액체 냉각에서 팬의 역할
모터 작동 중에 발생하는 열을 대기로 전달하려면 냉각 시스템의 라디에이터를 지속적으로 불어야 합니다. 다가오는 고속 기류의 강도가 항상 이것에 충분한 것은 아닙니다. 저속 및 완전 정지 시 특별히 설계된 추가 냉각 팬이 작동합니다.
라디에이터에 공기 주입의 개략도
두 가지 방법으로 라디에이터의 벌집 구조를 통한 기단의 통과를 보장하는 것이 가능합니다. 즉, 외부에서 자연 흐름의 방향을 따라 공기를 강제하거나 내부에서 진공을 생성하는 것입니다. 특히 공기 차폐 시스템인 디퓨저가 사용되는 경우 근본적인 차이는 없습니다. 팬 블레이드 주변의 불필요한 난기류에 대한 최소 유량을 제공합니다.
따라서 블로잉 구성에는 두 가지 일반적인 옵션이 있습니다. 첫 번째 경우 팬은 엔진실의 엔진 또는 라디에이터 프레임에 있으며 엔진에 압력 흐름을 생성하여 외부에서 공기를 가져와 라디에이터를 통과시킵니다. 블레이드가 유휴 상태로 작동하지 않도록 라디에이터와 임펠러 사이의 공간을 플라스틱 또는 금속 디퓨저로 최대한 단단히 닫습니다. 팬 직경이 일반적으로 히트싱크의 기하학적 치수보다 훨씬 작기 때문에 그 모양은 또한 최대 벌집 영역의 사용을 촉진합니다.
임펠러가 전면에 위치하면 라디에이터 코어가 엔진과의 기계적 연결을 방지하기 때문에 전기 모터에서만 팬 구동이 가능합니다. 두 경우 모두 선택한 방열판 모양과 필요한 냉각 효율로 인해 직경이 더 작은 임펠러가 있는 이중 팬을 사용해야 할 수 있습니다. 이 접근 방식은 일반적으로 작동 알고리즘의 복잡성을 동반하며 팬은 개별적으로 전환되어 부하 및 온도에 따라 기류 강도를 조정할 수 있습니다.
팬 임펠러 자체는 다소 복잡하고 공기 역학적 디자인을 가질 수 있습니다. 다음과 같은 요구 사항이 있습니다.
- 블레이드의 수, 모양, 프로파일 및 피치는 불필요한 공기 연삭에 대한 추가 에너지 비용을 도입하지 않고 최소 손실을 보장해야 합니다.
- 주어진 회전 속도 범위에서 흐름 실속이 제외됩니다. 그렇지 않으면 효율 저하가 열 영역에 영향을 미칩니다.
- 팬은 균형을 이루어야 하며 베어링과 인접 엔진 부품, 특히 얇은 라디에이터 구조에 부하를 줄 수 있는 기계적 및 공기역학적 진동을 생성하지 않아야 합니다.
- 임펠러의 소음 또한 차량에서 발생하는 음향 배경을 감소시키는 일반적인 추세에 따라 최소화됩니다.
현대 자동차 팬을 반세기 전의 원시 프로펠러와 비교하면 과학이 매우 명백한 세부 사항으로 작동했음을 알 수 있습니다. 이것은 외부에서도 볼 수 있으며 작동 중에 좋은 팬은 거의 소리 없이 예상외로 강력한 기압을 생성합니다.
팬 드라이브 유형
강렬한 공기 흐름을 생성하려면 상당한 양의 팬 구동 전력이 필요합니다. 이를 위한 에너지는 다양한 방식으로 엔진에서 얻을 수 있습니다.
풀리에서 연속 회전
초기의 가장 단순한 설계에서 팬 임펠러는 단순히 워터 펌프 구동 벨트 풀리에 놓였습니다. 단순히 구부러진 금속판인 블레이드 둘레의 인상적인 직경으로 인해 성능이 제공되었습니다. 소음에 대한 요구 사항은 없었고 근처의 오래된 엔진이 모든 소리를 마비시켰습니다.
회전 속도는 크랭크 샤프트의 회전에 정비례했습니다. 엔진의 부하와 속도가 증가함에 따라 팬이 라디에이터를 통해 공기를 더 집중적으로 구동하기 시작했기 때문에 온도 제어의 특정 요소가 존재했습니다. 디플렉터는 거의 설치되지 않았으며 모든 것이 대형 라디에이터와 많은 양의 냉각수로 보상되었습니다. 그러나 과열의 개념은 단순함과 생각 부족에 대한 대가로 당시 운전자들에게 잘 알려져 있었습니다.
점성 커플링
원시 시스템에는 다음과 같은 몇 가지 단점이 있습니다.
- 다이렉트 드라이브의 저속으로 인한 저속에서의 냉각 불량;
- 임펠러의 크기가 증가하고 유휴 상태에서 기류를 증가시키기 위해 기어비를 변경하면 모터가 속도가 증가함에 따라 과냉각되기 시작하고 프로펠러의 어리석은 회전에 대한 연료 소비가 상당한 값에 도달했습니다.
- 엔진이 워밍업되는 동안 팬은 계속해서 엔진룸을 완고하게 냉각시켜 정반대의 작업을 수행했습니다.
엔진 효율과 출력을 더 높이려면 팬 속도 제어가 필요하다는 것이 분명했습니다. 이 문제는 점성 커플링으로 당업계에 알려진 메커니즘에 의해 어느 정도 해결되었습니다. 그러나 여기서는 특별한 방식으로 배열되어야 합니다.
팬 클러치는 다양한 버전을 고려하지 않고 단순화 된 방식으로 상상하면 두 개의 노치 디스크로 구성되며 그 사이에는 소위 비 뉴턴 유체, 즉 실리콘 오일이 있으며 레이어의 상대적인 이동 속도. 그것이 변할 점성 젤을 통한 디스크 사이의 심각한 연결까지. 엔진 온도가 상승함에 따라이 액체를 틈새에 공급하는 온도 감지 밸브를 거기에 배치하는 것만 남아 있습니다. 불행히도 매우 성공적인 디자인은 항상 안정적이고 내구성이 있는 것은 아닙니다. 그러나 자주 사용됩니다.
크랭크 샤프트에서 회전하는 풀리에 로터를 부착하고 고정자에 임펠러를 장착했습니다. 고온 및 고속에서 팬은 필요한 최대 성능을 생성했습니다. 기류가 필요하지 않을 때 과도한 에너지를 제거하지 않고.
마그네틱 클러치
항상 안정적이고 내구성이 있는 것은 아닌 커플링의 화학 물질로 인해 어려움을 겪지 않기 위해 전기 공학 관점에서 보다 이해하기 쉬운 솔루션이 종종 사용됩니다. 전자기 클러치는 접촉하고 전자석에 공급되는 전류의 작용에 따라 회전을 전달하는 마찰 디스크로 구성됩니다. 전류는 일반적으로 라디에이터에 장착된 온도 센서를 통해 닫히는 제어 릴레이에서 나왔습니다. 불충분 한 공기 흐름, 즉 라디에이터의 액체가 과열되고 접점이 닫히고 클러치가 작동하고 임펠러가 풀리를 통해 동일한 벨트에 의해 회전하는 것과 같이 공기 흐름이 충분하지 않다고 결정되자마자. 이 방법은 종종 강력한 팬이 있는 대형 트럭에 사용됩니다.
직접 전기 구동
대부분의 경우 모터 샤프트에 직접 장착된 임펠러가 있는 팬이 승용차에 사용됩니다. 이 모터의 전원 공급 장치는 설명된 전기 클러치의 경우와 동일한 방식으로 제공되며 여기에서는 풀리가 있는 V-벨트 드라이브만 필요하지 않습니다. 필요한 경우 전기 모터가 공기 흐름을 생성하여 상온에서 꺼집니다. 이 방법은 작고 강력한 전기 모터의 출현으로 구현되었습니다.
이러한 드라이브의 편리한 품질은 엔진이 정지된 상태에서 작업할 수 있다는 것입니다. 최신 냉각 시스템은 과부하가 걸리며 기류가 갑자기 멈추고 펌프가 작동하지 않으면 최고 온도의 장소에서 국부 과열이 발생할 수 있습니다. 또는 연료 시스템에서 휘발유를 끓입니다. 팬은 문제를 방지하기 위해 정지 후 잠시 동안 작동할 수 있습니다.
문제, 오작동 및 수리
팬을 켜는 것은 온도를 조절하는 팬이 아니라 온도 조절 장치이기 때문에 이미 비상 모드로 간주될 수 있습니다. 따라서 강제 기류 시스템은 매우 안정적으로 이루어지며 거의 실패하지 않습니다. 그러나 팬이 켜지지 않고 모터가 끓으면 고장에 가장 취약한 부품을 확인해야 합니다.
- 벨트 드라이브에서는 벨트를 풀고 미끄러질 수 있으며 완전히 파손될 수 있습니다. 이 모든 것은 시각적으로 쉽게 결정할 수 있습니다.
- 점성 커플 링을 확인하는 방법은 그리 간단하지 않지만 뜨거운 엔진에서 심하게 미끄러지면 교체 신호입니다.
- 클러치와 전기 모터의 전자기 드라이브는 센서를 닫아 점검하거나 엔진 제어 시스템의 온도 센서에서 커넥터를 제거하여 분사 모터에서 팬이 회전하기 시작해야 합니다.
과열은 대대적인 점검을 수반하기 때문에 결함이 있는 팬은 엔진을 손상시킬 수 있습니다. 따라서 겨울철에도 이러한 결함으로 운전하는 것은 불가능합니다. 고장난 부품은 즉시 교체해야 하며 신뢰할 수 있는 제조업체의 예비 부품만 사용해야 합니다. 문제의 가격은 엔진이며 온도에 의해 구동되는 경우 수리가 도움이되지 않을 수 있습니다. 이러한 배경에서 센서나 전기 모터의 비용은 무시할 수 있습니다.
