viisil korraldada.

Ventilaatori sidur, kui seda lihtsustatult ja erinevaid versioone arvesse võtmata ette kujutada, koosneb kahest sälguga kettast, mille vahel on nn mitte-Newtoni vedelik ehk silikoonõli, mis muudab viskoossust sõltuvalt selle kihtide suhteline liikumiskiirus. Kuni tõsine ühendus ketaste vahel läbi viskoosse geeli, milleks see muutub. Jääb vaid asetada sinna temperatuuritundlik klapp, mis varustab selle vedeliku mootori temperatuuri tõusuga pilusse. Väga edukas disain, kahjuks mitte alati usaldusväärne ja vastupidav. Kuid sageli kasutatud.

Rootor kinnitati väntvõllilt pöörleva rihmaratta külge ja staatorile pandi tiivik. Kõrgel temperatuuril ja suurel kiirusel andis ventilaator maksimaalse jõudluse, mis oli vajalik. Ilma liigset energiat ära võtmata, kui õhuvoolu pole vaja.

Magnetsidur

Et mitte kannatada siduri kemikaalidega, mis ei ole alati stabiilsed ja vastupidavad, kasutatakse sageli elektrotehniliselt arusaadavamat lahendust. Elektromagnetiline sidur koosneb hõõrdketastest, mis on kontaktis ja edastavad pöörlemist elektromagnetile suunatava voolu toimel. Vool tuli juhtreleest, mis sulgus läbi temperatuurianduri, mis on tavaliselt paigaldatud radiaatorile. Niipea, kui tuvastati ebapiisav õhuvool, see tähendab, et radiaatoris olev vedelik kuumenes üle, kontaktid sulgusid, sidur töötas ja tiivik keerutati sama rihma abil läbi rihmarataste. Meetodit kasutatakse sageli võimsate ventilaatoritega raskeveokite puhul.

otsene elektriajam

Kõige sagedamini kasutatakse sõiduautodes otse mootori võllile paigaldatud tiivikuga ventilaatorit. Selle mootori toide on samamoodi nagu kirjeldatud juhul elektrilise siduriga, siin pole vaja ainult rihmaratastega kiilrihmaülekannet. Vajadusel tekitab elektrimootor õhuvoolu, lülitudes normaalsel temperatuuril välja. Meetod rakendati kompaktsete ja võimsate elektrimootorite tulekuga.

Sellise sõidu mugav kvaliteet on võime töötada seisva mootoriga. Kaasaegsed jahutussüsteemid on tugevalt koormatud ja kui õhuvool järsult peatub ja pump ei tööta, on maksimaalse temperatuuriga kohtades võimalik lokaalne ülekuumenemine. Või keev bensiin kütusesüsteemis. Probleemide vältimiseks võib ventilaator pärast seiskamist mõnda aega töötada.

Probleemid, rikked ja remont

Ventilaatori sisselülitamist võib juba pidada avariirežiimiks, kuna temperatuuri ei reguleeri mitte ventilaator, vaid termostaat. Seetõttu on sundõhuvoolusüsteem valmistatud väga töökindlalt ja see ebaõnnestub harva. Kuid kui ventilaator ei lülitu sisse ja mootor keeb, tuleks kontrollida osi, mis on kõige vastuvõtlikumad:

• rihmülekandes on võimalik rihma lahti lasta ja libistada, aga ka täielik purunemine, seda kõike on visuaalselt lihtne kindlaks teha;
• viskoosse haakeseadise kontrollimise meetod pole nii lihtne, kuid kui see kuumal mootoril tugevalt libiseb, on see signaal asendamiseks;
• elektromagnetilisi ajameid, nii sidurit kui ka elektrimootorit, kontrollitakse anduri sulgemisega või sissepritsemootoril, eemaldades mootori juhtimissüsteemi temperatuurianduri pistiku, peaks ventilaator hakkama pöörlema.

Vigane ventilaator võib mootori hävitada, sest ülekuumenemine on täis kapitaalremonti. Seetõttu ei saa selliste defektidega isegi talvel sõita. Ebaõnnestunud osad tuleks viivitamatult välja vahetada ja kasutada tuleks ainult usaldusväärse tootja varuosi. Küsimuse hinnaks on mootor, kui ajab temperatuur, siis remont ei pruugi aidata. Selle taustal on anduri või elektrimootori maksumus lihtsalt tühine.