какая мощность вентилятора охлаждения двигателя ваз 2110
Новый вентилятор охлаждения
Работа родного вентилятора охлаждения на Самарах — тема довольно избитая. Охлаждает он неплохо, но вот шум при работе и просадка напряжения при пуске заставляют некоторых владельцев задуматься о замене. Вариантов на самом деле масса:
1) вентиляторы от иномарок с разборок. Крепеж придется придумывать самостоятельно, дорабатывать проводку для стыковки с родными разъемами — тоже. Цена вопроса от 1000 р. Если пойдете по этому пути, обратите внимание, что вентиляторы бывают внешние и внутренние, различаются они профилем крыльчатки, установленный после радиатора внешний вентилятор будет не настолько эффективен. Плюсы: достаточно тихие.
2) 8-ми лопастная крыльчатка вместо родный. Цена вопроса около 100р, брать нужно крыльчатку с металлическим сердечником. Плюсы: тише чем стоковый вариант, лучшее охлаждение (спорно), низкая цена.
3) штатный мотор от альтернативных производителей. Такого я знаю одного — Лузар (г. Луганск). У меня уже установлен мотор отопителя этого производителя на подшипниках взамен посвистывающего родного, сказать что стало существенно тише — не могу — ушами сравнивать тяжело, тем более неисправное с исправным — стало просто нормально.
В этот раз решил попробовать установить вентилятор охлаждения двигателя от Лузар. Поводом послужили посторонние звуки, которые начали возникать при работе родного мотора, смазка не помогла и принято было решение менять узел в сборе.
Позволю себе цитату с сайта производителя:
Электровентилятор охлаждения LFc 0103 (электродвигатель в сборе с крыльчаткой на подшипнике 8-ми лопастной)
Электровентиляторы LUZAR обладают улучшенными характеристиками и увеличенным сроком службы:
— модернизирован профиль лопастей вентилятора в целях увеличения скорости и объема потока воздуха. Более современная конструкция лопастей позволяет достичь впечатляющих характеристик производительности;
— электровентиляторы LUZAR имеют отбалансированную крыльчатку (впервые на российском рынке), что позволяет снизить уровень шумности на 25-50%! Мы может утверждать, что электровентиляторы LUZAR в сравнении с аналогами практически “бесшумны”;
— вал электродвигателя вентиляторов LUZAR имеют два плавающих подшипника, позволяющих снизить трение (в т.ч. избежать посторонних шумов) и исключить биение вала.
Применяемость: ВАЗ 2103-2107 (модификации с электроприводом вентилятора), ВАЗ 2108-2110, ИЖ 2126, АЗЛК 2141 “Москвич”, ГАЗ 3110 “Волга”, ЗАЗ 1102 “Таврия”, ЗИЛ
Гарантийный срок эксплуатации — 2 года или 125 000км пробега
Покупку совершил в сети магазинов АВТО49, отдав за сие изделие со скидкой что-то в районе 850 рублей.
2 скорости вентилятора охлаждения двигателя в ваз 2110.
Пару лет назад машина была карбюраторной, вентилятор включался датчиком ввернутым в радиатор. Еще в те времена колхозил 2 скорости, врезая тройник
с дополнительным датчиком в патрубок радиатора. С переходом на инжектор решил оставить и доработать обе системы включения карлсона. Проводка ЭСУД у меня от 21099, в ней под капот сразу выведены 2 провода с реле вентилятора,
это существенно упростило задачу. Для доработки понадобился лишь резистор зажигания УАЗ,
все остальное было. Установлен резистор на корпус вентилятора для лучшего обдува.
Накидал схему как все подключено.
включает максимальную вторую скорость при 99 градусах, добиться этого теперь стало очень сложно, нужно по хорошему застрять, в остальных случаях хватает первой. Первая скорость включается ЭБУ через резистор. Для этого в прошивке понижена температура включения.
Работой вентилятора очень доволен. Услышать его теперь можно в трех случаях: если сильно застрять, если подойти вплотную к решетке радиатора, и при выключении зажигания(слышно как через пару секунд останавливается вентилятор).
Какая мощность у вентилятора системы охлаждения двигателя
Теплообмен в радиаторах систем охлаждения
В основе расчетов систем охлаждения лежит формула теплопередачи
где ΔQ – количество тепла, передаваемое телу; m – масса тела; ΔT – разница температур; C – удельная теплоемкость.
Этот и приведенные ниже графики построены на основе реальных испытаний.
Устройство вентилятора радиатора
Автомобильный вентилятор системы охлаждения ДВС имеет минимум четыре лопасти, которые закреплены на едином общем шкиве. Лопасти расположены под определенным углом относительно плоскости вращения. Это сделано для максимально эффективного забора и последующей подачи воздуха. Жестко установленных закономерностей в устройстве вентилятора нет, хотя наиболее распространенной стала такая конструкция, которая включает в себя крыльчатку на 8 лопастей.
Разновидности привода
Вентилятор радиатора может отличаться по конструкции привода. Существующие типы делятся на:
Механический привод
Такой привод представляет собой конструкцию, которая является по сути постоянным приводом от коленчатого вала силовой установки. Такой привод является простейшим и реализован при помощи ременной передачи. Основным недостатком механического привода является отбор мощности у агрегата, которая расходуется на обеспечение постоянного вращения вентилятора. Сегодня механический привод практически не используется в системах охлаждения на гражданских авто.
Гидромеханический привод
Данный тип привода представляет собой решение, которое реализовано путем установки вязкостной муфты (вискомуфты) или гидравлической муфты. Указанные муфты имеют постоянный привод от коленчатого вала двигателя. Для того, чтобы сохранить лопасти вентилятора в сохранности при работе ДВС на максимальных оборотах и высокой скорости вращения коленчатого вала, крыльчатку вентилятора соединяют со шкивом именно посредством гидро или вязкостной муфты. Встречается также определение термомуфты, которое применительно зависимо от особенностей конструкции.
Муфта может частично или полностью блокироваться под воздействием увеличивающейся температуры жидкости, которой она заполнена. Такой заполняющей жидкостью выступает силикон. Увеличение температуры происходит в результате повышения оборотов коленчатого вала и возрастающей нагрузки на двигатель. Муфта блокируется и начинается вращение вентилятора охлаждения. Гидравлическая муфта отличается по принципу устройства от вязкостной муфты и блокируется зависимо от количества масла, которое находится в муфте.
Получается так, что вискомуфта зачастую заполнена силиконовым гелем, который имеет способность к изменению своих свойств под влиянием температуры. В муфту заливают силиконовое масло в количестве около 30-и или 50-и мл. Блокировка муфты оказывает влияние на скорость вращения вентилятора независимо от частоты вращения коленвала ДВС. Если силовой агрегат выходит на режим высоких оборотов, тогда муфта замедляет вращение крыльчатки, тем самым оберегая вентилятор от разрушения при высокой скорости вращения. Главной задачей всех типов муфт, которые отличаются по принципу работы и конструктивным особенностям, является удержание скорости вращения вентилятора в строго ограниченных рамках. Вискомуфта обеспечивает такой диапазон оборотов, который необходим крыльчатке для наиболее эффективного охлаждения.
Электрический привод
Активное развитие и внедрение электронных устройств управления и контроля различных систем в процессе работы двигателя привело к появлению вентилятора радиатора с электрическим приводом. Данный привод имеет отдельный электродвигатель и собственную систему управления. Контроллер позволяет задавать интенсивность работы крыльчатки и гибко изменять скорость и длительность вращения вентилятора на основе показаний температурного датчика. Датчик измеряет показания температуры охлаждающей жидкости в ДВС. Такое решение повысило не только эффективность, но и позволило добиться улучшенной равномерности охлаждения двигателя сравнительно с системами, которые основаны на использовании вискомуфты.
Энергия, необходимая для создания воздушного потока заданной величины
Теперь рассмотрим зависимость энергопотребления привода вентилятора от величины воздушного потока и его скорости.
Как известно из классической механики, количество энергии, необходимой для приведения тела в движение, пропорционально скорости тела в квадрате:
где E – энергия; m – масса; v – скорость.
Применительно к системе охлаждения из этого уравнения следует: чтобы увеличить поток воздуха, проходящий через радиатор, необходимо увеличить скорость потока, если эффективная площадь радиатора остается неизменной.
Отношение величины воздушного потока и энергии, необходимой для создания этого потока, выражается «законом вентилятора»:
где Е1 – энергия, затрачиваемая для создания существующего воздушного потока; Е2 – энергия, необходимая для создания будущего воздушного потока; F1 – величина существующего воздушного потока; F2 – величина необходимого воздушного потока.
Из этого уравнения можно сделать важный вывод: энергия, необходимая для увеличения воздушного потока, пропорциональна отношению новой и старой величин потока в третьей степени. То есть, чтобы увеличить поток воздуха через радиатор в 2 раза, надо увеличить количество энергии в 8 раз (даже без учета возрастания аэродинамического сопротивления радиатора).
На рис. 2 изображена относительная зависимость между мощностью, потребляемой вентилятором, и величиной воздушного потока.
Какая мощность у вентилятора системы охлаждения двигателя
вроде как по 15А каждый. но шото мнет ак кажется, что ржут они гораздо больше.
Я такого же мнения, провода немного теплые.
Я не знаю на счет от какой нивы на них написано 21214 в магазине вазовских запчастей покупал. Про датчики много тут на форумах читал, пришел к выводу 92-87 на верх подойдет практика покажет, будет сильно греться поменяю на 86-82. У меня с родной мясорубкой двигатель даже в жару и нагрузках был при нормальных температурах, а вот зимой зато вообще не прогреть. Думаю с электрическими будет лучше — зимой теплей. Второй вентилятор будет включаться с задержкой 6-7сек я поставил регулируемое реле времени (мастер КИТ МК113 Таймер 2 сек. 10мин) но у него встроенное реле с нормально открытыми контактами поэтому пришлось ставить доп.реле силовое. Я схему так быстро набросал, параллельно вентиляторам и датчику темп.поставлю светодиоды в салоне чтобы было видно что темп.92С и вент работает или нет. Питание силовое напрямую с батареи, а управление через замок. Ну и конечно переключатель на каждый вент принудительно\автоматич.\выключено. Вообще конечно бы я поставил плавный пуск реугулировку «Силыч» чтоли так называется, но у нас о таких вещах в магазинах даже не знают. А самому ШИМ соберать не охота, долго, крапотливо и схемы все самодельные электронные с мелкими недочетами, могут подвести. В схеме немного потаропился переключатели конечно перед катушками управления реле 1 и 2.
Подскажите какая мощность в Амп или Ват каждого вентилятора от нивы 21214(сдвоенные), на них ничего не написано? Уже поставил себе на УАЗ512 (417 двигатель) за радиатором, датчик в вверхнем 92-87, влючаться будут поочереди, генератора вот не знаю может не потянуть. Цель установки езда через брод.
Привет! А почему поставил за радиатором? Ведь на 214-ой они ставятся перед радиатором. Если ставить за, то нужно их крутить в другую сторону и при этом дуть они будут неэффективно из-за однонаправленной формы лопастей! Это уже обсуждалось неоднократно. На своём хантере поставил перед радиатором — дуют зверски. Включаются через реле и 30А предохранители, поскольку при запуске бросок тока. Один от датчика, другой от выключателя.
Вроде дуют очень даже здорово и за радиатором, 12 лепестков, а эл.двигатели разбирал смазывал, выглядят копия от ваз01-08 чему там ломаться не знаю, сломаются так поочереди — с одним доеду. Сейчас ставлю радиатор от 3160 и генератор 85А. Посмотрю что полючиться с таким вариантом.
Вроде дуют очень даже здорово и за радиатором, 12 лепестков, а эл.двигатели разбирал смазывал, выглядят копия от ваз01-08 чему там ломаться не знаю, сломаются так поочереди — с одним доеду. Сейчас ставлю радиатор от 3160 и генератор 85А. Посмотрю что полючиться с таким вариантом.
ну то что они здорово дуют никто не спорит. я про место установки. не даром они на нивах стоят именно перед радиатором. возможно это лучше в плане обдува радиатора, особенно при движении, а также для охлаждения двигателей вентиляторов, ИМХО.
ну то что они здорово дуют никто не спорит. я про место установки. не даром они на нивах стоят именно перед радиатором. возможно это лучше в плане обдува радиатора, особенно при движении, а также для охлаждения двигателей вентиляторов, ИМХО.
А на вазах01-08 стаят с такимиже движками за радиатором и вроде ничего. Если чего сгорит их движки поставлю, по креплению тоже один в один.
Принципы разработки систем охлаждения
Проектирование системы охлаждения обычно начинают с выбора максимальной рабочей температуры, т. е. максимальной температуры окружающего воздуха, при которой система охлаждения способна поддерживать температуру охлаждающей жидкости двигателя на заданном уровне.
После выбора максимальной рабочей температуры можно определить расчетный перепад температур ΔT в системе и величину необходимого воздушного потока. Чем выше выбранная максимальная рабочая температура, тем больше величина необходимого воздушного потока.
Проще говоря, если мы рассчитываем систему охлаждения для работы в средней полосе, взяв за максимум температуру окружающего воздуха +35 °С, нам потребуется менее мощный вентилятор, чем в случае, когда система охлаждения будет рассчитана на работу при +50 °С.
Для создания оптимальной по характеристикам системы охлаждения следует учитывать факторы, перечисленные далее.
Разнообразие вентиляторов
Сам по себе вентилятор охлаждения радиатора не является чем-то оригинальным. Конструктивно он такой же, как и бытовой вентилятор, спасающий нас с Вами от жары – крыльчатка, нагнетающая воздух, и её привод. В автомобильном мире крыльчатка может раскручиваться по-разному. Существуют такие способы:
Первый способ довольно архаичен, встретить его на современном легковом автомобиле практически невозможно, а вот на грузовиках и тракторах ещё вполне реально. Главная фишка механического привода – прямая связь с коленчатым валом двигателя, что влечёт за собой хоть и небольшой, но отбор полезной мощности.
Ещё один нюанс – вентилятор вращается постоянно, пока работает мотор. Это и есть то исключение, о котором мы упомянули выше.
Наиболее распространён электрический вентилятор радиатора. В его основе лежит обычный электромотор, запитанный от бортовой сети. Удобство такой схемы налицо.
Во-первых, им можно легко управлять – включается обдув автоматически электроникой, когда она обнаруживает превышение температуры. Как правило, такое случается во время длительной стоянки, когда нет набегающего потока воздуха.
Во-вторых, дешевизна — электромоторы не дефицит, и всю конструкцию легко заменить.
Гидравлические варианты встречаются под капотами и грузовых, и легковых машин, но, правда, не так часто, как электрические. Подобные вентиляторы идеологически ближе к механическим, так как имеют привод от коленвала мотора, но в их случае вращение передаётся через вязкостные или гидравлические муфты, что позволяет поддерживать стабильные обороты крыльчатки.
Как оказалось, коллеги-автолюбители, даже о такой простой вещице, как вентилятор радиатора, нашлось что рассказать. До встречи на страницах нашего блога, подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие и интересные статьи!
Вентилятором охлаждения двигателя называется устройство, которое повышает интенсивность охлаждения двигателя и радиатора, за счет равномерного и постоянного отвода тепла от них в атмосферу.
Вентилятор охлаждения двигателя крепиться к радиатору
Как правильно выбрать максимальную рабочую температуру
Если выбрать слишком низкую максимальную рабочую температуру, машина будет перегреваться при высоких температурах окружающего воздуха, но если выбрать чрезмерно высокую, заложив в конструкцию системы охлаждения слишком большой запас производительности, система будет потреблять слишком большую мощность, а это приведет к перерасходу топлива и ухудшению экономичности машины. Поэтому очень важно выбрать оптимальное значение максимальной рабочей температуры.
На рис. 3 представлена зависимость величины воздушного потока от температуры окружающего воздуха для теплообменника типа «воздух–воздух». В испытанной системе охлаждения использовался вентилятор Ø 864 мм, максимальная рабочая температура равнялась 43 °С.
На рис. 4 представлена зависимость мощности, потребляемой вентилятором, от температуры окружающего воздуха: мощность быстро падает с понижением температуры. Если температура окружающего воздуха опускается всего на 17 °С ниже максимальной рабочей температуры системы охлаждения, потребляемая мощность уменьшается более чем на 50%.
Ликбез по системам охлаждения. Занятие второе: вентиляторы, технические нюансы
В современных технологиях охлаждения компьютеров вентиляторы играют ведущую роль. Будучи главным компонентом систем принудительного воздушного охлаждения, они находят применение в процессорных кулерах, охлаждающих устройствах для жестких дисков и видеокарт, компьютерных корпусах, блоках питания, периферийной технике и т.д. На нашем первом занятии мы уже проработали большую часть основополагающих моментов, относящихся к вентиляторам, разобрались с их фундаментальными параметрами, характеристиками и эксплуатационными свойствами. Сегодня мы вновь обратимся к этим устройствам, более подробно рассмотрим их с инженерно-технической точки зрения и постараемся не упустить из виду все важнейшие технические нюансы.
Строение и особенности функционирования вентиляторов
Современные вентиляторы постоянного тока строятся на одно- или двухфазовых вентильных двигателях. Собственно, сами эти двигатели можно условно разделить на две основные составляющие: схему управления и индукторную машину. Индукторная машина повсеместно представляет собой связку ротор-статор, где ротором является кольцевой постоянный магнит, а статором четырехполюсный (гораздо реже шестиполюсный) индуктор.
Что же касается схемы управления, то она реализуется производителями по-разному. Наиболее распространенный вариант основывается на использовании микросхемы-драйвера с интегрированным датчиком Холла (обычно используются микросхемы Analog Technology ATS276/277 или их клоны), которая осуществляет согласованную коммутацию фаз индуктора, позволяя последнему индуцировать вращающееся магнитное поле в пространстве статор-ротор и привести в движение ротор. Наряду с простыми схемами, в некоторых продвинутых вентиляторах могут применяться гораздо более сложные и многофункциональные микросхемы-драйверы, имеющие на борту тахометрический контроль, цепи защиты питающей сети и детектирования стопора крыльчатки (яркий пример микросхема Sanyo LB1663). Но пока, к сожалению, подобные схемы управления не получили широкого признания среди производителей и являются скорее исключением, чем правилом.
Итак, с электродвигателем разобрались. Посмотрим теперь механическое обустройство вентилятора, а именно его подшипники. Как уже было отмечено на предыдущем занятии, вал ротора (крыльчатки) может быть закреплен в корпусе вентилятора тремя способами:
Начнем с подшипника скольжения. В недалеком прошлом этот подшипник пользовался немалой популярностью у производителей благодаря низкой себестоимости и относительно простой технологии «приготовления» вентиляторов на его основе. Действительно, эту конструкцию вряд ли можно назвать сложной: сам подшипник скольжения представляет собой примитивную бронзовую втулку, стальной вал ротора закрепляется в подшипнике с помощью пластикового стопорного кольца, дополнительно к этому втулка закупоривается двумя резиновыми прокладками (сальниками), нахлобученными на вал с каждого ее торца (сальники служат в качестве препятствия вытеканию смазки из зазора вал-подшипник).
На первый взгляд все выглядит вполне пристойно. Но если внимательно присмотреться к подшипнику скольжения, просто нельзя не заметить несколько серьезных недостатков, принижающих его в наших глазах.
Первый недостаток. Так как между внутренней поверхностью подшипника и валом имеется небольшой зазор, в процессе вращения вал крыльчатки «дребезжит» внутри подшипника (иными словами, наблюдаются биения вала). В результате он оказывает сильное абразивное действие на подшипник: в поперечном сечении отверстие подшипника приобретает форму эллипса вместо окружности (наблюдается так называемая эллипсность подшипника). В итоге вал начинает вращаться неустойчиво, весьма значительно повышается уровень шума (в спектре шума вентилятора появляются резкие импульсные всплески скрипы, стуки и т.п.), а также увеличивается потребление мощности от питающей сети, что сопровождается ощутимым нагревом вентилятора. В случае дисбаланса крыльчатки все это может привести к быстрому разрушению подшипника и выходу вентилятора из строя.
Второй недостаток. Смазка в зазоре вал-подшипник имеет вредную привычку вытекать (несмотря на сальники и прочие предосторожности) из этого самого зазора. Как результат, трущаяся пара вал-подшипник начинает взаимодействовать «насухо», падает скорость вращения крыльчатки и существенно возрастает уровень шума.
Третий недостаток. Для предотвращения эллипсности подшипника и увеличения срока службы вентилятора зазор вал-подшипник стараются сократить. Однако при недостаточной (или некачественной) смазке внутри подшипника старт двигателя затрудняется, что приводит к росту потребления тока и увеличению рассеиваемой мощности (в запущенных случаях к стопору крыльчатки и выходу вентилятора из строя). В конечном итоге, срок службы вентилятора никак не увеличивается, а наоборот, только сокращается.
Четвертый недостаток. Вентиляторы на подшипниках скольжения не способны надежно функционировать в условиях высокой температуры окружающей среды. Уже при температурах выше 50-60°C срок службы таких вентиляторов резко сокращается, и на практике не превышает 5 тыс. часов.
Все эти недостатки, сдобренные наплевательским отношением к качеству выпускаемых изделий со стороны некоторых «экономных» производителей, ставят под серьезное сомнение целесообразность применения вентиляторов на подшипниках скольжения в системах охлаждения компьютеров, где в первую очередь важна их надежность, а не солидные с виду технические характеристики. Такие вентиляторы, конечно, очень дешевы, чем обычно и привлекают незадачливых покупателей. Но, как известно, скупой платит дважды (а то и большее число раз). Ведь если речь заходит об отказе вентилятора процессорного кулера, то при определенном стечении обстоятельств пользователю придется приобретать не только новый вентилятор, но и новый процессор.
Теперь обратимся к «комбинированной» конструкции симбиозу подшипника скольжения и подшипника качения.
Нельзя сказать, что такой «комбо-драйв» решает все проблемы, тем не менее, положительные сдвиги тут все-таки есть.
Во-первых, подшипник скольжения в такой конструкции играет лишь вспомогательную роль (выступает в качестве своеобразного шунта). Основная нагрузка ложится здесь уже на плечи шарикового подшипника. И так как трение качения меньше трения скольжения, старт двигателя облегчается, рассеваемая вентилятором мощность уменьшается.
Во-вторых, комбинированная конструкция менее восприимчива к весовому дисбалансу крыльчатки. Биения вала в значительной мере гасятся подшипником качения, и вероятность возникновения эллипсности втулки или ее механического разрушения сведена к минимуму (конечно, это имеет место только при условии соблюдения строгих технических норм на производстве и тщательном контроле качества готовых изделий).
Наконец, в третьих, «комбинированные» вентиляторы могут более или менее нормально функционировать даже в сложных эксплуатационных условиях (при высоких температурах окружающей среды и повышенной влажности воздуха).
Однако по-прежнему остается нерешенной принципиальная проблема утечки масла из зазора между валом и втулкой, которая может обернуться падением оборотов крыльчатки и повышением уровня шума, производимого вентилятором. В последнее время эту неприятность пытаются замять путем использования вязких или даже консистентных смазок. Но в некоторых изделиях это только усугубляет ситуацию: смазка все равно вытесняется из зазора, или, что еще хуже, загустевает с образованием твердых микрочастиц. В самых запущенных случаях вал просто заклинивает, и вентилятор выходит из строя.
Итак, в плане сегодняшнего занятия осталось рассмотрение еще одной конфигурации вентилятора на двух подшипниках качения.
По правде говоря, такая конструкция тоже не является панацеей от всех бед, но как бы то ни было, вентиляторы на двух подшипниках качения можно смело зачислить в разряд предпочтительных и наиболее оптимальных решений для процессорных кулеров, блоков питания и компьютерных корпусов.
Главнейшее преимущество структуры из двух подшипников качения это высокая надежность и долговечность вентиляторов на их основе. Два шарикоподшипника гармонично дополняют друг друга, обеспечивают легкий старт двигателя и устойчивое вращение крыльчатки. Потребляемая мощность у таких вентиляторов, как правило, ниже, чем у изделий на комбинированном подшипнике или подшипнике скольжения, что существенно облегчает тепловой режим и повышает надежность их функционирования. Ко всему прочему, вентиляторы на двух подшипниках качения нетребовательны к смазке, проблема утечки масла уничтожена в них как класс.
Второе главное преимущество вентилятор на двух подшипниках качения представляет собой отлично сбалансированную конструкцию. Спиральная пружина, устанавливаемая на валу между первым подшипником и крыльчаткой, в значительной мере нейтрализует возможный дисбаланс ротора, а остаточные биения вала взаимно компенсируют два подшипника качения. Как результат, вентилятор стабильно функционирует практически в любом положении относительно вектора силы тяжести.
Наконец, третье главное преимущество вентиляторы на двух подшипниках качения способны надежно и долговременно функционировать в условиях очень высоких температур окружающей среды (вплоть до 70-90°C)
Пожалуй, единственный серьезный недостаток таких вентиляторов это их высокая стоимость. Но справедливости ради следует отметить, что в технологическом отношении высококачественные миниатюрные подшипники качения являются очень сложными и трудоемкими изделиями (стоимость одного высокоточного подшипника качения может достигать 3-5 долларов и даже выше, в то время как стоимость миниатюрного подшипника скольжения обычно не превышает 10 центов). Поэтому высокие цены, по которым предлагаются качественные вентиляторы явление вполне объективное и неизбежное. Тут уж ничего не поделаешь. Как ни крути, здоровье компьютерной системы дороже.
Что ж, давайте на этой оптимистичной ноте завершим наши разборки с электромеханическими нюансами вентиляторов, и, собравшись с силами, сделаем последний рывок на сегодня рассмотрим еще один важный технический нюанс, но уже аэродинамического плана.
Характеристическая кривая (расходная характеристика) вентилятора
На прошлом занятии мы уже рассмотрели одну из важнейших характеристик любого вентилятора его производительность (так называемый расход). Этот параметр обязательно указывается в технических документах на вентиляторы и позволяет объективно оценить их эффективность. Однако, оперируя этими значениями, многие пользователи зачастую забывают, что указанная производительность на деле имеет место только в предельно идеализированной ситуации, когда вентилятор работает, так сказать, на открытом воздухе, и на пути воздушного потока нет никаких препятствий. В реальных эксплуатационных условиях вентилятор обязательно устанавливается в какой-либо системе, будь то компьютерный корпус, блок питания, радиатор, воздуховод и т.п. Совершенно очевидно, что все перечисленные объекты в значительной мере препятствуют движению воздушного потока, формируемого вентилятором (говоря по-научному, гидравлическое сопротивление рабочей сети вентилятора отлично от нуля). Как результат, реальная производительность вентилятора в конкретных эксплуатационных условиях может быть намного ниже тех значений объемной скорости воздушного потока, что обычно указаны на упаковках вентиляторов, процессорных кулеров и т.п.
Помимо производительности, любой вентилятор обладает еще одним важным аэродинамическим параметром статическим давлением. Эта величина измеряется в дюймах (или миллиметрах) водяного столба и показывает разность между давлением воздушного потока, формируемого вентилятором и давлением в окружающей среде (атмосферным давлением).
Существует четкая (однозначная) взаимосвязь между производительностью вентилятора и статическим давлением его воздушного потока. Она экспериментально определяется в лабораторных условиях (в специализированной барокамере) и носит название «характеристическая кривая» (в инженерно-технической практике «расходная характеристика») вентилятора.
Две крайние точки этой кривой как раз и фигурируют в технических документах, публикуемых производителями. В качестве «статического давления» берется давление воздушного потока при его нулевой объемной скорости (нулевой производительности), т.е. когда вентилятор работает «вхолостую» (потока как такового нет вообще). Такой вариант развития событий наблюдается в том случае, если резистивное действие (гидравлическое сопротивление) тракта настолько велико, что вентилятор просто-напросто не может «протолкнуть» воздух в этот самый тракт. Надо отметить, что подобная ситуация в практике систем охлаждения компьютеров не встречается, но в других областях применения вентиляторов все-таки может иметь место.
Ну, а в качестве «производительности» берется объемная скорость потока при нулевом статическом давлении, т.е. когда вентилятор работает в полную силу и не испытывает никаких затруднений со стороны рабочего тракта (по сути этого тракта нет вообще). На практике такая ситуация принципиально неосуществима и может быть смоделирована только в специализированной барокамере, о которой говорилось выше.
Итак, на сегодня, пожалуй, уже достаточно. На нашем следующем занятии мы продолжим разговор о расходной характеристике вентиляторов и подробно разберем вопросы ее практического применения. Спасибо за внимание и до встречи!
Свести к минимуму нагрузку на систему охлаждения
Следует выявить и исключить все паразитные нагрузки на двигатель, которые увеличивают его теплоотдачу и нагрузку на систему охлаждения. Такие паразитные нагрузки обычно появляются из-за нерациональных конструкторских решений.
Например, гидромуфта привода вентилятора обычно имеет к.п.д. 75–85%. Это означает, что 15–25% подводимой к ней мощности превращается в тепло, от которого нагревается гидравлическое масло. Это тепло должно быть отведено через систему охлаждения самим вентилятором. Гидропривод вентилятора на максимально напряженном режиме работы обычно создает 5–7% общей тепловой энергии, которая отводится системой охлаждения. За счет этого на максимальном режиме работы мощность, необходимая для привода вентилятора, увеличивается на 16–22%, чтобы дополнительно отвести тепло, созданное самим приводом, плюс потери 15–25% за счет не 100%-ного к.п.д. В результате «набегает» лишней потребляемой мощности на привод вентилятора до 31–47% на максимальном режиме.
Сравним: ременный привод вентилятора обычно имеет к.п.д. 93–98% и не увеличивает нагрузку на систему охлаждения.
Принцип работы вентилятора радиатора и основные неисправности
Как известно, во время работы автомобильного двигателя происходит сгорание топлива. При этом образуется большое количество тепла в рамках преобразования тепловой энергии в механическую. При этом излишки тепла необходимо отводить от ДВС во внешнюю среду для предотвращения перегрева механизмов и деталей.
Сам двигатель не должен перегреваться выше оптимальных 80-90°C. Для этого задействуются специальные устройства, которые в комплексе образуют систему охлаждения. Системы охлаждения также разделяются на два типа: жидкостную и воздушную. В современных автомобилях эти два типа систем совмещены и являются гибридными.
Хотя основной принято считать жидкостную систему, отдельного внимания заслуживает и воздушное охлаждение, без которого при определенных условиях двигатель автомобиля неизбежно перегреется. Давайте рассмотрим систему воздушного охлаждения и ее неисправности более подробно.
Выбор диаметра вентилятора
Увеличивая диаметр крыльчатки вентилятора, можно увеличить площадь сечения воздушного потока, за счет чего можно уменьшить его скорость. Поскольку площадь круга изменяется пропорционально величине диаметра в квадрате, скорость воздушного потока изменяется пропорционально квадрату диаметра вентилятора.
Как установлено ранее, потребляемая вентилятором мощность изменяется пропорционально квадрату скорости воздушного потока. Таким образом, мощность, потребляемая вентилятором, изменяется обратно пропорционально изменению диаметра в четвертой степени:
где Е1– мощность, потребляемая существующим вентилятором; Е2 – мощность, потребляемая новым вентилятором; Ø1 – диаметр существующего вентилятора; Ø2 – диаметр нового вентилятора.
Из уравнения видно, что при увеличении диаметра вентилятора на 10% (и соответственно площади радиатора) потребляемая вентилятором мощность снижается на 32% при сохранении прежней величины воздушного потока. Поэтому выгодно использовать радиатор и вентилятор наибольшего размера, которые можно разместить в подкапотном пространстве машины.
Какой вентилятор охлаждения радиатора купить
Есть несколько правил выбора вентилятора охлаждения. Предварительно требуется выяснить причину неисправности старого вентилятора. На вторичном рынке запчастей можно купить отдельные элементы практически к любому варианту охлаждающего устройства. Примером может быть приобретение электромотора, крыльчатки, а также отдельного реле.
Такой вариант возможен при новом вентиляторе, который не изношен. При его износе требуется полноценная замена.
При замене необходимо:
Важно совпадение всех креплений и отсутствие доработок вентилятора для установки, так как в противоположном случае могут возникать ошибки и дефекты в работе.
Также вентилятор должен подходить по мощности и другим параметрам. Обязательно учитывают марку авто, модель и параметры двигателя.
Среди популярных брендов вентиляторов для воздушного охлаждения выделяют компании, которые поставляют на вторичный рынок запчасти с хорошим соотношением цены и качества. Каждый тип вентилятора имеет свои характеристики, а также параметры, которые потребуется учесть при выборе.
Системы с регулируемой величиной воздушного потока
Оптимальное решение. Системы охлаждения с регулируемой величиной воздушного потока позволяют обеспечивать высокую максимальную рабочую температуру без чрезмерных паразитных затрат мощности. Два наиболее распространенных способа регулировки величины воздушного потока – изменение частоты вращения или угла поворота лопастей вентилятора. Следует заметить, что уменьшение частоты вращения вентилятора выгодно не только с точки зрения экономии мощности, но и для снижения шума работы.
Вентиляторы охлаждения с поворачивающимися лопастями (изменяемым шагом) позволяют регулировать воздушный поток. Использование таких вентиляторов дает возможность разработчикам систем охлаждения обеспечить требования при экстремально высоких температурах окружающего воздуха и в то же время свести к минимуму потребление мощности на привод.
На рис. 5 представлена зависимость величины воздушного потока, проходящего через радиатор, от статического давления: при увеличении статического давления воздушный поток уменьшается. Чем больше воздуха будет проходить через радиатор, тем большее давление потребуется создать. На графике видно, как изменяется величина воздушного потока при изменении угла поворота лопастей (кривые сдвигаются на графике).
Испытания показали, что даже при относительно теплой погоде (+27 °С) использование вентилятора с поворачивающимися лопастями позволило снизить потребляемую мощность до 50%.
Вентилятор радиатора
Системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания разделились на две ветки в процессе своего развития: воздушное охлаждение и жидкостное охлаждение. Систему жидкостного охлаждения более корректно называть гибридной, так как вентилятор используется в обоих типах систем. Средой для рассевания избыточного тепла в процессе его отвода от разогретой силовой установки выступает воздух. Вентилятор охлаждения является устройством, которое обеспечивает стабильный и равномерный отвод тепла в окружающую среду.
Гибридная система охлаждения практически полностью вытеснила воздушную в конструкции серийных автомобилей, так что далее будем беседовать исключительно о ней. Еще стоит отметить, что функция вентилятора в той и другой системе аналогична. Вентилятор охлаждения позволяет принудительным образом реализовать эффективный обдув двигателя и радиатора гибридной жидкостной системы охлаждения.
Вентилятор служит для лучшего охлаждения мотора и жидкости в радиаторе. Такой эффект достигается благодаря обдуву ДВС и увеличению скорости потока и общей массы воздуха, который проходит через ячейки и ребра радиатора. Местом установки вентилятора в большинстве случаев становится пространство между радиатором и силовой установкой. Сам вентилятор радиатора заключен в специальный кожух.
Какой же привод лучше
Самыми перспективными уже не первый год считаются электрические вентиляторы. Дело в том, что современный автомобиль включает в себя целый ряд электрических устройств, самыми важными из которых являются датчики. Если датчики и блок управления работают правильно, блок, получающий и анализирующий электрические сигналы, может отрегулировать работы исполнительных элементов так, чтобы они работали с максимальной эффективностью и минимальным энергопотреблением в конкретный момент времени.
Если автомобиль оборудован тягово-сцепным устройством или же климат-контролем, в нем имеется два вентилятора. Каждый из них имеет реле включения. Разберемся же подробнее с тем, из чего состоит наиболее востребованный электрический вентилятор.
Предпочтительно использование вязкостной муфты только на внедорожниках. К примеру, в автомобилях УАЗ, приспособленных под форсирование водных преград, электроника бы вышла из строя после контакта с водой.
Как работают вентиляторы с электрическим приводом
Как вы уже поняли, вентилятор состоит из следующих блоков: система управления, электрический двигатель. Здесь датчики нужны в первую очередь для слежения за температурой. Электродвигатель подключен к блоку управления. Вот как выглядит эта схема:
Схема работы имеет такой вид: блок управления получает сигналы со всех датчиков, анализирует их, отдает команду на регулятор. В самых современных автомобилях реле заменено на отдельный управляющий блок. Диктуется такое решение тем, что более сложный управляющий элемент работает точнее и позволяет системе охлаждения работать с большей эффективностью. К тому же, он следит за углом расположения самого вентилятора, определяет момент отключения, регистрирует направления воздуха.