Peran kipas dalam pendingin cair

Perpindahan panas yang dihasilkan selama pengoperasian motor ke atmosfer membutuhkan peniupan radiator yang konstan dari sistem pendingin. Intensitas aliran udara berkecepatan tinggi yang datang tidak selalu cukup untuk ini. Pada kecepatan rendah dan berhenti penuh, kipas pendingin tambahan yang dirancang khusus ikut berperan.

Diagram skema injeksi udara ke radiator

Dimungkinkan untuk memastikan aliran massa udara melalui struktur sarang lebah radiator dengan dua cara - untuk memaksa udara di sepanjang arah aliran alami dari luar atau untuk membuat ruang hampa dari dalam. Tidak ada perbedaan mendasar, terutama jika sistem pelindung udara - diffuser digunakan. Mereka memberikan laju aliran minimum untuk turbulensi yang tidak berguna di sekitar bilah kipas.

Jadi, ada dua opsi tipikal untuk mengatur blowing. Dalam kasus pertama, kipas terletak di mesin atau rangka radiator di kompartemen mesin dan menciptakan aliran tekanan ke mesin, mengambil udara dari luar dan melewatkannya melalui radiator. Untuk mencegah agar bilah tidak menganggur, ruang antara radiator dan impeller ditutup sekencang mungkin dengan diffuser plastik atau logam. Bentuknya juga mendorong penggunaan area sarang lebah yang maksimal, karena diameter kipas biasanya jauh lebih kecil daripada dimensi geometris heatsink.

Ketika baling-baling terletak di sisi depan, penggerak kipas hanya dimungkinkan dari motor listrik, karena inti radiator mencegah koneksi mekanis dengan mesin. Dalam kedua kasus, bentuk unit pendingin yang dipilih dan efisiensi pendinginan yang diperlukan dapat memaksa penggunaan kipas ganda dengan impeler berdiameter lebih kecil. Pendekatan ini biasanya disertai dengan komplikasi algoritma operasi, kipas dapat diaktifkan secara terpisah, menyesuaikan intensitas aliran udara tergantung pada beban dan suhu.

Impeller kipas sendiri dapat memiliki desain yang agak rumit dan aerodinamis. Ini memiliki sejumlah persyaratan:

• jumlah, bentuk, profil, dan pitch bilah harus memastikan kerugian minimal tanpa menimbulkan biaya energi tambahan untuk penggilingan udara yang tidak berguna;
• dalam kisaran kecepatan rotasi tertentu, aliran terhenti, jika tidak, penurunan efisiensi akan mempengaruhi rezim termal;
• kipas harus seimbang dan tidak menimbulkan getaran mekanis dan aerodinamis yang dapat memuat bantalan dan bagian mesin yang berdekatan, terutama struktur radiator yang tipis;
• kebisingan impeller juga diminimalkan sejalan dengan tren umum pengurangan latar belakang akustik yang dihasilkan oleh kendaraan.

Jika kita membandingkan kipas mobil modern dengan baling-baling primitif setengah abad yang lalu, maka kita dapat mencatat bahwa sains telah bekerja dengan detail yang cukup jelas. Ini dapat dilihat bahkan secara eksternal, dan selama operasi, kipas yang baik hampir tanpa suara menciptakan tekanan udara yang kuat secara tak terduga.

Jenis penggerak kipas

Menciptakan aliran udara yang intens membutuhkan sejumlah besar daya penggerak kipas. Energi untuk ini dapat diambil dari mesin dengan berbagai cara.

Rotasi terus menerus dari katrol

Dalam desain awal yang paling sederhana, impeller kipas hanya diletakkan di puli sabuk penggerak pompa air. Performa diberikan oleh diameter keliling bilah yang mengesankan, yang hanya berupa pelat logam bengkok. Tidak ada persyaratan untuk kebisingan, mesin tua di dekatnya meredam semua suara.

Kecepatan putaran berbanding lurus dengan putaran poros engkol. Elemen tertentu dari kontrol suhu hadir, karena dengan peningkatan beban pada mesin, dan karenanya kecepatannya, kipas juga mulai menggerakkan udara melalui radiator lebih intensif. Deflektor jarang dipasang, semuanya dikompensasi oleh radiator besar dan sejumlah besar air pendingin. Namun, konsep overheating sudah dikenal oleh para pengemudi saat itu, menjadi harga yang harus dibayar untuk kesederhanaan dan kurangnya pemikiran.

Kopling kental

Sistem primitif memiliki beberapa kelemahan:

• pendinginan yang buruk pada kecepatan rendah karena kecepatan drive langsung yang rendah;
• dengan peningkatan ukuran baling-baling dan perubahan rasio roda gigi untuk meningkatkan aliran udara saat idle, motor mulai menjadi sangat dingin dengan peningkatan kecepatan, dan konsumsi bahan bakar untuk putaran baling-baling yang bodoh mencapai nilai yang signifikan;
• saat mesin sedang memanas, kipas terus mendinginkan kompartemen mesin, melakukan tugas sebaliknya.

Jelas bahwa peningkatan lebih lanjut dalam efisiensi mesin dan tenaga akan memerlukan kontrol kecepatan kipas. Masalahnya diselesaikan sampai batas tertentu dengan mekanisme yang dikenal dalam bidang ini sebagai kopling kental. Tapi di sini harus diatur dengan cara khusus.

Kopling kipas, jika kita membayangkannya dengan cara yang disederhanakan dan tanpa memperhitungkan berbagai versi, terdiri dari dua cakram berlekuk, di antaranya ada yang disebut cairan non-Newtonian, yaitu minyak silikon, yang mengubah viskositas tergantung pada kecepatan gerakan relatif dari lapisannya. Hingga koneksi serius antara disk melalui gel kental yang akan diputar. Tetap hanya menempatkan katup peka suhu di sana, yang akan memasok cairan ini ke celah dengan peningkatan suhu mesin. Desain yang sangat sukses, sayangnya, tidak selalu dapat diandalkan dan tahan lama. Tapi sering digunakan.

Rotor melekat pada katrol yang berputar dari poros engkol, dan sebuah impeller diletakkan di stator. Pada suhu tinggi dan kecepatan tinggi, kipas menghasilkan kinerja maksimum, yang diperlukan. Tanpa menghilangkan kelebihan energi saat aliran udara tidak diperlukan.

Kopling magnetik

Agar tidak menderita dengan bahan kimia dalam kopling yang tidak selalu stabil dan tahan lama, solusi yang lebih mudah dipahami dari sudut pandang teknik listrik sering digunakan. Kopling elektromagnetik terdiri dari cakram gesekan yang bersentuhan dan mengirimkan rotasi di bawah aksi arus yang dipasok ke elektromagnet. Arus berasal dari relai kontrol yang ditutup melalui sensor suhu, biasanya dipasang pada radiator. Segera setelah aliran udara yang tidak mencukupi ditentukan, yaitu, cairan dalam radiator menjadi terlalu panas, kontak tertutup, kopling bekerja, dan baling-baling diputar oleh sabuk yang sama melalui katrol. Metode ini sering digunakan pada truk berat dengan kipas yang kuat.

penggerak listrik langsung

Paling sering, kipas dengan impeler yang dipasang langsung pada poros motor digunakan di mobil penumpang. Catu daya motor ini disediakan dengan cara yang sama seperti dalam kasus yang dijelaskan dengan kopling listrik, hanya penggerak sabuk-V dengan katrol tidak diperlukan di sini. Bila perlu, motor listrik menciptakan aliran udara, mati pada suhu normal. Metode ini diterapkan dengan munculnya motor listrik yang kompak dan bertenaga.

Kualitas yang nyaman dari drive semacam itu adalah kemampuan untuk bekerja dengan mesin berhenti. Sistem pendingin modern memuat banyak, dan jika aliran udara berhenti tiba-tiba, dan pompa tidak bekerja, maka panas berlebih lokal mungkin terjadi di tempat-tempat dengan suhu maksimum. Atau bensin mendidih dalam sistem bahan bakar. Kipas dapat berjalan beberapa saat setelah berhenti untuk mencegah masalah.

Masalah, malfungsi, dan perbaikan

Menyalakan kipas sudah dapat dianggap sebagai mode darurat, karena bukan kipas yang mengatur suhu, tetapi termostat. Oleh karena itu, sistem aliran udara paksa dibuat dengan sangat andal, dan jarang gagal. Tetapi jika kipas tidak menyala dan motor mendidih, maka bagian yang paling rentan terhadap kegagalan harus diperiksa:

• dalam penggerak sabuk, dimungkinkan untuk melonggarkan dan menyelipkan sabuk, serta kerusakan totalnya, semua ini mudah ditentukan secara visual;
• metode untuk memeriksa kopling kental tidak begitu sederhana, tetapi jika sangat tergelincir pada mesin panas, maka ini adalah sinyal untuk penggantian;
• drive elektromagnetik, baik kopling dan motor listrik, diperiksa dengan menutup sensor, atau pada motor injeksi dengan melepas konektor dari sensor suhu sistem kontrol mesin, kipas harus mulai berputar.

Kipas yang rusak dapat merusak mesin, karena panas berlebih penuh dengan perombakan besar-besaran. Karena itu, tidak mungkin mengemudi dengan cacat seperti itu bahkan di musim dingin. Suku cadang yang rusak harus segera diganti, dan hanya suku cadang dari produsen terpercaya yang boleh digunakan. Harga masalahnya adalah mesin, jika didorong oleh suhu, maka perbaikan mungkin tidak membantu. Dengan latar belakang ini, biaya sensor atau motor listrik dapat diabaikan.