บทบาทของพัดลมในการระบายความร้อนด้วยของเหลว

การถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของมอเตอร์สู่บรรยากาศจำเป็นต้องมีการเป่าหม้อน้ำของระบบทำความเย็นอย่างต่อเนื่อง ความเข้มของการไหลของอากาศความเร็วสูงที่จะมาถึงนั้นไม่เพียงพอสำหรับสิ่งนี้เสมอไป ที่ความเร็วต่ำและหยุดเต็มที่ พัดลมระบายความร้อนเพิ่มเติมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษจะเข้ามามีบทบาท

แผนผังของการฉีดอากาศเข้าไปในหม้อน้ำ

เป็นไปได้ที่จะตรวจสอบมวลอากาศผ่านโครงสร้างรังผึ้งของหม้อน้ำได้สองวิธี - เพื่อบังคับอากาศไปตามทิศทางของกระแสธรรมชาติจากภายนอกหรือเพื่อสร้างสุญญากาศจากภายใน ไม่มีความแตกต่างพื้นฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าใช้ระบบป้องกันอากาศ - ดิฟฟิวเซอร์ พวกเขาให้อัตราการไหลขั้นต่ำสำหรับความปั่นป่วนไร้ประโยชน์รอบใบพัดลม

ดังนั้น มีสองตัวเลือกทั่วไปสำหรับการจัดระเบียบการเป่า ในกรณีแรก พัดลมจะอยู่ที่เครื่องยนต์หรือโครงหม้อน้ำในห้องเครื่อง และสร้างกระแสแรงดันไปยังเครื่องยนต์ โดยรับอากาศจากภายนอกและส่งผ่านหม้อน้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้ใบพัดไม่ทำงาน ช่องว่างระหว่างหม้อน้ำและใบพัดจะถูกปิดให้แน่นที่สุดด้วยดิฟฟิวเซอร์พลาสติกหรือโลหะ รูปร่างของมันยังส่งเสริมการใช้พื้นที่รังผึ้งสูงสุด เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางพัดลมมักจะเล็กกว่ามิติทางเรขาคณิตของฮีทซิงค์มาก

เมื่อใบพัดตั้งอยู่ด้านหน้า พัดลมจะขับเคลื่อนได้จากมอเตอร์ไฟฟ้าเท่านั้น เนื่องจากแกนหม้อน้ำจะป้องกันการเชื่อมต่อทางกลกับเครื่องยนต์ ในทั้งสองกรณี รูปร่างที่เลือกของฮีตซิงก์และประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ต้องการอาจบังคับให้ใช้พัดลมคู่ที่มีใบพัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า วิธีการนี้มักจะมาพร้อมกับความซับซ้อนของอัลกอริธึมการทำงาน โดยสามารถเปลี่ยนพัดลมแยกกันได้ โดยปรับความเข้มของกระแสลมขึ้นอยู่กับโหลดและอุณหภูมิ

ใบพัดของพัดลมสามารถมีการออกแบบที่ค่อนข้างซับซ้อนและตามหลักอากาศพลศาสตร์ มีข้อกำหนดหลายประการ:

• จำนวน รูปร่าง โปรไฟล์ และระยะพิทช์ของใบมีดควรรับประกันการสูญเสียน้อยที่สุดโดยไม่ต้องเพิ่มค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเพิ่มเติมสำหรับการบดอากาศที่ไร้ประโยชน์
• ในช่วงความเร็วในการหมุนที่กำหนด ไม่รวมแผงกั้นการไหล มิฉะนั้น ประสิทธิภาพที่ลดลงจะส่งผลต่อระบบการระบายความร้อน
• พัดลมจะต้องสมดุลและไม่สร้างการสั่นสะเทือนทั้งทางกลและตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่สามารถโหลดแบริ่งและชิ้นส่วนเครื่องยนต์ที่อยู่ติดกันโดยเฉพาะโครงสร้างหม้อน้ำบาง
• เสียงรบกวนของใบพัดยังลดลงตามแนวโน้มทั่วไปในการลดพื้นหลังเสียงที่เกิดจากยานพาหนะ

หากเราเปรียบเทียบพัดลมรถยนต์สมัยใหม่กับใบพัดแบบดั้งเดิมเมื่อครึ่งศตวรรษก่อน เราสามารถสังเกตได้ว่าวิทยาศาสตร์ได้ทำงานร่วมกับรายละเอียดที่ค่อนข้างชัดเจนดังกล่าว สิ่งนี้สามารถเห็นได้แม้ภายนอก และระหว่างการทำงาน พัดลมที่ดีเกือบจะสร้างแรงดันอากาศที่ทรงพลังอย่างไม่คาดคิด

ประเภทไดรฟ์พัดลม

การสร้างกระแสลมที่รุนแรงต้องใช้กำลังขับของพัดลมจำนวนมาก พลังงานสำหรับสิ่งนี้สามารถนำออกจากเครื่องยนต์ได้หลายวิธี

การหมุนอย่างต่อเนื่องจากรอก

ในการออกแบบที่เรียบง่ายที่สุดในยุคแรกๆ ใบพัดของพัดลมถูกติดตั้งไว้บนลูกรอกสายพานขับเครื่องสูบน้ำ ประสิทธิภาพนั้นมาจากเส้นผ่านศูนย์กลางที่น่าประทับใจของเส้นรอบวงใบมีด ซึ่งเป็นเพียงแผ่นโลหะที่โค้งงอ ไม่มีข้อกำหนดเรื่องเสียง เครื่องยนต์เก่าที่อยู่ใกล้เคียงปิดเสียงทั้งหมด

ความเร็วในการหมุนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับรอบการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง มีองค์ประกอบบางอย่างของการควบคุมอุณหภูมิ เนื่องจากเมื่อภาระเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ ความเร็วพัดลมจึงเริ่มขับอากาศผ่านหม้อน้ำอย่างเข้มข้นมากขึ้น ไม่ค่อยติดตั้ง Deflectors ทุกอย่างได้รับการชดเชยโดยหม้อน้ำขนาดใหญ่และน้ำหล่อเย็นปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม แนวคิดเรื่องความร้อนสูงเกินไปนั้นเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่ผู้ขับรถในยุคนั้น เนื่องจากเป็นราคาที่ต้องจ่ายเพื่อความเรียบง่ายและขาดความคิด

ข้อต่อหนืด

ระบบดั้งเดิมมีข้อเสียหลายประการ:

• การระบายความร้อนไม่ดีที่ความเร็วต่ำเนื่องจากความเร็วต่ำของไดรฟ์ตรง
• ด้วยการเพิ่มขนาดของใบพัดและการเปลี่ยนแปลงของอัตราทดเกียร์เพื่อเพิ่มการไหลของอากาศที่ไม่ได้ใช้งาน มอเตอร์เริ่มเย็นมากด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น และการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงสำหรับการหมุนใบพัดที่โง่เขลาถึงค่าที่มีนัยสำคัญ
• ขณะที่เครื่องยนต์กำลังอุ่นเครื่อง พัดลมยังคงทำให้ห้องเครื่องเย็นลงอย่างต่อเนื่อง โดยทำหน้าที่ตรงกันข้าม

เป็นที่ชัดเจนว่าการเพิ่มประสิทธิภาพและกำลังของเครื่องยนต์ต่อไปจะต้องควบคุมความเร็วของพัดลม ปัญหาได้รับการแก้ไขในระดับหนึ่งโดยกลไกที่รู้จักกันในศิลปวิทยาการแขนงนี้ว่าเป็นคัปปลิ้งหนืด แต่ที่นี่ควรจัดในลักษณะพิเศษ

คลัตช์พัดลมถ้าเราจินตนาการในวิธีที่ง่ายและไม่คำนึงถึงรุ่นต่าง ๆ ประกอบด้วยดิสก์สองรอยซึ่งระหว่างนั้นเรียกว่าของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันนั่นคือน้ำมันซิลิโคนซึ่งจะเปลี่ยนความหนืดขึ้นอยู่กับ ความเร็วในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของชั้นของมัน ถึงการเชื่อมต่อที่รุนแรงระหว่างดิสก์ผ่านเจลหนืดซึ่งมันจะเปลี่ยนไป ยังคงเป็นเพียงการวางวาล์วที่ไวต่ออุณหภูมิซึ่งจะจ่ายของเหลวนี้เข้าไปในช่องว่างพร้อมกับอุณหภูมิเครื่องยนต์ที่เพิ่มขึ้น การออกแบบที่ประสบความสำเร็จอย่างมาก แต่น่าเสียดายที่ไม่น่าเชื่อถือและทนทานเสมอไป แต่ใช้บ่อย

โรเตอร์ติดอยู่กับรอกที่หมุนจากเพลาข้อเหวี่ยงและวางใบพัดไว้บนสเตเตอร์ ที่อุณหภูมิสูงและความเร็วสูง พัดลมให้ประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งจำเป็น โดยไม่ใช้พลังงานส่วนเกินเมื่อไม่ต้องการกระแสลม

คลัตช์แม่เหล็ก

เพื่อไม่ให้ต้องทนทุกข์ทรมานกับสารเคมีในข้อต่อที่ไม่เสถียรและทนทานเสมอไป มักจะใช้วิธีแก้ปัญหาที่เข้าใจได้ง่ายกว่าจากมุมมองทางวิศวกรรมไฟฟ้า คลัตช์แม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยแผ่นแรงเสียดทานที่สัมผัสและส่งการหมุนภายใต้การกระทำของกระแสที่จ่ายให้กับแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไฟฟ้ามาจากรีเลย์ควบคุมที่ปิดผ่านเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ซึ่งมักจะติดตั้งบนหม้อน้ำ ทันทีที่มีการกำหนดการไหลของอากาศไม่เพียงพอ นั่นคือ ของเหลวในหม้อน้ำร้อนเกินไป หน้าสัมผัสปิด คลัตช์ทำงาน และใบพัดถูกหมุนด้วยสายพานเดียวกันผ่านรอก วิธีนี้มักใช้กับรถบรรทุกหนักที่มีพัดลมทรงพลัง

ไดรฟ์ไฟฟ้าโดยตรง

รถยนต์นั่งส่วนบุคคลมักใช้พัดลมที่มีใบพัดซึ่งติดตั้งอยู่บนเพลามอเตอร์โดยตรง แหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์นี้มีให้ในลักษณะเดียวกับในกรณีที่อธิบายด้วยคลัตช์ไฟฟ้า ไม่จำเป็นต้องใช้สายพานร่องวีพร้อมรอกเท่านั้น เมื่อจำเป็น มอเตอร์ไฟฟ้าจะสร้างกระแสลมโดยปิดการทำงานที่อุณหภูมิปกติ วิธีการนี้ถูกนำมาใช้กับการถือกำเนิดของมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดกะทัดรัดและทรงพลัง

คุณภาพที่สะดวกของไดรฟ์ดังกล่าวคือความสามารถในการทำงานกับเครื่องยนต์ที่ดับลง ระบบทำความเย็นสมัยใหม่มีภาระหนักมาก และหากกระแสลมหยุดกะทันหัน และปั๊มไม่ทำงาน จะทำให้ความร้อนสูงเกินไปในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงสุด หรือน้ำมันเบนซินเดือดในระบบเชื้อเพลิง พัดลมอาจทำงานชั่วขณะหนึ่งหลังจากหยุดทำงานเพื่อป้องกันปัญหา

ปัญหาการทำงานผิดปกติและการซ่อมแซม

การเปิดพัดลมถือเป็นโหมดฉุกเฉินอยู่แล้ว เนื่องจากไม่ใช่พัดลมที่ควบคุมอุณหภูมิ แต่เป็นเทอร์โมสตัท ดังนั้นระบบไหลเวียนอากาศบังคับจึงสร้างมาได้อย่างน่าเชื่อถือและแทบจะไม่ล้มเหลวเลย แต่ถ้าพัดลมไม่เปิดและมอเตอร์เดือด ควรตรวจสอบชิ้นส่วนที่เสี่ยงต่อความล้มเหลวมากที่สุด:

• ในการขับเคลื่อนด้วยสายพาน สายพานอาจคลายและลื่น รวมถึงการแตกหักโดยสมบูรณ์ ทั้งหมดนี้ง่ายต่อการตรวจสอบด้วยสายตา
• วิธีการตรวจสอบคัปปลิ้งหนืดนั้นไม่ง่ายนัก แต่ถ้ามันลื่นหนักในเครื่องยนต์ที่ร้อน แสดงว่านี่เป็นสัญญาณให้เปลี่ยน
• ไดรฟ์แม่เหล็กไฟฟ้าทั้งคลัตช์และมอเตอร์ไฟฟ้าได้รับการตรวจสอบโดยการปิดเซ็นเซอร์หรือบนมอเตอร์หัวฉีดโดยถอดคอนเนคเตอร์ออกจากเซ็นเซอร์อุณหภูมิของระบบควบคุมเครื่องยนต์ พัดลมควรเริ่มหมุน

พัดลมที่ชำรุดสามารถทำลายเครื่องยนต์ได้ เนื่องจากความร้อนสูงเกินไปนั้นเต็มไปด้วยการยกเครื่องครั้งใหญ่ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะขับรถด้วยข้อบกพร่องดังกล่าวแม้ในฤดูหนาว ควรเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ชำรุดทันที และควรใช้เฉพาะชิ้นส่วนอะไหล่จากผู้ผลิตที่เชื่อถือได้เท่านั้น ราคาของปัญหาอยู่ที่เครื่องยนต์ หากถูกขับเคลื่อนด้วยอุณหภูมิ การซ่อมแซมอาจไม่ช่วยอะไร เมื่อเทียบกับพื้นหลังนี้ ค่าใช้จ่ายของเซ็นเซอร์หรือมอเตอร์ไฟฟ้านั้นน้อยมาก