Муфта вентилятора охлаждения двигателя: принцип работы и применение.

Введение

Муфта вентилятора – это термостатическая муфта вентилятора системы охлаждения двигателя, которая позволяет вентилятору свободно вращаться при низких температурах, когда охлаждение не требуется, что способствует более быстрому прогреву двигателя и снижает излишнюю нагрузку на него. По мере повышения температуры муфта включается, приводя вентилятор в действие от мощности двигателя и обеспечивая поток воздуха для охлаждения двигателя.

Функция

Когда двигатель остыл или даже находится при нормальной рабочей температуре, муфта вентилятора частично отключает механически приводимый вентилятор охлаждения радиатора двигателя, обычно расположенный спереди водяного насоса и приводимый в действие ремнем и шкивом, соединенными с коленчатым валом двигателя. Это позволяет экономить мощность, поскольку двигателю не требуется постоянно вращать вентилятор на полную мощность. Однако, если температура двигателя поднимается выше порога срабатывания муфты, вентилятор включается полностью, обеспечивая более интенсивный поток окружающего воздуха через радиатор автомобиля, что, в свою очередь, поддерживает или снижает температуру охлаждающей жидкости двигателя до допустимого уровня. Механические вентиляторы наиболее распространены в грузовиках и внедорожниках, а также в некоторых автомобилях с задним приводом. Это проще реализовать, поскольку двигатель устанавливается продольно, а навесное оборудование, приводимое ремнем, ориентировано в сторону радиатора. Вентилятор крепится к шкиву коленчатого вала или одному из шкивов навесного оборудования (например, шкиву водяного насоса) и вращается между радиатором и двигателем, затягивая воздух через радиатор и направляя его на двигатель. Даже если воздух нагрелся, проходя через радиатор, он все равно значительно холоднее поверхности двигателя, поэтому обдув двигателя этим потоком воздуха способствует его охлаждению. В отличие от этого, в автомобилях с передним приводом двигатель обычно устанавливается поперечно, при этом коленчатый вал и, как правило, все основные валы навесного оборудования расположены параллельно передней оси для непосредственного привода трансмиссии. Механически установленный на шкиве навесного оборудования вентилятор будет дуть вбок и не будет направлен на радиатор. Именно поэтому в автомобилях с передним приводом практически повсеместно используются электрические вентиляторы охлаждения двигателя. Преобразование механической энергии в электрическую и обратно в механическую вращательную энергию с помощью электродвигателя вентилятора менее эффективно, чем прямое механическое соединение, но это компенсируется более точным управлением электрическим вентилятором посредством электронных термостатических регуляторов, которые могут полностью отключать вентилятор, когда температура двигателя ниже заданного значения.

When the engine is cool or even at normal operating temperature, the fan clutch partially disengages the engine's mechanically driven radiator cooling fan, generally located at the front of the water pump and driven by a belt and pulley connected to the engine's crankshaft. This saves power, since the engine does not have to fully drive the fan. However, if engine temperature rises above the clutch's engagement temperature setting, the fan becomes fully engaged, thus drawing a higher volume of ambient air through the vehicle's radiator, which in turn serves to maintain or lower the engine coolant temperature to an acceptable level. Mechanical fans are most common in trucks and SUVs, and some RWD cars. This is easier to accomplish because the engine is mounted longitudinally, with the belt accessory components mounted facing the radiator. The fan is mounted on the crankshaft pulley or one of the accessory pulleys (e. g. the water pump pulley) and will spin in between the radiator and the engine, drawing air back through the radiator and blowing it over the engine. Even though the air has been heated by passing through the radiator, it is still much less hot than the engine surface, so the airflow over the engine helps with cooling. In contrast, in a front wheel drive vehicle, the engine is usually mounted laterally, with the crankshaft and typically all the major accessory shafts parallel to the front axle, so as to directly drive the transaxle; a fan mechanically mounted on an accessory pulley would blow sideways and would not face the radiator. This is why electric engine cooling fans are used virtually universally in front wheel drive vehicles. The conversion of mechanical energy to electricity and back to mechanical rotary power with a fan motor is less efficient than a direct mechanical connection, but this is more than compensated by greater control of an electric fan through electronic thermostatic controls which can turn the fan completely off when the engine temperature is below the setpoint.

Типы

Большинство муфт вентилятора являются вязкими или "жидкими" муфтами, объединенными с биметаллической сенсорной системой, аналогичной системе в термостате. Некоторые муфты управляются электроникой (вместо биметаллической полосы). Это позволяет контролировать степень включения в зависимости от множества параметров. Типичными управляющими факторами могут быть температура моторного масла, температура масла в трансмиссии, температура охлаждающей жидкости, давление в системе кондиционирования и температура окружающего воздуха.