РАЗУМНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
РАЗУМНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
ТЕХНИКА
РАЗУМНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
Вентилятор - неотъемлемая часть системы остывания хоть какого современного авто мотора. При жидкостном охлаждении он просасывает воздух через радиатор, а при воздушном - подает этот самый воздух (тут он выступает в роли охлаждающего тела) к нагретым частям мотора. И можно сказать, с момента возникновения вентиляторов инженеры решают задачку, как сделать его привод хорошим. Познакомимся с некими плодами их усилий.
Простая конструкция привода вентилятора отлично известна - клиновым ремнем от шкива, установленного на носке коленчатого вала. Но обычное не всегда значит самое наилучшее. Вентилятор работает повсевременно, а означает, повсевременно шумит, потребляет мощность, и большую (3-6% от мощности мотора), и, главное, охлаждает движок независимо от его температурного режима. Конкретно большая потребляемая мощность побудила отрешиться от ременного привода в пользу шестерен на томных движках. Чтоб привод не испытывал огромных нагрузок при резкой смене режимов работы мотора (не забудьте - вентилятор тоже собственного рода маховик и момент инерции его никак не мал), устанавливают фрикционные, гидравлические либо упругие резиновые муфты (рис. 1).
Сейчас о том, как вынудить вентилятор работать таким макаром, чтоб напрасно не остужать прохладный движок, и активно трудиться, когда мотору горячо. Одной из самых первых и обычных систем регулирования была... подмена вентилятора. В жаркое время года использовалась крыльчатка большей производительности, зимой - наименьшей. Само собой, что регулирование производилось очень грубо - навряд ли можно представить для себя водителя, выбирающего вентиляторы в согласовании с прогнозом погоды и меняющего их чуть не раз в день.
Такая система не решает и другой принципиальной трудности. Понятно, что конструкция вентилятора и его привода должна обеспечивать достаточное остывание, начиная с самых низких оборотов коленчатого вала. На огромных же оборотах при жесткой механической связи это приведет к большому перерасходу энергии: скажем, для машины среднего класса таковой вентилятор на наибольших оборотах "съедал" бы около 8 кВт мощности мотора, в то время как достаточная в таких критериях - не превосходит 3-3,5 кВт. В этом причина того, что жесткая механическая передача в наше время практически не применяется.
Как понятно, устройства, передающие и модифицирующие вращающий момент, в технике именуют трансмиссиями, означает, привод вентилятора тоже коробка. Любопытно, что многие конструкции, призванные решать обозначенную выше делему этого привода, владеют определенным сходством с "большой" коробкой автомобиля, передающей вращающий момент на его колеса. Тут мы можем отыскать и сцепления, и гидромуфты, и вискомуфты (вязкостные муфты, напомним, на данный момент часто употребляют заместо межосевого дифференциала), и электронный привод. Разглядим более всераспространенные из этих систем.
Электрическое сцепление (рис. 2) автоматом включает вентилятор по достижении определенной температуры охлаждающей воды. Такая система применялась на автомобилях GAZ 24 ранешних серий и многих современных им забугорных. В этой системе на шкиве помещали мощнейший кольцевой соленоид. Когда срабатывает датчик, цепь соленоида замыкается и железное кольцо, связанное с вентилятором через пластинчатые пружины, примагничивается к шкиву: вентилятор включен и работает до того времени, пока температура не снизится и управляющий датчик не снимет питания с электромагнита. Схожий же принцип реализован и в автомобилях с поперечным расположением мотора: датчик температуры включает электродвигатель вентилятора.
В ближайшее время появились двухскоростные электродвигатели, дозволяющие обеспечить ступенчатое регулирование: вентилятор отключен, работает в частичном режиме либо на полную производительность. Есть машины и с 2-мя вентиляторами, которые вводятся в работу поочередно. Попутно заметим, что на томных грузовых машинах и автобусах электровентиляторы - уникальность. Представьте для себя мощность электрического оборудования (генератора, аккума), которая будет нужно, чтоб обеспечить нужные такому вентилятору 10-12кВт. Вот почему тут все еще царит "незапятнанная" механика.
На фаворитных автобусах "Икарус" ставят фрикционную муфту с пневмоприводом - собственного рода сцепление, лишь на условную педаль тут надавливает не нога, а сжатый воздух. Регулирование включения-отключения осуществляется, естественно, зависимо от температуры охлаждающей воды.
Самые сложные системы могут плавненько регулировать скорость вентилятора. На многих легковых автомобилях (в качестве примера назовем большая часть БМВ, "мерседесов"), также на неких грузовиках (в том числе и на российском ЗИЛ-4331) в привод вентилятора встроена вискомуфта (рис. 3). Кратко познакомим с работой такового устройства. Пока мотор не прогрелся, рабочая полость муфты пуста - особая силиконовая жидкость находится в запасной полости. Движок прогревается, термоэластичная пластинка равномерно открывает клапан, жидкость поступает в рабочую полость, и, когда проскальзывает меж дисками, ее вязкость вырастает - муфта начинает передавать момент. С ростом температуры рабочая полость заполняется больше, обороты вентилятора растут. Таким вот образом плавненько регулируется производительность вентилятора. Вискомуфта сконструирована так, что на малых оборотах ее проскальзывание невелико, а при больших - вентилятор приметно отстает. Это, повторим, позволяет приметно сберегать энергию (а означает, и горючее) на высочайшей скорости, когда обдув радиатора достаточен.
На томных дизельных движках для бесступенчатого регулирования оборотов в механике привода часто употребляется гидравлическая муфта (рис. 4), схожая той, что работает в автоматических коробках. Обороты вентилятора меняются тут зависимо от наполнения полости меж ведущим и ведомым колесами муфты. Количество масла, которое поступает из системы смазки мотора, регулируется автоматом по температуре охлаждающей воды.
Гидромуфта употребляется и на неких движках воздушного остывания, к примеру на узнаваемых у нас издавна дизелях "Дойц", стоявших на грузовых автомобилях "Магирус". Охлаждающей воды в "воздушнике", понятное дело, нет, и подачей масла в муфту управляет терморегулятор, который учитывает температуру воздуха на выходе из системы остывания и температуру выхлопных газов. Работа системы зависит и от температуры масла: с ростом ее вязкость последнего понижается, а означает, жаркого (и водянистого) масла в рабочую полость муфты поступает больше. Увлекательная особенность: корпус муфты сразу служит центрифугой для чистки масла.
Завершая разговор о приводах вентиляторов, заметим: как ни совершенны многие из этих устройств, все таки они не способны освободить бензиновый двигатель от 1-го из его суровых недочетов - до 30% энергии горючего, "уходящие" в систему остывания, теряются невозвратно.
Игорь ТВЕРДУНОВ
ТЕХНИКА
РАЗУМНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
Вентилятор - неотъемлемая часть системы остывания хоть какого современного авто мотора. При жидкостном охлаждении он просасывает воздух через радиатор, а при воздушном - подает этот самый воздух (тут он выступает в роли охлаждающего тела) к нагретым частям мотора. И можно сказать, с момента возникновения вентиляторов инженеры решают задачку, как сделать его привод хорошим. Познакомимся с некими плодами их усилий.
Простая конструкция привода вентилятора отлично известна - клиновым ремнем от шкива, установленного на носке коленчатого вала. Но обычное не всегда значит самое наилучшее. Вентилятор работает повсевременно, а означает, повсевременно шумит, потребляет мощность, и большую (3-6% от мощности мотора), и, главное, охлаждает движок независимо от его температурного режима. Конкретно большая потребляемая мощность побудила отрешиться от ременного привода в пользу шестерен на томных движках. Чтоб привод не испытывал огромных нагрузок при резкой смене режимов работы мотора (не забудьте - вентилятор тоже собственного рода маховик и момент инерции его никак не мал), устанавливают фрикционные, гидравлические либо упругие резиновые муфты (рис. 1).
Сейчас о том, как вынудить вентилятор работать таким макаром, чтоб напрасно не остужать прохладный движок, и активно трудиться, когда мотору горячо. Одной из самых первых и обычных систем регулирования была... подмена вентилятора. В жаркое время года использовалась крыльчатка большей производительности, зимой - наименьшей. Само собой, что регулирование производилось очень грубо - навряд ли можно представить для себя водителя, выбирающего вентиляторы в согласовании с прогнозом погоды и меняющего их чуть не раз в день.
Такая система не решает и другой принципиальной трудности. Понятно, что конструкция вентилятора и его привода должна обеспечивать достаточное остывание, начиная с самых низких оборотов коленчатого вала. На огромных же оборотах при жесткой механической связи это приведет к большому перерасходу энергии: скажем, для машины среднего класса таковой вентилятор на наибольших оборотах "съедал" бы около 8 кВт мощности мотора, в то время как достаточная в таких критериях - не превосходит 3-3,5 кВт. В этом причина того, что жесткая механическая передача в наше время практически не применяется.
Как понятно, устройства, передающие и модифицирующие вращающий момент, в технике именуют трансмиссиями, означает, привод вентилятора тоже коробка. Любопытно, что многие конструкции, призванные решать обозначенную выше делему этого привода, владеют определенным сходством с "большой" коробкой автомобиля, передающей вращающий момент на его колеса. Тут мы можем отыскать и сцепления, и гидромуфты, и вискомуфты (вязкостные муфты, напомним, на данный момент часто употребляют заместо межосевого дифференциала), и электронный привод. Разглядим более всераспространенные из этих систем.
Электрическое сцепление (рис. 2) автоматом включает вентилятор по достижении определенной температуры охлаждающей воды. Такая система применялась на автомобилях GAZ 24 ранешних серий и многих современных им забугорных. В этой системе на шкиве помещали мощнейший кольцевой соленоид. Когда срабатывает датчик, цепь соленоида замыкается и железное кольцо, связанное с вентилятором через пластинчатые пружины, примагничивается к шкиву: вентилятор включен и работает до того времени, пока температура не снизится и управляющий датчик не снимет питания с электромагнита. Схожий же принцип реализован и в автомобилях с поперечным расположением мотора: датчик температуры включает электродвигатель вентилятора.
В ближайшее время появились двухскоростные электродвигатели, дозволяющие обеспечить ступенчатое регулирование: вентилятор отключен, работает в частичном режиме либо на полную производительность. Есть машины и с 2-мя вентиляторами, которые вводятся в работу поочередно. Попутно заметим, что на томных грузовых машинах и автобусах электровентиляторы - уникальность. Представьте для себя мощность электрического оборудования (генератора, аккума), которая будет нужно, чтоб обеспечить нужные такому вентилятору 10-12кВт. Вот почему тут все еще царит "незапятнанная" механика.
На фаворитных автобусах "Икарус" ставят фрикционную муфту с пневмоприводом - собственного рода сцепление, лишь на условную педаль тут надавливает не нога, а сжатый воздух. Регулирование включения-отключения осуществляется, естественно, зависимо от температуры охлаждающей воды.
Самые сложные системы могут плавненько регулировать скорость вентилятора. На многих легковых автомобилях (в качестве примера назовем большая часть БМВ, "мерседесов"), также на неких грузовиках (в том числе и на российском ЗИЛ-4331) в привод вентилятора встроена вискомуфта (рис. 3). Кратко познакомим с работой такового устройства. Пока мотор не прогрелся, рабочая полость муфты пуста - особая силиконовая жидкость находится в запасной полости. Движок прогревается, термоэластичная пластинка равномерно открывает клапан, жидкость поступает в рабочую полость, и, когда проскальзывает меж дисками, ее вязкость вырастает - муфта начинает передавать момент. С ростом температуры рабочая полость заполняется больше, обороты вентилятора растут. Таким вот образом плавненько регулируется производительность вентилятора. Вискомуфта сконструирована так, что на малых оборотах ее проскальзывание невелико, а при больших - вентилятор приметно отстает. Это, повторим, позволяет приметно сберегать энергию (а означает, и горючее) на высочайшей скорости, когда обдув радиатора достаточен.
На томных дизельных движках для бесступенчатого регулирования оборотов в механике привода часто употребляется гидравлическая муфта (рис. 4), схожая той, что работает в автоматических коробках. Обороты вентилятора меняются тут зависимо от наполнения полости меж ведущим и ведомым колесами муфты. Количество масла, которое поступает из системы смазки мотора, регулируется автоматом по температуре охлаждающей воды.
Гидромуфта употребляется и на неких движках воздушного остывания, к примеру на узнаваемых у нас издавна дизелях "Дойц", стоявших на грузовых автомобилях "Магирус". Охлаждающей воды в "воздушнике", понятное дело, нет, и подачей масла в муфту управляет терморегулятор, который учитывает температуру воздуха на выходе из системы остывания и температуру выхлопных газов. Работа системы зависит и от температуры масла: с ростом ее вязкость последнего понижается, а означает, жаркого (и водянистого) масла в рабочую полость муфты поступает больше. Увлекательная особенность: корпус муфты сразу служит центрифугой для чистки масла.
Завершая разговор о приводах вентиляторов, заметим: как ни совершенны многие из этих устройств, все таки они не способны освободить бензиновый двигатель от 1-го из его суровых недочетов - до 30% энергии горючего, "уходящие" в систему остывания, теряются невозвратно.
Игорь ТВЕРДУНОВ