תפקיד המאוורר בקירור נוזלי
תוכן
העברת החום הנוצר במהלך פעולת המנוע לאטמוספירה דורשת נשיפה מתמדת של הרדיאטור של מערכת הקירור. עוצמת זרימת האוויר המתקרבת במהירות גבוהה לא תמיד מספיקה לכך. במהירויות נמוכות ועצירות מלאות נכנס לפעולה מאוורר קירור נוסף שתוכנן במיוחד.
תרשים סכמטי של הזרקת אוויר לרדיאטור
ניתן להבטיח מעבר של מסות אוויר דרך מבנה חלת הדבש של הרדיאטור בשתי דרכים - לכפות אוויר בכיוון הזרימה הטבעית מבחוץ או ליצור ואקום מבפנים. אין הבדל מהותי, במיוחד אם משתמשים במערכת של מגני אוויר - מפזרים. הם מספקים קצב זרימה מינימלי למערבולת חסרת תועלת סביב להבי המאווררים.
לפיכך, ישנן שתי אפשרויות אופייניות לארגון ניפוח. במקרה הראשון, המאוורר ממוקם על מסגרת המנוע או הרדיאטור בתא המנוע ויוצר זרימת לחץ למנוע, לוקח אוויר מבחוץ ומעביר אותו דרך הרדיאטור. כדי למנוע מהלהבים לפעול ללא סרק, המרווח בין הרדיאטור לאימפלר נסגר בצורה הדוקה ככל האפשר באמצעות מפזר פלסטיק או מתכת. צורתו גם מקדמת את השימוש בשטח חלת דבש מרבי, שכן קוטר המאוורר בדרך כלל קטן בהרבה מהממדים הגיאומטריים של גוף הקירור.
כאשר האימפלר ממוקם בצד הקדמי, הנעת המאוורר אפשרית רק באמצעות מנוע חשמלי, שכן ליבת הרדיאטור מונעת חיבור מכני עם המנוע. בשני המקרים, הצורה הנבחרת של גוף הקירור ויעילות הקירור הנדרשת עשויות לאלץ שימוש במאוורר כפול עם אימפלרים בקוטר קטן יותר. גישה זו מלווה בדרך כלל בסיבוך של אלגוריתם הפעולה, ניתן להחליף את המאווררים בנפרד, תוך התאמת עוצמת זרימת האוויר בהתאם לעומס ולטמפרטורה.
אימפלר המאוורר עצמו יכול להיות בעל עיצוב מורכב ואווירודינמי למדי. יש לו מספר דרישות:
- המספר, הצורה, הפרופיל והגובה של הלהבים צריכים להבטיח הפסדים מינימליים מבלי להכניס עלויות אנרגיה נוספות לטחינת אוויר חסרת תועלת;
- בטווח נתון של מהירויות סיבוב, עצירת זרימה אינה נכללת, אחרת הירידה ביעילות תשפיע על המשטר התרמי;
- המאוורר חייב להיות מאוזן ולא ליצור רעידות מכניות ואווירודינמיות כאחד שיכולות להעמיס מיסבים וחלקי מנוע סמוכים, במיוחד מבני רדיאטור דקים;
- גם הרעש של האימפלר ממוזער בהתאם למגמה הכללית של הפחתת הרקע האקוסטי המיוצר על ידי כלי רכב.
אם נשווה אוהדי רכב מודרניים עם מדחפים פרימיטיביים לפני חצי מאה, אז נוכל לציין שהמדע עבד עם פרטים די ברורים כאלה. ניתן לראות זאת אפילו חיצונית, ובמהלך הפעולה, מאוורר טוב יוצר כמעט בשקט לחץ אוויר חזק באופן בלתי צפוי.
סוגי כונני מאווררים
יצירת זרימת אוויר אינטנסיבית דורשת כמות משמעותית של כוח הנעת מאוורר. אנרגיה לשם כך יכולה להילקח מהמנוע בדרכים שונות.
סיבוב מתמשך מגלגלת
בעיצובים הפשוטים המוקדמים ביותר, אימפלר המאוורר פשוט הונח על גלגלת רצועת הינע משאבת המים. הביצועים ניתנו על ידי הקוטר המרשים של היקף הלהבים, שהיו פשוט לוחות מתכת מכופפים. לא היו דרישות לרעש, המנוע הישן הסמוך עימם את כל הצלילים.
מהירות הסיבוב הייתה ביחס ישר לסיבובי גל הארכובה. אלמנט מסוים של בקרת טמפרטורה היה קיים, כי עם עלייה בעומס על המנוע, ומכאן מהירותו, המאוורר גם החל להזרים אוויר דרך הרדיאטור בצורה אינטנסיבית יותר. לעתים רחוקות הותקנו מסיטים, הכל פוצה על ידי רדיאטורים גדולים מדי ונפח גדול של מי קירור. עם זאת, המושג של התחממות יתר היה מוכר היטב לנהגים של אותה תקופה, בהיותו המחיר שיש לשלם עבור פשטות וחוסר מחשבה.
צימודים צמיגים
למערכות פרימיטיביות היו מספר חסרונות:
- קירור לקוי במהירויות נמוכות עקב המהירות הנמוכה של ההנעה הישירה;
- עם הגדלת גודל האימפלר ושינוי ביחס ההילוכים להגברת זרימת האוויר בסרק, המנוע החל להתקרר במהירות הולכת וגוברת, וצריכת הדלק לסיבוב המטופש של המדחף הגיעה לערך משמעותי;
- בזמן שהמנוע התחמם, המאוורר המשיך לקרר בעקשנות את תא המנוע, וביצע בדיוק את המשימה ההפוכה.
היה ברור שעלייה נוספת ביעילות המנוע והספק תדרוש בקרת מהירות המאוורר. הבעיה נפתרה במידה מסוימת על ידי מנגנון הידוע בתחום כצימוד צמיג. אבל כאן צריך לסדר את זה בצורה מיוחדת.
מצמד המאוורר, אם נדמיין אותו בצורה פשוטה ומבלי לקחת בחשבון גרסאות שונות, מורכב משני דיסקים מחורצים, שביניהם ישנו נוזל לא ניוטוני כביכול, כלומר שמן סיליקון, שמשנה את הצמיגות בהתאם מהירות התנועה היחסית של שכבותיו. עד חיבור רציני בין הדיסקים דרך ג'ל צמיג שאליו יהפוך. נותר רק למקם שם שסתום רגיש לטמפרטורה, שיספק את הנוזל הזה למרווח עם עלייה בטמפרטורת המנוע. עיצוב מוצלח מאוד, למרבה הצער, לא תמיד אמין ועמיד. אבל משמש לעתים קרובות.
הרוטור הוצמד לגלגלת המסתובבת מגל הארכובה, והוצב אימפלר על הסטטור. בטמפרטורות גבוהות ובמהירויות גבוהות, המאוורר הפיק ביצועים מקסימליים, שנדרשו. מבלי לקחת עודף אנרגיה כאשר אין צורך בזרימת אוויר.
מצמד מגנטי
כדי לא לסבול מכימיקלים בצימוד שאינם תמיד יציבים ועמידים, לרוב משתמשים בפתרון מובן יותר מבחינה הנדסית חשמל. המצמד האלקטרומגנטי מורכב מדיסקיות חיכוך שנמצאות במגע ומעבירות סיבוב בפעולת זרם המסופק לאלקטרומגנט. הזרם הגיע מממסר בקרה שנסגר באמצעות חיישן טמפרטורה, המותקן בדרך כלל על רדיאטור. ברגע שנקבעה זרימת אוויר לא מספקת, כלומר, הנוזל ברדיאטור התחמם יתר על המידה, המגעים נסגרו, המצמד פעל, והאימפלר הסתובב על ידי אותה חגורה דרך הגלגלות. השיטה משמשת לעתים קרובות על משאיות כבדות עם מאווררים חזקים.
הנעה חשמלית ישירה
לרוב, מאוורר עם אימפלר המותקן ישירות על פיר המנוע משמש במכוניות נוסעים. אספקת הכוח של מנוע זה מסופקת באותו אופן כמו במקרה המתואר עם מצמד חשמלי, רק הנע רצועת V עם גלגלות אינו נדרש כאן. בעת הצורך, המנוע החשמלי יוצר זרימת אוויר, נכבה בטמפרטורה רגילה. השיטה יושמה עם הופעת מנועים חשמליים קומפקטיים וחזקים.
איכות נוחה של כונן כזה היא היכולת לעבוד עם מנוע מופסק. מערכות קירור מודרניות עמוסות בכבדות, ואם זרימת האוויר נעצרת בפתאומיות, והמשאבה לא עובדת, אז התחממות יתר מקומית אפשרית במקומות עם טמפרטורה מקסימלית. או רותח בנזין במערכת הדלק. המאוורר עשוי לפעול למשך זמן מה לאחר הפסקה כדי למנוע בעיות.
בעיות, תקלות ותיקונים
הפעלת המאוורר כבר יכולה להיחשב כמצב חירום, שכן לא המאוורר הוא שמווסת את הטמפרטורה, אלא התרמוסטט. לכן, מערכת זרימת האוויר המאולצת עשויה בצורה אמינה מאוד, ולעתים רחוקות היא נכשלת. אבל אם המאוורר לא נדלק והמנוע רותח, יש לבדוק את החלקים הרגישים ביותר לכשל:
- בהנעת רצועה, החגורה עלולה להשתחרר ולהחליק, כמו גם השבירה המלאה שלה, כל זה קל לקבוע חזותית;
- השיטה לבדיקת הצימוד הצמיג היא לא כל כך פשוטה, אבל אם היא מחליקה בכבדות על מנוע חם, אז זה אות להחלפה;
- כוננים אלקטרומגנטיים, הן המצמד והן המנוע החשמלי, נבדקים על ידי סגירת החיישן, או על מנוע ההזרקה על ידי הוצאת המחבר מחיישן הטמפרטורה של מערכת בקרת המנוע, המאוורר אמור להתחיל להסתובב.
מאוורר פגום יכול להרוס את המנוע, כי התחממות יתר כרוכה בשיפוץ גדול. לכן אי אפשר לנהוג עם פגמים כאלה גם בחורף. יש להחליף חלקים שנכשלו מיד, ולהשתמש רק בחלקי חילוף מיצרן אמין. המחיר של הנושא הוא המנוע, אם הוא מונע על ידי טמפרטורה, ייתכן שהתיקונים לא יעזרו. על רקע זה, העלות של חיישן או מנוע חשמלי פשוט זניחה.
