Fanın sıvı soğutmadaki rolü

Motorun çalışması sırasında oluşan ısının atmosfere aktarılması, soğutma sistemi radyatörünün sürekli üflenmesini gerektirir. Yaklaşan yüksek hızlı hava akışının yoğunluğu bunun için her zaman yeterli değildir. Düşük hızlarda ve tam duruşlarda özel tasarlanmış ilave soğutma fanı devreye girer.

Radyatöre hava enjeksiyonunun şematik diyagramı

Hava kütlelerinin radyatörün petek yapısından geçişini iki şekilde sağlamak mümkündür - dışarıdan doğal akış yönünde hava pompalamak veya içeriden bir vakum oluşturmak. Özellikle hava kalkanlarından (difüzörlerden) oluşan bir sistem kullanıldığında, temel bir fark yoktur. Fan kanatlarının etrafındaki gereksiz türbülans için minimum akış sağlarlar.

Bu nedenle, hava akışını düzenlemek için iki tipik seçenek vardır. İlk durumda fan, motor bölmesindeki motor veya radyatör çerçevesi üzerinde bulunur ve motor üzerinde bir basınç akışı oluşturarak dışarıdan havayı alıp radyatörden geçirir. Kanatların boşta çalışmasını önlemek için radyatör ile pervane arasındaki boşluk plastik veya metal difüzörle mümkün olduğu kadar sıkı kapatılır. Fan çapı genellikle radyatörün geometrik boyutlarından çok daha küçük olduğundan şekli aynı zamanda maksimum petek alanının kullanımına da katkıda bulunur.

Pervane ön tarafa yerleştirildiğinde, motorla mekanik bağlantı radyatör göbeği tarafından engellendiğinden fan yalnızca bir elektrik motoruyla çalıştırılabilir. Her iki durumda da seçilen radyatör şekli ve gerekli soğutma verimliliği, daha küçük çaplı pervanelere sahip çift fanın kullanılmasını zorunlu kılabilir. Bu yaklaşıma genellikle daha karmaşık bir çalışma algoritması eşlik eder; yüke ve sıcaklığa bağlı olarak üfleme yoğunluğu ayarlanarak fanlar ayrı ayrı değiştirilebilir.

Fan pervanesinin kendisi oldukça karmaşık ve aerodinamik olarak tasarlanmış bir tasarıma sahip olabilir. Bir takım gereksinimleri vardır:

• kanatların sayısı, şekli, profili ve eğimi, gereksiz hava öğütme nedeniyle ek enerji maliyeti yaratmadan minimum kayıp sağlamalıdır;
• belirli bir dönüş hızı aralığında akış durması hariç tutulur, aksi takdirde verimlilikteki bir düşüş termal rejimi etkileyecektir;
• fan dengeli olmalı ve yatakları ve bitişik motor parçalarını, özellikle de ince radyatör yapılarını yükleyebilecek mekanik ve aerodinamik titreşimler oluşturmamalıdır;
• Pervanenin gürültüsü de arabaların ürettiği akustik arka planın azaltılması yönündeki genel eğilime uygun olarak en aza indirilmiştir.

Modern binek araç fanlarını yarım asır önceki ilkel pervanelerle karşılaştırırsak, bilimin bu kadar net detaylarla çalıştığını söyleyebiliriz. Bu dışarıdan bile görülebilir ve iyi bir fan çalışırken neredeyse sessizce beklenmedik derecede güçlü bir hava basıncı yaratır.

Fan sürücüsü türleri

Yoğun bir hava akışı oluşturmak, önemli miktarda fan tahrik gücü gerektirir. Bunun için gerekli enerji motordan çeşitli yollarla alınabilir.

Kasnaktan sürekli dönüş

En basit ilk tasarımlarda, fan pervanesi basitçe su pompası tahrik kayışı kasnağının üzerine kaydırılıyordu. Performans, basitçe bükülmüş metal plakalardan oluşan bıçakların etkileyici çevresi ile sağlandı. Gürültüye gerek yoktu; yakındaki antik motor tüm sesleri bastırıyordu.

Dönme hızı krank mili hızıyla doğru orantılıydı. Belirli bir sıcaklık kontrolü unsuru mevcuttu, çünkü motor üzerindeki yük ve dolayısıyla dönüş hızı arttıkça fan da havayı radyatöre daha yoğun bir şekilde zorlamaya başladı. Deflektörler nadiren kuruluyordu; her şey büyük boyutlu radyatörler ve büyük miktarda soğutma suyuyla telafi ediliyordu. Ancak aşırı ısınma kavramı, o zamanın sürücüleri tarafından iyi biliniyordu; basitlik ve öngörü eksikliğinin bedeli olarak ödeniyordu.

Viskoz kaplinler

İlkel sistemlerin birçok dezavantajı vardı:

• doğrudan tahrikin düşük hızı nedeniyle düşük hızlarda zayıf soğutma;
• pervanenin boyutunda bir artış ve rölanti devrinde hava akışını artırmak için dişli oranında bir değişiklik ile motor artan hız ile aşırı soğumaya başladı ve pervanenin aptal dönüşü için yakıt tüketimi önemli bir değere ulaştı;
• Motor ısınırken fan, tam tersi görevi yerine getirerek motor bölmesini ısrarla soğutmaya devam etti.

Motor verimliliği ve gücündeki daha fazla artışın fan hızı kontrolünü gerektireceği açıktı. Sorun, teknolojide viskoz bağlantı olarak bilinen bir mekanizmayla bir dereceye kadar çözüldü. Ancak burada özel bir şekilde düzenlenmesi gerekiyor.

Fan kavraması, basitleştirilmiş bir şekilde ve çeşitli tasarım seçeneklerini dikkate almadan sunarsak, aralarında Newton olmayan bir sıvı, yani viskoziteyi değiştiren silikon yağı bulunan çentikli iki diskten oluşur. katmanlarının göreceli hareketinin hızına bağlı olarak. Dönüşeceği viskoz jel sayesinde diskler arasında ciddi bir bağlantıya kadar. Geriye kalan tek şey, motor sıcaklığı arttıkça bu sıvıyı boşluğa besleyecek sıcaklığa duyarlı bir valf yerleştirmektir. Çok başarılı bir tasarım maalesef her zaman güvenilir ve dayanıklı olmuyor. Ama sıklıkla kullanılır.

Rotor, krank milinden dönen bir kasnağa bağlandı ve statora bir pervane yerleştirildi. Yüksek sıcaklıklarda ve yüksek hızlarda fan, gereken maksimum performansı üretti. Hava akışına ihtiyaç duyulmadığında ekstra enerji harcamadan.

Manyetik bağlantı

Kaplindeki her zaman stabil ve dayanıklı olmayan kimyasallardan etkilenmemek için genellikle elektrik mühendisliği açısından daha anlaşılır bir çözüm kullanılır. Elektromanyetik kavrama, bir elektromıknatısa sağlanan akımın etkisi altında dönüşe dokunan ve ileten sürtünme disklerinden oluşur. Akım, genellikle radyatöre monte edilen bir sıcaklık sensörü aracılığıyla kapatılan bir kontrol rölesinden geliyordu. Yetersiz hava akışı tespit edilir edilmez, yani radyatördeki sıvı aşırı ısındı, kontaklar kapandı, kavrama devreye girdi ve pervane aynı kayış tarafından kasnaklar arasında döndürüldü. Bu yöntem genellikle güçlü fanlara sahip ağır kamyonlarda kullanılır.

Doğrudan elektrikli tahrik

Çoğu zaman binek araçlarda, doğrudan elektrik motor miline monte edilmiş pervaneli bir fan kullanılır. Bu motor için güç, açıklanan durumda olduğu gibi elektrikli bir kaplinle sağlanır, yalnızca burada kasnaklı bir V kayışı tahrikine gerek yoktur. Gerektiğinde elektrik motoru hava akışı oluşturarak normal sıcaklıkta kapanıyor. Yöntem, kompakt ve güçlü elektrik motorlarının ortaya çıkmasıyla hayata geçirildi.

Böyle bir sürücünün uygun bir kalitesi, motor durdurulduğunda çalışabilme yeteneğidir. Modern soğutma sistemleri ağır yük altındadır ve hava akışının aniden durması ve pompanın çalışmaması durumunda sıcaklığın maksimum olduğu yerlerde yerel aşırı ısınma mümkündür. Veya yakıt sisteminde kaynayan benzin. Fan durduktan sonra bir süre daha çalışabilir, bu da sorunların önlenmesini sağlar.

Sorunlar, arızalar ve onarımlar

Sıcaklığı düzenleyen fan değil termostat olduğu için fanın açılması zaten bir acil durum modu olarak düşünülebilir. Bu nedenle cebri hava akışı sistemi çok güvenilir bir şekilde yapılmıştır ve nadiren arızalanır. Ancak fan açılmazsa ve motor kaynarsa, arızaya en duyarlı parçaları kontrol etmelisiniz:

• kayış tahrikinde kayışın zayıflaması ve kaymasının yanı sıra tamamen kopması da mümkündür, tüm bunların görsel olarak belirlenmesi kolaydır;
• viskoz kaplini kontrol etme yöntemi o kadar basit değildir, ancak sıcak bir motorda çok fazla kayarsa, bu bir değiştirme sinyalidir;
• Hem kavrama hem de elektrik motoru gibi elektromanyetik sürücüler, sensör kapatılarak veya bir enjeksiyon motorunda konnektör motor yönetim sisteminin sıcaklık sensöründen çıkarılarak kontrol edilir, fan dönmeye başlamalıdır.

Arızalı bir fan motora zarar verebilir çünkü aşırı ısınma büyük onarımlara yol açabilir. Dolayısıyla kışın bile bu tür kusurlarla araç kullanamazsınız. Arızalı parçalar derhal değiştirilmeli ve yalnızca güvenilir bir üreticinin parçaları kullanılmalıdır. Sorunun bedeli motordur, sıcaklıktan dolayı bozulmaya başlarsa onarımlar işe yaramayabilir. Bu çerçevede, bir sensörün veya elektrik motorunun maliyeti ihmal edilebilir düzeydedir.