دور المروحة في التبريد السائل
محتوى
يتطلب نقل الحرارة المتولدة أثناء تشغيل المحرك إلى الغلاف الجوي نفخًا ثابتًا لمبرد نظام التبريد. لا تكفي شدة تدفق الهواء القادم عالي السرعة دائمًا لهذا الغرض. عند السرعات المنخفضة والتوقف الكامل ، يتم تشغيل مروحة تبريد إضافية مصممة خصيصًا.
رسم تخطيطي لحقن الهواء في المبرد
من الممكن ضمان مرور الكتل الهوائية عبر بنية قرص العسل الخاصة بالرادياتير بطريقتين - لإجبار الهواء على طول اتجاه التدفق الطبيعي من الخارج أو لإنشاء فراغ من الداخل. لا يوجد فرق جوهري ، خاصة إذا تم استخدام نظام الدروع الهوائية - الناشرون. أنها توفر الحد الأدنى من معدل التدفق للاضطراب عديم الفائدة حول ريش المروحة.
وبالتالي ، هناك خياران نموذجيان لتنظيم النفخ. في الحالة الأولى ، تكون المروحة موجودة على المحرك أو إطار المبرد في حجرة المحرك وتخلق تدفقًا للضغط إلى المحرك ، حيث يأخذ الهواء من الخارج ويمرره عبر الرادياتير. لمنع تشغيل الشفرات في وضع الخمول ، يتم إغلاق المسافة بين المبرد والمروحة بإحكام قدر الإمكان باستخدام ناشر بلاستيكي أو معدني. يعزز شكله أيضًا استخدام الحد الأقصى من مساحة قرص العسل ، نظرًا لأن قطر المروحة عادة ما يكون أصغر بكثير من الأبعاد الهندسية للمبدد الحراري.
عندما يكون الدافع موجودًا على الجانب الأمامي ، يكون محرك المروحة ممكنًا فقط من محرك كهربائي ، لأن قلب الرادياتير يمنع الاتصال الميكانيكي بالمحرك. في كلتا الحالتين ، قد يجبر الشكل المختار للمشتت الحراري وكفاءة التبريد المطلوبة استخدام مروحة مزدوجة ذات دفاعات ذات قطر أصغر. عادة ما يكون هذا النهج مصحوبًا بمضاعفات خوارزمية التشغيل ، حيث يمكن تبديل المراوح بشكل منفصل ، وضبط كثافة تدفق الهواء اعتمادًا على الحمل ودرجة الحرارة.
يمكن أن يكون لمروحة المروحة نفسها تصميم معقد وديناميكي هوائي. لديها عدد من المتطلبات:
- يجب أن يضمن عدد الشفرات وشكلها ومظهرها وميلها الحد الأدنى من الخسائر دون إدخال تكاليف طاقة إضافية لطحن الهواء غير المجدي ؛
- في نطاق معين من سرعات الدوران ، يتم استبعاد توقف التدفق ، وإلا فإن انخفاض الكفاءة سيؤثر على النظام الحراري ؛
- يجب أن تكون المروحة متوازنة ولا تخلق اهتزازات ميكانيكية وديناميكية هوائية يمكنها تحميل المحامل وأجزاء المحرك المجاورة ، وخاصة هياكل الرادياتير الرقيقة ؛
- يتم أيضًا تقليل ضوضاء المكره بما يتماشى مع الاتجاه العام لتقليل الخلفية الصوتية التي تنتجها المركبات.
إذا قارنا مراوح السيارات الحديثة بالمراوح البدائية منذ نصف قرن ، فيمكننا ملاحظة أن العلم قد عمل بمثل هذه التفاصيل الواضحة إلى حد ما. يمكن رؤية هذا حتى من الخارج ، وأثناء التشغيل ، تخلق المروحة الجيدة ضغطًا قويًا بشكل غير متوقع تقريبًا بصمت.
أنواع محركات المروحة
يتطلب إنشاء تدفق هواء مكثف قدرًا كبيرًا من طاقة محرك المروحة. يمكن الحصول على الطاقة اللازمة لهذا من المحرك بطرق مختلفة.
دوران مستمر من بكرة
في أبسط التصميمات المبكرة ، تم وضع المكره للمروحة ببساطة على بكرة حزام محرك مضخة الماء. تم توفير الأداء من خلال القطر المثير للإعجاب لمحيط الشفرات ، والتي كانت عبارة عن صفائح معدنية منحنية. لم تكن هناك متطلبات ضوضاء ، فقد قام المحرك القديم القريب بكتم جميع الأصوات.
كانت سرعة الدوران متناسبة طرديًا مع دورات العمود المرفقي. كان هناك عنصر معين للتحكم في درجة الحرارة ، لأنه مع زيادة الحمل على المحرك ، وبالتالي سرعته ، بدأت المروحة أيضًا في دفع الهواء عبر المبرد بشكل أكثر كثافة. نادرًا ما تم تثبيت العاكسات ، وتم تعويض كل شيء بواسطة مشعات كبيرة الحجم وكمية كبيرة من مياه التبريد. ومع ذلك ، كان مفهوم السخونة الزائدة معروفًا جيدًا للسائقين في ذلك الوقت ، حيث كان الثمن الذي يجب دفعه مقابل البساطة وقلة التفكير.
وصلات لزجة
كان للأنظمة البدائية عدة عيوب:
- التبريد السيئ بسرعات منخفضة بسبب السرعة المنخفضة للمحرك المباشر ؛
- مع زيادة حجم المكره والتغيير في نسبة التروس لزيادة تدفق الهواء عند الخمول ، بدأ المحرك في البرودة الفائقة مع زيادة السرعة ، ووصل استهلاك الوقود للدوران الغبي للمروحة إلى قيمة كبيرة ؛
- بينما كان المحرك يسخن ، استمرت المروحة في تبريد حجرة المحرك بعناد ، وأداء المهمة المعاكسة تمامًا.
كان من الواضح أن الزيادات الإضافية في كفاءة المحرك وقوته تتطلب التحكم في سرعة المروحة. تم حل المشكلة إلى حد ما من خلال آلية معروفة في الفن باسم اقتران لزج. ولكن هنا يجب أن يتم ترتيبه بطريقة خاصة.
يتكون قابض المروحة ، إذا تخيلناه بطريقة مبسطة ودون مراعاة الإصدارات المختلفة ، من قرصين مسننين ، يوجد بينهما ما يسمى بالسائل غير النيوتوني ، أي زيت السيليكون ، والذي يتغير لزوجته اعتمادًا على سرعة الحركة النسبية لطبقاتها. يصل إلى اتصال خطير بين الأقراص من خلال هلام لزج الذي سيتحول إليه. يبقى فقط وضع صمام حساس لدرجة الحرارة هناك ، والذي سيزود هذا السائل في الفجوة مع زيادة درجة حرارة المحرك. تصميم ناجح للغاية ، للأسف ، ليس دائمًا موثوقًا ودائمًا. ولكن كثيرا ما تستخدم.
تم توصيل الجزء المتحرك ببكرة تدور من العمود المرفقي ، وتم وضع المكره على الجزء الثابت. في درجات الحرارة العالية والسرعات العالية ، أنتجت المروحة أقصى أداء مطلوب. بدون التخلص من الطاقة الزائدة عندما لا تكون هناك حاجة لتدفق الهواء.
القابض المغناطيسي
من أجل عدم المعاناة من المواد الكيميائية في أداة التوصيل التي لا تكون دائمًا مستقرة ودائمة ، غالبًا ما يتم استخدام حل أكثر قابلية للفهم من وجهة نظر الهندسة الكهربائية. يتكون القابض الكهرومغناطيسي من أقراص احتكاك تكون على اتصال وتنقل الدوران تحت تأثير تيار مزود بالمغناطيس الكهربائي. جاء التيار من مرحل تحكم أغلق من خلال مستشعر درجة الحرارة ، وعادة ما يتم تركيبه على المبرد. بمجرد تحديد تدفق الهواء غير الكافي ، أي أن السائل الموجود في المبرد يسخن بشكل زائد ، وأغلقت جهات الاتصال ، وعمل القابض ، وتم لف المكره بواسطة نفس الحزام من خلال البكرات. غالبًا ما تستخدم هذه الطريقة في الشاحنات الثقيلة ذات المراوح القوية.
محرك كهربائي مباشر
في أغلب الأحيان ، يتم استخدام مروحة مع دافع مثبت مباشرة على عمود المحرك في سيارات الركاب. يتم توفير مصدر الطاقة لهذا المحرك بنفس الطريقة كما في الحالة الموصوفة مع القابض الكهربائي ، فقط محرك V-belt مع البكرات غير مطلوب هنا. عند الضرورة ، ينتج المحرك الكهربائي تدفقًا للهواء ، ويتوقف عند درجة الحرارة العادية. تم تنفيذ هذه الطريقة مع ظهور محركات كهربائية مدمجة وقوية.
الجودة المناسبة لمحرك الأقراص هذا هي القدرة على العمل مع توقف المحرك. يتم تحميل أنظمة التبريد الحديثة بكثافة ، وإذا توقف تدفق الهواء فجأة ، ولم تعمل المضخة ، فمن الممكن حدوث ارتفاع في درجة الحرارة المحلية في الأماكن ذات درجة الحرارة القصوى. أو غليان البنزين في نظام الوقود. قد تعمل المروحة لفترة من الوقت بعد التوقف لمنع حدوث مشاكل.
المشاكل والأعطال والإصلاحات
يمكن اعتبار تشغيل المروحة بالفعل وضعًا للطوارئ ، نظرًا لأن المروحة ليست هي التي تنظم درجة الحرارة ، ولكن منظم الحرارة. لذلك ، فإن نظام تدفق الهواء القسري مصنوع بشكل موثوق للغاية ، ونادرًا ما يفشل. ولكن إذا لم يتم تشغيل المروحة وغليان المحرك ، فيجب فحص الأجزاء الأكثر عرضة للفشل:
- في محرك الحزام ، قد يرتخي الحزام وينزلق ، بالإضافة إلى كسره الكامل ، كل هذا يسهل تحديده بصريًا ؛
- طريقة فحص أداة التوصيل اللزجة ليست بهذه البساطة ، ولكن إذا انزلقت بشدة على محرك ساخن ، فهذه إشارة للاستبدال ؛
- يتم فحص المحركات الكهرومغناطيسية ، كل من القابض والمحرك الكهربائي ، عن طريق إغلاق المستشعر ، أو على محرك الحقن عن طريق إزالة الموصل من مستشعر درجة الحرارة لنظام التحكم في المحرك ، يجب أن تبدأ المروحة في الدوران.
يمكن أن تدمر المروحة المعيبة المحرك ، لأن ارتفاع درجة الحرارة محفوف بإصلاحات كبيرة. لذلك ، من المستحيل القيادة بهذه العيوب حتى في فصل الشتاء. يجب استبدال الأجزاء الفاشلة على الفور ، ويجب استخدام قطع غيار من جهة تصنيع موثوقة فقط. سعر المشكلة هو المحرك ، إذا كان مدفوعًا بدرجة الحرارة ، فقد لا تساعد الإصلاحات. في ظل هذه الخلفية ، فإن تكلفة جهاز الاستشعار أو المحرك الكهربائي لا تكاد تذكر.
