Вентилятор системы охлаждения двигателя

В процессе работы двигатель выделяет большое количество тепла, которое необходимо отводить, чтобы агрегат не вышел из строя. Для этого в автомобиле предусмотрена система охлаждения двигателя.

Охлаждающая жидкость циркулирует по небольшим тонким трубкам радиатора. В случаях, когда автомобиль стоит в пробке или движется с маленькой скоростью долгое время, температура жидкости поднимается, и радиатор не может предотвратить перегрев самостоятельно. В этот момент в работу включается вентилятор, который охлаждает нагревшуюся жидкость в радиаторе.

Устройство вентилятора достаточно простое, он объединяет четыре элемента:

• крыльчатка с четырьмя и более лопастями;
• привод вентилятора;
• кожух;
• блок управления вентилятором.

Вентилятор находится в центре кожуха, который формирует поток воздуха от вентилятора и препятствует его рассеиванию. Размеры лопастей вентилятора и их количество зависят от модели автомобиля. Конструкция вентилятора монтируется на радиатор.

Руководство по раскрытию потенциала и тонкой настройке воздушного охлаждения персональных компьютеров

К сожалению простого и универсального рецепта, куда и как прикрутить вентиляторы не существует, аэродинамические процессы внутри корпуса проходят довольно сложные, к тому же сильно отличаются в зависимости от конфигурации и так просто на коленке их не рассчитать. Информация ниже может оказаться полезной не только для оптимизации охлаждения в готовом компьютере, но и при выборе нового корпуса.

п.1 Начну пожалуй со сравнения двух основных схем продува — с преобладанием выдувающих вентиляторов и нагнетающих. Существенных отличий между ними нет, обе способны обеспечить уверенную прокачку воздуха через корпус. Однако схема на выдувающих вентиляторах (так называемое отрицательное давление) сделает это чуточку эффективней, за счет более ламинарного (спокойного) движения воздушных масс. Нагнетающие в свою очередь создают завихрения, которые тормозят и перемешивают воздушный поток и негативно сказываются на производительности. С другой стороны, эти завихрения эффективнее снимают тепло с пассивных радиаторов и прочих греющихся элементов, не располагающих собственными вентиляторами. Таким образом улучшается охлаждение чипсета, оперативной памяти, NVMe накопителей.

п.2 Отбросив нюансы, отрицательное давление на мой взгляд предпочтительней, но это не повод отказываться от нагнетающих вентиляторов. Работая на оборотах ниже выдувных процентов на 20, они практически не будут добавлять шум, при этом заметно помогут им протягивать воздух через корпус, подталкивая его сзади. Или говоря научным языком — уменьшат аэродинамическое сопротивление системы «корпус».

п.3 Вопреки распространенному представлению, в корпусе нет четко выраженных потоков воздуха, работа любых вентиляторов внутри, прежде всего приводит к образованию областей низкого и высокого давления. Движение воздуха обусловлено его стремлением заполнить области с низким давлением (равно как покинуть области с высоким) и происходит это по пути наименьшего сопротивления. Сопротивление в свою очередь определяется влиянием соседних областей высокого и низкого давления, а также расстоянием до вентиляционных отверстий и их площадью. Рассмотрим эти процессы подробнее на примере стандартной двухвентиляторной видеокарты:

реклама

Как можно заметить, наряду со свежим воздухом снаружи корпуса, разряжение под видеокартой будет охотно заполняться её собственным подогретым выхлопом. В отсутствии других вентиляторов, помешать этому может лишь небольшая сила конвекции, тянущая теплый воздух вверх. Улучшить ситуацию призваны корпусные вентиляторы — либо нагнетающий со стороны передней панели, который будет уменьшать сопротивление тяги по этому направлению, либо выдувающий сверху, не давая отработанному воздуху затягиваться обратно:

При этом возникает другая проблема — излишняя перфорация корпуса вызывает паразитную тягу (на рисунке выделено розовым цветом), мешающую вентиляторам выполнять полезную работу, снижая их КПД. Её можно уменьшить, если соблюсти баланс притока и вытяжки (что не в каждом корпусе легко осуществимо), либо устранить, тщательно герметизируя все лишние отверстия.

реклама

п.4 Отдельное внимание следует уделить влиянию близрасположенных вентиляторов друг на друга, ведь это влияние может зачастую оказывать негативный эффект на их производительность. В качестве утрированного примера можно представить два одинаковых вентилятора, которые сложили бутербродом, направив в разные стороны. Они будут крутиться и шуметь, но при этом выполнять нулевую работу по перемещению воздуха. Естественно таких ситуаций в реальных сценариях использования не встречается, однако частичное проявление довольно распространено. Ниже приведен такой пример:

Аналогичные явления можно наблюдать и при вдуве, если один вентилятор установлен на передней панели, а другой на дне. А также с блоком питания, расположенным вентилятором вверх и видеокартой в нижних слотах, с неминуемым ростом температуры обоих компонентов. При перпендикулярной ориентации вентиляторов потери не столь критичны, но нужно учитывать, что во-первых, результирующая производительность будет ниже объема воздуха, который оба могут прокачать по отдельности. Во-вторых, желательно настраивать их на равную производительность, иначе более слабый вентилятор рискует оказаться в роли вентиляционного отверстия для другого, пропуская воздух в обратную сторону, что сводит смысл его применения на нет.

п.5 Основная задача к которой сводится организация вентиляции корпуса — обеспечить системы охлаждения каждого узла компьютера холодным воздухом в объеме равном их расходу (это сколько видеокарта и процессор прокачивают через себя). Хотя зачастую имеет смысл пойти на компромисс и позволить кулеру процессора частично использовать отработанный видеокартой воздух. Дальнейшее наращивание мощности вытяжки не дает почти никакой пользы. Чтобы добиться при этом минимального шума, важно соблюсти два условия — привести шум каждого вентилятора примерно к одному уровню и обеспечить им максимально возможный КПД. И все это полагаясь исключительно на силу своего воображения, моделируя в голове перемещение воздушных масс под воздействием перечисленных в статье факторов. Не самая простая задачка, но надеюсь многим читателям она покажется увлекательной.

реклама

п.6 Дополнения и примечания:

1) Чем большее сопротивление оказывает корпус, тем важнее роль герметизации паразитной перфорации и выходит на передний план такая характеристика вентиляторов (независимо от их ориентации), как создаваемое давление. Факторы увеличивающие сопротивление — глухие передняя панель и дно, массив корзин под жесткие диски в передней части, нагромождение кабелей. Трение воздуха о стенки корпуса тоже создает сопротивление, поэтому в широких корпусах воздуху двигаться немного легче.

2) При преобладании выдувающих вентиляторов, герметизировать в первую очередь нужно вредную перфорацию на крыше и задней стенке. При нагнетающих ровно наоборот.

3) Видеокарты нереференсного дизайна с традиционными вентиляторами формируют вертикальное движение воздуха, поэтому если увлекаться нагнетающими вентиляторами в верхней половине корпуса, они могут вступить в конфликт с СО видеокарты.

4) Чем слабее СО видеокарты, тем больший процент тепла будет рассеиваться пассивным образом с обратной стороны печатной платы. И тут могут подсобить завихрения от нагнетающих вентиляторов, но с учетом предыдущего пункта, работает это только с референсными турбинами.

5) Тягу через панель выводов материнской платы, при отрицательном давлении полностью не устранить, однако у современных плат в том месте установлен кожух, который направляет воздух через радиатор VRM, помогая его охлаждению.

6) Корпуса с единственным вытяжным вентилятором на задней стенке — не приговор для горячих систем, поскольку его КПД можно легко поднять почти до 100%. В противоположность этому, корпуса с верхним расположением БП — настоящее зло. Если поставить туда современный блок, который охлаждается низкоскоростным вентилятором, то в зависимости от оборотов заднего, тяга воздуха через БП рискует приблизиться к нулю, что может привести к разным неприятным последствиям.

Особенности конструкции системы охлаждения

Мне нравится.

Но это мелочи для человека, который более-менее разбирается в электрике. На маневренность и скорость это не влияет.

В конструкции используется двухконтактный датчик, который в зависимости от температуры питает электродвигатель напрямую либо через сопротивления; комбинацией параллельного и последовательного включения.

Тройник ставить так, чтобы контакты датчика стояли под 90 градусов, а не как у меня на фото я чуть упустил данный момент, корпус печки немного не садится как надо. Попилен женой болгарина и завальцован молотком с обработкой напильником.

В современном мире всё чаще стали использовать вместо реле включения вентилятора блок управления вентилятором. Они оба должны идти на нормально разомкнутые выводы электромагнитного реле. Данный варинт довольно сложный для человека, который не сильно разбирается в электрике автомобиля.

Что касается последней, то тут постоянный привод осуществляется коленным валом. Не стоит использовать этот вариант, если ванная находится вблизи жилых комнат, так как ночное вентилирование может создавать довольно громкий шум. Свет в помещении и вентилятор работают параллельно, т.

Надо сказать, что таких датчиков на одном автомобиле может быть несколько. Он должен быть основан на том, какие условия присутствуют в вашей ванной комнате.

Он подошел по резьбе но у него другая фишка. Конечно, тут возможно врет приборная панель и по Бортовому Компьютеру показания совсем другие. Рассмотрим не только принцип работы, но и вариант подключения с возможностью принудительного включения вентилятора системы охлаждения ВСО. Схема подключения реле проста — нужно параллельно датчику подсоединить два провода.
2-х скоростное включение вентиляторов

Функциональная схема приточной вентиляции с электрическим калорифером

И сразу же приведу пример типичной функциональной схемы приточки с электрокалорифером.

1. TE1 — Датчик температуры наружного воздуха
2. Y1 — Электропривод воздушной заслонки
3. PDS1 — Реле перепада давления на фильтре
4. TS1 — Термостат защиты калорифера от перегрева
5. HE1 — Электрический калорифер
6. PDS2 — Реле перепада давления на вентиляторе
7. UZ — Частотный преобразователь приточного вентилятора
8. TE2 — Датчик температуры приточного воздуха

Если сравнить данную схему со схемой из предыдущей статьи, то можно заметить много общего между ними, те же заслонка, фильтр, вентилятор, прессостаты. Основное отличие заключается в отсутствии системы циркуляции. Но есть и ряд других нюансов.

В частности, в отличии от установки с водяным калорифером, где датчик температуры наружного воздуха играет важную роль, здесь он даже не всегда применяется. Но все же желательно его использовать, так как благодаря ему производится корректирующее управление уставкой температуры при изменении наружной температуры воздуха, так называемая компенсация уставки. Такое управление позволяет компенсировать потери в воздуховодах, а при регулировании температуры в помещении – повысить уровень комфорта.

Также имеются различия в защите калориферов. В отличии от водяного калорифера, где основные проблемы связаны с опасностью разморозки, в электрических основная угроза выхода из строя заключается в перегреве, вызванного отсутствием потока воздуха.

Во избежании этого, должны устанавливаться датчик потока воздуха и датчик перегрева калорифера, который представляет собой встроенный термоконтакт. Помимо этого, устанавливаются термостаты. Один термостат защиты от перегрева с самовозвратом, другой термостат защиты от возгорания с ручным сбросом. Хотя, как мы видим на схеме, это не всегда так, бывает, что обходятся одним термостатом.

Термостат защиты от перегрева срабатывает, когда температура воздуха за электрокалорифером превышает определенную температуру (60-90°C), после снижения температуры до рабочей, калорифер снова включится. При срабатывании аварийного термостата защиты от возгорания (90-110°C), система отключается и повторно ее включить можно только вручную, после устранения неисправности.

Термостаты могут быть как нормально-замкнутые, так и нормально-разомкнутые, но чаще всего при защите электрокалорифера применяются именно с нормально-замкнутыми контактами.

Демонтаж, обслуживание и ремонт вентилятора охлаждения своими руками

Достойный уровень охлаждения радиатора и двигателя машины достигается только в том случае, когда вентилятор периодически проверяют на наличие разных мелких поломок и загрязнений. Совсем несложно регулярно выполнять такую проверку и при помощи щетки очищать устройство от грязи и пыли.

Принцип демонтажа вентилятора прост: от АКБ откидывают провод массы; отключают все без исключения провода, которые подходят к рассматриваемому узлу; откручивают болты крепления устройства. Теперь можно слегка сдвинуть кожух вентилятора и посмотреть на его состояние. Подобный осмотр позволяет выявить немало поломок и выполнить:

• Зачистку и замену проводов: их некачественный контакт зачастую и является причиной неадекватной работы вентилятора.
• Ремонт щеток (а точнее их замену): данный элемент системы чаще других выходит из строя, так как щетки очень быстро изнашиваются, собирая всю грязь с дороги.
• Устранение замыкания либо обрыва обмоток ротора: иногда они находятся в рабочем состоянии, но плохо функционируют из-за скопившихся на них загрязнений. Решить данную проблему и вовсе не сложно – достаточно смочить в растворители ветошь и скрупулезно очистить обмотки (при необходимости допускается использовать и специальные щетки для чистки).

Иногда требуется менять электрический мотор (например, когда вентилятор не запускается при хорошо прогретом двигателе). Ремонт этой важной части устройства охлаждения, к сожалению, не выполняется.

В «Борее-К» существенно изменено программирование и подключение внешних датчиков. В частности он может работать в следующих конфигурациях:

1. Со штатным датчиком температуры, это был единственный вариант для более ранних моделей «Борея».

2. С автономным датчиком температуры, для более ранних моделей «Борея» для этого надо было установить на плате перемычку и только в модели«Борей-КВ1».

3. Каскадная, ведомый блок повторяет все действия ведущего.

Ниже приведены соответствующие схемы подключения.

«Борей-К» поставляется по умолчанию запрограммированным под схему (первую) со штатным датчиком температуры первого типа, это самый массовый вариант использования «Борея». Пользователю при этой схеме подключения не нужно будет подробно разбираться с программированием «Борея», достаточно просто правильно подключить блок параллельно штатной системе, настроится он автоматически. Либо, в отсутствии штатной системы, надо поднести магнит (нажать магнитную кнопку) в момент достижения нужной температуры, которую «Борей» и запомнит.

Схемы подключения и выбор регулятора скорости вращения вентилятора: обзор лучших моделей и их стоимость

Вентилятор очень часто используется во многих бытовых приборах. Чтобы этот аппарат прослужил долго, применяется регулятор скорости вращения вентилятора. Он помогает установить нужную скорость вращения лопастей. Этот прием снижает шум прибора и продлевает срок его службы.

Что из себя представляют регуляторы скорости вращения вентилятора?

Регулятор скорости (его еще называют контроллер) помогает снизить обороты, когда это необходимо, либо увеличить их. По существу, он изменяет напряжение, подающееся на устройство. Этот небольшого размера прибор подсоединяется к оборудованию по специальной схеме.

Зачем нужен?

Если вентилятор постоянно работает на максимальной мощности, это уменьшает срок его службы. Прибор быстро изнашивается и ломается.

Функции регулятора скорости вращения:

• уменьшение износа механизмов,
• снижение шума,
• экономия электроэнергии.

Как работает: принцип действия и устройство

Принцип работы регулятора скорости состоит в том, чтобы изменять напряжение и частоту оборотов двигателя. Это влияет на воздухообмен и изменяет мощность воздушного потока.

Для управления скоростью могут использоваться разные методы:

1. Изменение напряжения, подающегося на обмотку.
2. Изменение частоты тока.

Второй метод почти не используется, так как частотные приводы очень дорого стоят, во много раз больше самого вентилятора, и не всегда целесообразно их приобретать. В основном, практикуется первый способ.

Виды регуляторов оборотов

По принципу регулирования скорости различают несколько видов регуляторов:

Симисторный регулятор наиболее распространенный, он может охватывать даже не один, а несколько двигателей. Главное, чтобы величина тока не превышала предельную величину.

Частотные модели могут быть использованы в любых пределах от 0 до 480 В, их применяют для трехфазных двигателей вентиляторов мощностью до 75 кВт.

Трансформаторные регуляторы применяются для более мощных вентиляторов. Они однофазные или трехфазные, позволяют плавно снижать скорость оборотов, могут регулировать несколько вентиляторов.

Схемы подключения регуляторов оборотов вентилятора

Рассмотрим схемы подключения различных регуляторов.

Самым распространенным прибором является симисторный или тиристорный контроллер. Его можно подключить самостоятельно, используя схему. Каждый из тиристоров уменьшает напряжение. Регулировка производится при помощи блока управления. Мощность прибора ограничена, большого напряжения он не выдерживает.

Важные моменты:

• Двигатель вентилятора должен иметь защиту от перегрева.
• Нельзя использовать в качестве регуляторов диммеры от осветительных приборов.

Трансформаторный регулятор имеет следующий принцип работы:

На входе — питающее напряжение 220 В. Обмотка имеет несколько ответвлений, к которым подключается нагрузка, и тогда напряжение уменьшается. При понижении напряжения снижается и потребление электроэнергии. С помощью переключателя мотор подключается к нужной части обмотки и тогда напряжение меняется.

Трансформатор с электронным управлением работает по другой схеме. Он имеет транзисторную схему, и, модулируя импульсы, может менять напряжение плавно. Чем короче импульсы и длиннее паузы между ними, тем меньше напряжение.

Ступенчатый трансформаторный регулятор

В работе этого прибора используется трансформатор. Это обычный трансформатор, только у него одна обмотка и от части витков есть отводы.

Управление регулятора осуществляется путем ступенчатого изменения напряжения. На низких скоростях уровень шума понижен.

Обычно используется пять ступеней напряжения, то есть вентилятор будет иметь пять скоростей вращения. Такой регулятор можно использовать и для реверсивных вентиляторов, и для нескольких аппаратов одновременно. Максимальная мощность вентилятора должна быть не более 80 Вт.

Автотрансформатор с электронным управлением

Эти модели относятся к разряду наиболее надежных и мощных. По цене это наиболее дорогой прибор. Он имеет небольшие габариты и вес.

Работает такой регулятор по принципу широтно-импульсной модуляции. Изменения импульсов и пауз между ними дает изменение напряжения и, соответственно, скорости вращения вентилятора.

Прибор имеет пониженный уровень шума, скорость оборотов может понижаться или повышаться ступенчато, в соответствии с понижением или повышением напряжения.

Тиристорные и симисторные контроллеры

Это самые распространенные приборы для регулировки вращения вентиляторов. Они используются для однофазных вентиляторов переменного тока. Тиристорный контроллер изменяет скорость вращения в большую или меньшую сторону в зависимости от изменения напряжения. Может быть установлен в приборах, где есть защита от перегрева.

Симисторный регулятор — это разновидность тиристорного. В нем используется симистор, который равен двум параллельно включенным тиристорам. Приборы могут применяться как для переменного, так и для постоянного тока. Скорость регулирования — от минимально необходимого напряжения до 220 В.

Они имеют небольшой размер и плавно переключают скорость, имеют простую конструкцию. К недостаткам можно отнести повышенный шум и небольшой срок службы.