तरल शीतलन में पंखे की भूमिका
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वातावरण में मोटर के संचालन के दौरान उत्पन्न गर्मी के हस्तांतरण के लिए शीतलन प्रणाली के रेडिएटर को लगातार उड़ाने की आवश्यकता होती है। आने वाले उच्च गति वाले वायु प्रवाह की तीव्रता हमेशा इसके लिए पर्याप्त नहीं होती है। कम गति और पूर्ण विराम पर, विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया अतिरिक्त कूलिंग फैन चलन में आता है।
रेडिएटर में वायु इंजेक्शन का योजनाबद्ध आरेख
रेडिएटर के छत्ते की संरचना के माध्यम से वायु द्रव्यमान के पारित होने को दो तरह से सुनिश्चित करना संभव है - बाहर से प्राकृतिक प्रवाह की दिशा में हवा को मजबूर करना या अंदर से एक वैक्यूम बनाना। कोई बुनियादी अंतर नहीं है, खासकर अगर एयर शील्ड - डिफ्यूज़र की एक प्रणाली का उपयोग किया जाता है। वे पंखे के ब्लेड के आसपास बेकार अशांति के लिए न्यूनतम प्रवाह दर प्रदान करते हैं।
इस प्रकार, उड़ाने के आयोजन के लिए दो विशिष्ट विकल्प हैं। पहले मामले में, पंखा इंजन के डिब्बे में इंजन या रेडिएटर फ्रेम पर स्थित होता है और इंजन में एक दबाव प्रवाह बनाता है, बाहर से हवा लेता है और इसे रेडिएटर से गुजरता है। ब्लेड को निष्क्रिय चलने से रोकने के लिए, रेडिएटर और प्ररित करनेवाला के बीच की जगह को प्लास्टिक या धातु विसारक के साथ यथासंभव कसकर बंद कर दिया जाता है। इसका आकार अधिकतम छत्ते के क्षेत्र के उपयोग को भी बढ़ावा देता है, क्योंकि पंखे का व्यास आमतौर पर हीटसिंक के ज्यामितीय आयामों से बहुत छोटा होता है।
जब प्ररित करनेवाला सामने की तरफ स्थित होता है, तो पंखा ड्राइव केवल इलेक्ट्रिक मोटर से ही संभव है, क्योंकि रेडिएटर कोर इंजन के साथ यांत्रिक कनेक्शन को रोकता है। दोनों ही मामलों में, हीट सिंक का चुना हुआ आकार और आवश्यक शीतलन दक्षता छोटे व्यास वाले इम्पेलर्स वाले दोहरे पंखे के उपयोग को बाध्य कर सकती है। यह दृष्टिकोण आमतौर पर ऑपरेशन एल्गोरिदम की जटिलता के साथ होता है, प्रशंसकों को अलग से स्विच करने में सक्षम होते हैं, लोड और तापमान के आधार पर एयरफ्लो तीव्रता को समायोजित करते हैं।
प्रशंसक प्ररित करनेवाला में ही एक जटिल और वायुगतिकीय डिजाइन हो सकता है। इसकी कई आवश्यकताएं हैं:
- ब्लेड की संख्या, आकार, प्रोफाइल और पिच को हवा के बेकार पीसने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा लागत को शुरू किए बिना न्यूनतम नुकसान सुनिश्चित करना चाहिए;
- रोटेशन गति की एक निश्चित सीमा में, प्रवाह स्टाल को बाहर रखा गया है, अन्यथा दक्षता में गिरावट थर्मल शासन को प्रभावित करेगी;
- पंखा संतुलित होना चाहिए और यांत्रिक और वायुगतिकीय कंपन दोनों पैदा नहीं करना चाहिए जो बीयरिंग और आसन्न इंजन भागों, विशेष रूप से पतले रेडिएटर संरचनाओं को लोड कर सकते हैं;
- वाहनों द्वारा उत्पादित ध्वनिक पृष्ठभूमि को कम करने की सामान्य प्रवृत्ति के अनुरूप प्ररित करनेवाला का शोर भी कम हो जाता है।
अगर हम आधी सदी पहले आधुनिक कार प्रशंसकों की तुलना आदिम प्रोपेलर से करते हैं, तो हम ध्यान दे सकते हैं कि विज्ञान ने इस तरह के स्पष्ट विवरण के साथ काम किया है। इसे बाहरी रूप से भी देखा जा सकता है, और ऑपरेशन के दौरान, एक अच्छा प्रशंसक लगभग चुपचाप एक अप्रत्याशित रूप से शक्तिशाली वायु दाब बनाता है।
फैन ड्राइव प्रकार
तीव्र वायु प्रवाह बनाने के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में पंखे की ड्राइव शक्ति की आवश्यकता होती है। इसके लिए विभिन्न तरीकों से इंजन से ऊर्जा ली जा सकती है।
एक चरखी से निरंतर घूर्णन
शुरुआती सरल डिजाइनों में, प्रशंसक प्ररित करनेवाला को केवल पानी पंप ड्राइव बेल्ट चरखी पर रखा गया था। प्रदर्शन ब्लेड की परिधि के प्रभावशाली व्यास द्वारा प्रदान किया गया था, जो कि केवल धातु की प्लेटें थीं। शोर के लिए कोई आवश्यकता नहीं थी, पास के पुराने इंजन ने सभी ध्वनियों को दबा दिया।
रोटेशन की गति क्रैंकशाफ्ट के क्रांतियों के सीधे आनुपातिक थी। तापमान नियंत्रण का एक निश्चित तत्व मौजूद था, क्योंकि इंजन पर भार में वृद्धि के साथ, और इसलिए इसकी गति, पंखे ने भी रेडिएटर के माध्यम से अधिक तीव्रता से हवा चलाना शुरू कर दिया। डिफ्लेक्टर शायद ही कभी स्थापित किए गए थे, सब कुछ ओवरसाइज़्ड रेडिएटर्स और बड़ी मात्रा में ठंडा पानी द्वारा मुआवजा दिया गया था। हालांकि, ओवरहीटिंग की अवधारणा उस समय के ड्राइवरों के लिए अच्छी तरह से जानी जाती थी, जो सादगी और विचार की कमी के लिए भुगतान करने की कीमत थी।
चिपचिपा युग्मन
आदिम प्रणालियों के कई नुकसान थे:
- सीधी ड्राइव की कम गति के कारण कम गति पर खराब शीतलन;
- प्ररित करनेवाला के आकार में वृद्धि और निष्क्रिय होने पर वायु प्रवाह को बढ़ाने के लिए गियर अनुपात में बदलाव के साथ, मोटर बढ़ती गति के साथ सुपरकूल करना शुरू कर दिया, और प्रोपेलर के बेवकूफ रोटेशन के लिए ईंधन की खपत एक महत्वपूर्ण मूल्य तक पहुंच गई;
- जब इंजन गर्म हो रहा था, पंखे ने इंजन के डिब्बे को ठंडा करना जारी रखा, ठीक विपरीत कार्य किया।
यह स्पष्ट था कि इंजन दक्षता और शक्ति में और वृद्धि के लिए पंखे की गति नियंत्रण की आवश्यकता होगी। इस समस्या को कुछ हद तक कला में एक चिपचिपे युग्मन के रूप में ज्ञात तंत्र द्वारा हल किया गया था। लेकिन यहां इसे खास तरीके से व्यवस्थित किया जाना चाहिए।
फैन क्लच, अगर हम इसे सरल तरीके से कल्पना करते हैं और विभिन्न संस्करणों को ध्यान में रखे बिना, दो नोकदार डिस्क होते हैं, जिसके बीच एक तथाकथित गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ होता है, यानी सिलिकॉन तेल, जो चिपचिपाहट के आधार पर बदलता है इसकी परतों की सापेक्ष गति। एक चिपचिपा जेल के माध्यम से डिस्क के बीच एक गंभीर कनेक्शन तक जिसमें यह बदल जाएगा। यह केवल एक तापमान-संवेदनशील वाल्व रखने के लिए रहता है, जो इस तरल को इंजन के तापमान में वृद्धि के साथ अंतराल में आपूर्ति करेगा। एक बहुत ही सफल डिजाइन, दुर्भाग्य से, हमेशा विश्वसनीय और टिकाऊ नहीं होता है। लेकिन अक्सर इस्तेमाल किया जाता है।
रोटर क्रैंकशाफ्ट से घूमने वाली एक चरखी से जुड़ा था, और स्टेटर पर एक प्ररित करनेवाला लगाया गया था। उच्च तापमान और उच्च गति पर, पंखे ने अधिकतम प्रदर्शन किया, जिसकी आवश्यकता थी। बिना अतिरिक्त ऊर्जा निकाले जब वायु प्रवाह की आवश्यकता न हो।
चुंबकीय क्लच
युग्मन में रसायनों से पीड़ित नहीं होने के लिए जो हमेशा स्थिर और टिकाऊ नहीं होते हैं, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से अधिक समझने योग्य समाधान अक्सर उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक क्लच में घर्षण डिस्क होते हैं जो संपर्क में होते हैं और इलेक्ट्रोमैग्नेट को आपूर्ति की गई धारा की क्रिया के तहत रोटेशन को प्रसारित करते हैं। करंट एक कंट्रोल रिले से आया है जो एक तापमान सेंसर के माध्यम से बंद होता है, जो आमतौर पर एक रेडिएटर पर लगाया जाता है। जैसे ही अपर्याप्त वायु प्रवाह निर्धारित किया गया था, अर्थात्, रेडिएटर में तरल अधिक गरम हो गया, संपर्क बंद हो गया, क्लच ने काम किया, और प्ररित करनेवाला को उसी बेल्ट द्वारा फुफ्फुस के माध्यम से घुमाया गया। इस विधि का उपयोग अक्सर शक्तिशाली प्रशंसकों वाले भारी ट्रकों पर किया जाता है।
प्रत्यक्ष विद्युत ड्राइव
अक्सर, मोटर शाफ्ट पर सीधे एक प्ररित करनेवाला वाला पंखा यात्री कारों में उपयोग किया जाता है। इस मोटर की बिजली आपूर्ति उसी तरह प्रदान की जाती है जैसे वर्णित मामले में इलेक्ट्रिक क्लच के साथ, केवल पुली के साथ वी-बेल्ट ड्राइव की आवश्यकता नहीं होती है। जब आवश्यक हो, इलेक्ट्रिक मोटर सामान्य तापमान पर बंद करके एयरफ्लो बनाता है। इस पद्धति को कॉम्पैक्ट और शक्तिशाली इलेक्ट्रिक मोटर्स के आगमन के साथ लागू किया गया था।
ऐसी ड्राइव का एक सुविधाजनक गुण रुके हुए इंजन के साथ काम करने की क्षमता है। आधुनिक शीतलन प्रणाली भारी भरी हुई है, और यदि वायु प्रवाह अचानक बंद हो जाता है, और पंप काम नहीं करता है, तो अधिकतम तापमान वाले स्थानों में स्थानीय अति ताप संभव है। या ईंधन प्रणाली में गैसोलीन उबालना। समस्याओं से बचने के लिए पंखा रुकने के बाद कुछ देर तक चल सकता है।
समस्याएं, खराबी और मरम्मत
पंखे को चालू करना पहले से ही एक आपातकालीन मोड माना जा सकता है, क्योंकि यह पंखा नहीं है जो तापमान को नियंत्रित करता है, बल्कि थर्मोस्टैट है। इसलिए, मजबूर एयरफ्लो सिस्टम बहुत मज़बूती से बनाया गया है, और यह शायद ही कभी विफल होता है। लेकिन अगर पंखा चालू नहीं होता है और मोटर उबलती है, तो विफलता के लिए अतिसंवेदनशील भागों की जाँच की जानी चाहिए:
- एक बेल्ट ड्राइव में, बेल्ट को ढीला करना और फिसलना संभव है, साथ ही साथ इसका पूरा टूटना, यह सब नेत्रहीन निर्धारित करना आसान है;
- चिपचिपा युग्मन की जाँच करने की विधि इतनी सरल नहीं है, लेकिन अगर यह एक गर्म इंजन पर भारी फिसल जाती है, तो यह प्रतिस्थापन के लिए एक संकेत है;
- इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ड्राइव, क्लच और इलेक्ट्रिक मोटर दोनों, सेंसर को बंद करके या इंजेक्शन मोटर पर इंजन कंट्रोल सिस्टम के तापमान सेंसर से कनेक्टर को हटाकर चेक किया जाता है, पंखे को घूमना शुरू कर देना चाहिए।
एक दोषपूर्ण पंखा इंजन को नष्ट कर सकता है, क्योंकि ओवरहीटिंग एक बड़े ओवरहाल से भरा होता है। इसलिए, सर्दियों में भी ऐसे दोषों के साथ गाड़ी चलाना असंभव है। विफल पुर्जों को तुरंत बदला जाना चाहिए, और विश्वसनीय निर्माता के केवल पुर्जों का उपयोग किया जाना चाहिए। मुद्दे की कीमत इंजन है, अगर यह तापमान से संचालित होता है, तो मरम्मत में मदद नहीं हो सकती है। इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, एक सेंसर या एक इलेक्ट्रिक मोटर की लागत बस नगण्य है।
