O papel do ventilador na refrixeración líquida

A transferencia de calor xerada durante o funcionamento do motor á atmosfera require un sopro constante do radiador do sistema de refrixeración. A intensidade do fluxo de aire de alta velocidade que se achega non sempre é suficiente para iso. A baixas velocidades e puntos completos, entra en xogo un ventilador de refrixeración adicional especialmente deseñado.

Diagrama esquemático da inxección de aire no radiador

É posible garantir o paso das masas de aire a través da estrutura de favo do radiador de dúas formas: forzar o aire ao longo da dirección do fluxo natural desde o exterior ou crear un baleiro desde o interior. Non hai diferenza fundamental, especialmente se se usa un sistema de escudos de aire - difusores. Proporcionan un caudal mínimo para turbulencias inútiles ao redor das aspas do ventilador.

Así, hai dúas opcións típicas para organizar o soprado. No primeiro caso, o ventilador está situado no cadro do motor ou do radiador no compartimento do motor e crea un fluxo de presión ao motor, tomando aire do exterior e pasándoo polo radiador. Para evitar que as láminas funcionen inactivas, o espazo entre o radiador e o impulsor péchase o máis firmemente posible cun difusor de plástico ou metal. A súa forma tamén favorece o uso da área máxima de panal, xa que o diámetro do ventilador adoita ser moito menor que as dimensións xeométricas do disipador de calor.

Cando o impulsor está situado na parte frontal, a accionamento do ventilador só é posible desde un motor eléctrico, xa que o núcleo do radiador impide a conexión mecánica co motor. En ambos os casos, a forma escollida do disipador de calor e a eficiencia de refrixeración requirida poden obrigar a utilizar un ventilador dobre con impulsores de menor diámetro. Este enfoque adoita ir acompañado dunha complicación do algoritmo de operación, os ventiladores poden cambiarse por separado, axustando a intensidade do fluxo de aire dependendo da carga e da temperatura.

O propio impulsor do ventilador pode ter un deseño bastante complexo e aerodinámico. Ten unha serie de requisitos:

• o número, a forma, o perfil e o paso das láminas deberían garantir as perdas mínimas sen introducir custos enerxéticos adicionais para o moído inútil do aire;
• nun determinado rango de velocidades de rotación, exclúese a paralización do fluxo, se non, a caída da eficiencia afectará ao réxime térmico;
• o ventilador debe estar equilibrado e non crear vibracións tanto mecánicas como aerodinámicas que poidan cargar os rodamentos e as pezas adxacentes do motor, especialmente estruturas finas de radiadores;
• tamén se minimiza o ruído do impulsor en liña coa tendencia xeral de redución do fondo acústico producido polos vehículos.

Se comparamos os ventiladores de automóbiles modernos con hélices primitivas hai medio século, podemos observar que a ciencia traballou con detalles tan obvios. Isto pódese ver mesmo externamente e, durante o funcionamento, un bo ventilador crea case silenciosamente unha presión de aire inesperadamente potente.

Tipos de ventiladores

Crear un fluxo de aire intenso require unha cantidade significativa de potencia do ventilador. A enerxía para iso pódese extraer do motor de varias maneiras.

Xiro continuo desde unha polea

Nos primeiros deseños máis sinxelos, o impulsor do ventilador colocábase simplemente na polea da correa de transmisión da bomba de auga. O rendemento foi proporcionado polo impresionante diámetro da circunferencia das láminas, que eran simplemente placas metálicas dobradas. Non había requisitos para o ruído, o vello motor próximo amortiguaba todos os sons.

A velocidade de rotación era directamente proporcional ás revolucións do cigüeñal. Un certo elemento de control da temperatura estaba presente, xa que cun aumento da carga do motor e, polo tanto, da súa velocidade, o ventilador tamén comezou a impulsar o aire a través do radiador de forma máis intensa. Os deflectores raramente se instalaron, todo foi compensado por radiadores de gran tamaño e un gran volume de auga de refrixeración. Porén, o concepto de sobrequecemento era moi coñecido polos condutores da época, sendo o prezo a pagar pola sinxeleza e a falta de reflexión.

Acoplamentos viscosos

Os sistemas primitivos tiñan varias desvantaxes:

• arrefriamento deficiente a baixas velocidades debido á baixa velocidade da unidade directa;
• cun aumento do tamaño do impulsor e un cambio na relación de transmisión para aumentar o fluxo de aire en ralentí, o motor comezou a superarrefriarse coa velocidade crecente e o consumo de combustible para a estúpida rotación da hélice alcanzou un valor significativo;
• mentres quentaba o motor, o ventilador seguía arrefriando obstinadamente o compartimento do motor, realizando exactamente a tarefa contraria.

Estaba claro que o aumento da eficiencia e potencia do motor requiriría un control da velocidade do ventilador. O problema resolveuse ata certo punto mediante un mecanismo coñecido na técnica como acoplamento viscoso. Pero aquí hai que organizalo dun xeito especial.

O embrague do ventilador, se o imaxinamos de forma simplificada e sen ter en conta varias versións, está formado por dous discos dentados, entre os que se atopa un fluído denominado non newtoniano, é dicir, aceite de silicona, que cambia de viscosidade en función do a velocidade relativa de movemento das súas capas. Ata unha conexión seria entre os discos a través dun xel viscoso no que se converterá. Só queda colocar alí unha válvula sensible á temperatura, que suministrará este líquido ao espazo cun aumento da temperatura do motor. Un deseño moi exitoso, por desgraza, non sempre fiable e duradeiro. Pero úsase a miúdo.

O rotor estaba unido a unha polea que xiraba dende o cigüeñal e colocouse un impulsor no estator. A altas temperaturas e altas velocidades, o ventilador producía o máximo rendemento, que era necesario. Sen quitar o exceso de enerxía cando non é necesario o fluxo de aire.

Embrague magnético

Para non sufrir con produtos químicos no acoplamento que non sempre son estables e duradeiros, adoita utilizarse unha solución máis comprensible dende o punto de vista da enxeñaría eléctrica. O embrague electromagnético está formado por discos de fricción que están en contacto e transmiten xiro baixo a acción dunha corrente que se subministra ao electroimán. A corrente procedía dun relé de control que se pechaba a través dun sensor de temperatura, normalmente montado nun radiador. Tan pronto como se determinou un fluxo de aire insuficiente, é dicir, o líquido do radiador sobrequentouse, os contactos pecháronse, o embrague funcionaba e o impulsor xiraba coa mesma correa polas poleas. O método úsase a miúdo en camións pesados ​​con ventiladores potentes.

accionamento eléctrico directo

Na maioría das veces, nos turismos úsase un ventilador cun impulsor montado directamente no eixe do motor. A alimentación deste motor prodúcese do mesmo xeito que no caso descrito cun embrague eléctrico, só aquí non se precisa unha transmisión por correa trapezoidal con poleas. Cando é necesario, o motor eléctrico crea un fluxo de aire, apagando a temperatura normal. O método implementouse coa aparición de motores eléctricos compactos e potentes.

Unha calidade conveniente desta unidade é a capacidade de traballar co motor parado. Os sistemas de refrixeración modernos están moi cargados e, se o fluxo de aire se detén bruscamente e a bomba non funciona, é posible un sobreenriquecido local en lugares cunha temperatura máxima. Ou gasolina fervendo no sistema de combustible. O ventilador pode funcionar durante un tempo despois de parar para evitar problemas.

Problemas, avarías e reparacións

Acender o ventilador xa pode considerarse un modo de emerxencia, xa que non é o ventilador o que regula a temperatura, senón o termostato. Polo tanto, o sistema de fluxo de aire forzado faise de forma moi fiable e raramente falla. Pero se o ventilador non se acende e o motor ferve, hai que comprobar as partes máis susceptibles de falla:

• nunha transmisión por correa, é posible soltar e deslizar o cinto, así como a súa rotura completa, todo isto é fácil de determinar visualmente;
• o método para comprobar o acoplamento viscoso non é tan sinxelo, pero se desliza moito nun motor quente, entón este é un sinal de substitución;
• As unidades electromagnéticas, tanto o embrague como o motor eléctrico, verifícanse pechando o sensor, ou no motor de inxección quitando o conector do sensor de temperatura do sistema de control do motor, o ventilador debería comezar a xirar.

Un ventilador defectuoso pode destruír o motor, porque o superenriquecido está cheo dunha revisión importante. Polo tanto, é imposible conducir con tales defectos mesmo no inverno. As pezas que fallan deben substituírse inmediatamente e só se deben utilizar pezas de reposición dun fabricante fiable. O prezo do problema é o motor, se é impulsado pola temperatura, a reparación pode non axudar. Neste contexto, o custo dun sensor ou dun motor eléctrico é simplemente insignificante.