0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое вентиляторный двигатель

Что собой представляет двигатель вентилятора у сплит системы?

Современная сплит система технически сложна и состоит из множества компонентов. Некоторые из них необходимы лишь для повышения комфорта использования аппарата, но большинство деталей просто необходимы для правильной работы всей системе. Один из таких компонентов — двигатель вентилятора.

В этой статье мы кратко расскажем, какие существуют разновидности двигателей вентилятора кондиционера, что приводит к поломкам моторов и сколько стоит их замена.

Устройство вентилятора системы охлаждения двигателя

Конструктивно вентилятор для охлаждения мотора автомобиля представляет собой простой механизм, состоящий из шкива, на котором расположены лопасти (крыльчатка). Они установлены с некоторым углом наклона по отношению к плоскости вращения, что улучшает их аэродинамические характеристики и повышает интенсивность нагнетания воздуха. Количество лопастей (от 4 и более), а также их геометрические размеры (диаметр вентилятора, частота расположения) зависят от модели автомобиля и подбираются индивидуально.

Современные автомобили оснащены так называемой комбинированной системой охлаждения, состоящей не только из вентилятора, но также имеющей радиатор и специальные контуры (магистрали) с охлаждающей жидкостью. А потому “кулер” двигателя часто называют вентилятором радиатора.

В ряде конфигураций автомобилей могут использоваться сдвоенные вентиляторы системы охлаждения двигателя, в которых предусмотрено два шкива с независимыми лопастями. Они могут приводиться в рабочий режим одновременно или по отдельности, поскольку каждый имеет свою систему подключения.

Расположение ветилятора охлаждения двигателя

При интенсивном вращении шкива поток воздуха “всасывается” снаружи при помощи лопастей. Тем самым увеличивается и объем воздуха, проходящий через радиатор, что обеспечивает его более эффективную работу и ускоряет процесс отведения тепла. Для принудительного вращения шкива (лопастей) и обеспечения необходимой скорости могут быть использованы несколько типов привода:

  • механический;
  • гидромеханический;
  • электрический.

Как работает механический привод

Самый простой тип привода вентилятора для охлаждения радиатора мотора основан на передаче вращательного движения от коленчатого вала с помощью ремня. Этот способ является полностью механическим и постоянным, обеспечивая запуск “кулера” синхронно с работой двигателя.

Несмотря на простоту конструкции, такой привод снижает полезную мощность мотора, поскольку часть энергии затрачивается на нагнетание воздуха. Помимо этого, отсутствует возможность регулировки интенсивности работы лопастей. В силу этих особенностей механический привод в современных автомобилях практически не применяется.

Особенности гидромеханического типа привода

Для более рациональной эксплуатации вентилятора системы охлаждения двигателя используется гидромеханический тип привода. Его особенность заключается в том, что лопасти соединены со шкивом посредством герметичной муфты. Она может быть двух типов:

  • вязкостная (вискомуфта);
  • гидравлическая.

Главной задачей муфты является запуск вентилятора охлаждения радиатора при увеличении нагрузки на двигатель. Когда же двигатель работает на малых оборотах, принудительного нагнетания воздуха не происходит. Вязкостная или вискомуфта соединена с коленвалом мотора. Внутри нее находится силиконовая жидкость (гель), которая реагирует на температуру. При нагревании муфты гель изменяет свои свойства и происходит блокировка. В гидравлической муфте блокировка обеспечивается благодаря изменению объема масла.

Электрический и электромагнитный привод

Помимо вязкостных и гидравлических муфт в системе привода вентилятора радиатора может быть использована электромагнитная муфта. Она реагирует на температуру охлаждающей жидкости, поддерживая ее в диапазоне от 80-85°C. Электромагнитные муфты устанавливаются преимущественно на грузовом транспорте и строительной технике.

Электрический вентилятор охлаждения

Такая конструкция состоит из электромагнита, установленного на ступице вентилятора. Последняя соединена с якорем при помощи пластинчатой пружины и совершает вращательные движения. При температуре ниже 80°C якорь находится вне электромагнитной катушки и вентилятор отключен, если же температура поднимается свыше 85°C срабатывает тепловой датчик, замыкающий контакты и включающий электромагнит. Якорь втягивается внутрь катушки и вентилятор приводится в движение.

Наиболее популярным типом привода для современных автомобилей является электрический. Он предполагает установку в системе дополнительного электродвигателя. Его работа контролируется блоком управления, который фактически и запускает вентилятор, когда это необходимо. Также как и для электромагнитной муфты, режим включения и отключения определяется температурой охлаждающей жидкости, которая фиксируется термодатчиком.

Преимуществом использования электродвигателя для запуска вентилятора системы охлаждения является возможность реализации управляемого выбега вентилятора. На практике это означает, что обдув может продолжаться даже после выключения мотора автомобиля, ускоряя его охлаждение.

Принцип работы

Принцип работы ТВВД в общих чертах напоминает принцип работы двухконтурного турбореактивного двигателя, коим он в определенной степени и является. Поток воздуха попадает в первый контур – корпус двигателя. Там он попадает в осевой компрессор на его подвижные лопатки, которые сжимают его и вытесняют в направлении неподвижные лопаток, придающих ему осевое направление движения. Ряд неподвижных и подвижных лопаток – это ступень компрессора, и чем больше таких ступеней, тем выше степень сжатия воздуха.

После сжатия в компрессоре воздушный поток под давлением поступает в камеру сгорания, где находятся топливные форсунки и воспламенители. Сама камера сгорания может быть кольцевой или же состоять из нескольких отдельных жаровых труб. В ней воздух перемешивается с впрыснутым через форсунки топливом, образуя топливный заряд, который воспламеняется и сгорает, образуя расширенные газы.

Продукты горения в виде газов, находящихся под высоким давлением, выходят из камеры сгорания и попадают на лопасти турбины. Турбина, как и компрессор, имеет неподвижные и подвижные лопатки, только устанавливаются они наоборот: сначала газы проходят через неподвижные лопасти, выравнивая свое направление, а затем попадают на подвижные, отдавая им часть своей энергии. За счет воздействия газов на лопатки турбина вращается, приводя в движение компрессор, закрепленный с ней на одном валу. Как и компрессор, турбина состоит из нескольких ступеней, но их количество не превышает 5-ти.

Читать еще:  Что такое дрмв в двигателе

В турбовинтовентиляторном двигателе кроме основной турбины есть еще одна, вращающая винтовентилятор, и эти турбины работают независимо одна от другой. Вал привода вентилятора обычно размещается внутри вала привода компрессора, при расположении винтовентилятора в передней части двигателя. Если винтовентилятор располагается в задней части ТВВД, то свободная турбина связана напрямую с винтами через корпус, что упрощает конструкцию. Турбина винтовентилятора размещена за основной турбиной и приводится в движение все теми же газами.

После прохождения турбин отработанные газы, все еще имеющие высокую скорость и температуру, выходят наружу через сопло, образуя реактивную тягу. Сопло в самом простом исполнении – это сужающаяся труба, но в некоторых случаях можно регулировать ее сечение и даже направленность выхода реактивного потока.

Вентиляция электродвигателя подразделяется на два типа это:

Замкнутый цикл вентиляции, в паспортных данных электродвигателя обозначен индексом – ICW37

Разомкнутый цикл – индекс IC31.

В обоих циклах подача воздуха осуществляется в оболочку или камеру электродвигателя, но в замкнутом цикле выброс воздуха наружу не производится, а по воздуховоду поступает в охладитель, после чего при помощи добавочного вентилятора охлажденный воздух подается обратно в двигатель.

Замкнутый охлаждающий цикл

Замкнутый цикл можно охарактеризовать тем, что воздух циркулирует в системе воздушного охлаждения. Воздухоохладитель, в котором осуществляется теплообмен между воздухом и охлаждающей водой, устанавливается перед электродвигателем. В воздушном пространстве перед вентилятором наблюдается воздушное давление равное атмосферному давлению. Температура охлаждающей жидкости на входе в охлаждающее устройство не должна превышать +30 о С, а давление воды внутри воздухоохладителя не должно превышать 300 кПа. Согласно договоренности с изготовителем в воздухоохладителях может применяться морская вода.

Охлаждающий цикл разомкнутого типа

Разомкнутый цикл подразумевает удаление отработанного воздуха при помощи отверстий жалюзи в корпусе статора электродвигателя. Разомкнутый цикл выполняется двух типов:

Исполнение системы с забором воздуха в двигатель из машинного зала и выбросом воздуха наружу из зоны обслуживания.

Забор воздуха из специального помещения (подвала) и выбросом его внутрь машинного зала.

Разомкнутый цикл подразумевает использование, для электродвигателей большой мощности от 6300 до 8000 кВт. Для этого типа охлаждения непременным является наличие воздушных фильтров, предназначенных для получения чистого воздуха. Обязательно использование фильтров грубой и тонкой очистки, они используются совместно с коробами для отвода отработанного воздуха за границы рабочей зоны, где установлено оборудование. Выброс воздуха при разомкнутом цикле не должен происходить во взрывоопасное помещение. Для осуществления нормального режима охлаждения, расход воздуха должен быть не менее 3м 3 , для этой цели предназначен специально установленный вентилятор.

Конструктивные особенности системы охлаждения асинхронного двигателя

Вентиляция асинхронного электродвигателя осуществляется по замкнутому циклу за счет использования специально для этого предназначенных воздухоотделителей. Вентиляторы располагаются на валу ротора электродвигателя. Отработанный воздух высокой температуры подвергается охлаждению в трубчатых воздухоохладителях, монтаж которых в двигателях со значением мощности до 2000 кВт выполнен в специальном туннеле фундамента. Асинхронные машины с более высокой мощностью располагают воздухоохладителями, расположенными в верхней части статорного корпуса.

Система охлаждения синхронного двигателя

Синхронные электродвигатели выполняют, как правило, продуваемого типа. Для продувки используется исключительно чистый воздух, согласно требованиям правил эксплуатации электроустановок. Нормальное исполнение двигателя подразумевает наличие замкнутого или разомкнутого охлаждающего цикла. В случае с синхронными машинами охлаждение происходит за счет вентиляторов установленных на валу двигателя между наружными щитами и специальными защитными кожухами, прикрывающими контактные кольца. Воздухоохладители представляют собой трубки с проволочным оребрением. Давление в системе охлаждения контролируется приборами типа СПДМ.

Система вентиляции машин постоянного тока

Существует два типа охлаждения машин, это:

Естественная вентиляция, без применения специальных устройств охлаждения.

Машины с внутренней и наружной самовентиляцией.

Внутренняя самовентиляция заключается в прохождении воздушного потока во внутренней части машины, при наружном охлаждении, вентилятор расположен вне двигателя, он обдувает ребристую поверхность двигателя.

Внутренняя вентиляция подразделяется на нагнетательный или вытяжной тип, это зависит от установки вентилятора относительно к воздушному потоку, задействованному в охлаждении.

Вытяжная вентиляция аксиального или осевого типа, осуществляется за счет создания внутри машины разряженного воздуха, в этом случае воздух из атмосферы нагнетается в машину, а затем выбрасывается наружу. Осевая или аксиальная нагнетательная вентиляция, работает на основе забора вентилятором воздуха, нагнетании его в машину с последующим удалением. Аксиальная вентиляция осуществляется при помощи вентиляционных каналов, расположенных внутри корпуса, параллельно валу.

При использовании радиальной вентиляционной конструкции, воздушный поток движется по каналам, расположенным перпендикулярно валу.

Недостаток самовентиляции заключается в том, что следствии уменьшения скорости вращения падает производительность вентилятора.

Для машин постоянного тока используется независимая вентиляция. Она бывает протяжного и замкнутого вида. Протяжная вентиляция, несмотря на свою эффективность, обладает существенным недостатком, на внутренних поверхностях машины происходит скопление грязи и пыли, что ведет к ухудшению охлаждения и может привести к аварии. Фильтры в этом случае использовать неэффективно, они слишком быстро засоряются, и требую частой замены.

Читать еще:  Toyota zz3 двигатель характеристики

Использовать замкнутый цикл более рационально, загрязнения отсутствуют, кроме воздуха можно использовать водород. Водородное охлаждение способствует десятикратному снижению вентиляционных потерь, повышается срок службы изоляции, так как отсутствуют окислительные процессы. Для предупреждения взрыва и скопления гремучих газов по воздуховодам предварительно пропускают углекислый газ. Заполнение машины постоянного тока осуществляется под давлением выше атмосферного, что не дает воздуху попасть внутрь машины.

Требования к системе охлаждения

Для эффективности системы вентиляции, при необходимости в одновременном применении нескольких электродвигателей, предусматривается использование индивидуальной или групповой системы охлаждения. В том случае, когда первый вариант невозможен, используют систему вентиляции общую для всех электродвигателей.

Необходимо использовать вентиляторы для основного рабочего периода с возможностью применения дополнительного (резервного) вентилятора.

Групповая система охлаждения, при замкнутом цикле, подразумевает дополнительное применение самостоятельной, предварительной продувки всех машин, перед пуском, в индивидуальном порядке. Это делается с целью обеспечить эффективный воздухообмен, позволяющий увеличить его стандартное значение в контуре электродвигателя в определенное, заданное время в пять раз.

Система вентиляции в обязательном порядке должна быть оборудована:

Клапанами перекидного или лепесткового типа для отключения вентилятора, находящегося в резерве

В вентиляционной камере должны быть установлены обратные клапаны, они служат для отключения воздуховода от помещения, в котором находится взрывоопасное оборудование на время остановки вентиляционной системы.

Для электродвигателя продуваемого типа должна быть предусмотрена блокировка вентиляционных систем, не разрешающая запуск двигателя без выполнения предварительной продувки, и без создания требуемого давления в вентиляционном контуре электродвигателя.

Должен быть выполнен монтаж шибера, который отключит продуваемый электродвигатель от воздуховодовода на время простоя.

Рекомендуется монтаж воздуховодов вести открыто, выполнять его необходимо из сваренных труб, с толщиной минимум 1.6 мм. На протяжении всего воздуховода необходимо использовать минимум фланцевых соединений, использовать фланцы допускается только в области подключения к электродвигателю для его последующего демонтажа.

Скрытые воздуховоды разрешаются только в исключительных случаях, при условии наличия засыпных каналов, там, где присоединение к электродвигателю выполняется ниже высоты пола. В этом случае фланцевые соединения необходимо исключить из конструкции.

Выброс воздуха, для электродвигателей, расположенных во взрывозащищенном помещении, при разомкнутом цикле охлаждения, извне помещения, выше уровня крыши не менее 1 м.

Вентиляторные агрегаты

Вентиляторный агрегат – установка, состоящая из вентилятора, электродвигателя, устройства автоматического регулирования и как правило из виброизоляторов.

    Канальные агрегаты устанавливаются в вентиляционную сеть (проточную часть) круглого или прямоугольного сечения. Основным преимуществом является компактность при значительных расходах воздуха (до 14000 м 3 /ч).

В корпусе в форме обечайки и круглыми патрубками

Различные варианты крышых агрегатов

Круглый с выпуском воздуха в стороныКвадратный с выпуском воздуха вверхШестиугольный с выпуском воздуха вверх

Основные характеристики:
Масса (кг)
Потребляемая мощность, затрачиваемая на привод вентилятора (кВт) – мощность, затрачиваемая на передачу крутящего момента от двигателя к вентилятора.
Частота вращения (об/мин)
Диаметр присоединительного патрубка (мм)
Расход воздуха (Vp, м3/ч) – кол-во воздуха, расходуемого на различные процессы, происходящие в помещении, за час. Например, дыхание людей, минимальные нормы которого 30 м3/ч на взрослого человека и 20 м3/ч на ребенка. Также он зависит от полного давления в сети.
Полное давление (Па) — сумма статического и динамического давлений, или максимально заявленное давление в характеристиках вентилятора.
Температура перемещаемого воздуха (°С)
Уровень шума (дБ) — уровень звукового давления.

Вентиляторная группа – вентилятор и электродвигатель на общей несущей раме.

Типы, конструкция и принцип работы приводов вентилятора

Приводы вентиляторов делятся на несколько групп по функционалу, способу передачи крутящего момента на крыльчатку (то есть, типу привода крыльчатки) и типу установленной муфты.

По функционалу приводы делятся на два типа:

  • Только для привода вентилятора;
  • Для привода вентилятора и навесных агрегатов двигателя.

Приводы первого типа используются только для монтажа крыльчатки вентилятора и ее муфты. Агрегат выступает в роли кронштейна, который входит в единый ременной привод навесных агрегатов двигателя. Чаще всего такие приводы используются в двигателях легковых автомобилей.

Приводы второго типа играют роль промежуточного вала, через который крутящий момент от коленчатого вала передается как на крыльчатку вентилятора, так и на навесные агрегаты двигателя (генератор, различные насосы и другие). Наличие этого узла также снижает нагрузки на несущие детали двигателя и повышает срок службы узлов привода. Обычно такие приводы используются на мощных моторах грузовых автомобилей и различной техники.

По способу передачи крутящего момента на крыльчатку приводы делятся на две группы:

  • Шестеренчатые;
  • Ременные — клиноременные и поликлиновые.

Шестеренчатые приводы используются на мощных дизельных двигателях. Такой агрегат имеет вал, который получает крутящий момент от коленчатого вала через шестеренчатую передачу (обычно на косозубых шестернях). Вал привода передает крутящий момент на крыльчатку через муфту того или иного типа, на этом же валу жестко установлены и шкивы привода навесных агрегатов.

Клиноременные и поликлиновые приводы находят применение на двигателях легковых автомобилей, хотя их часто можно встретить и на современных мощных моторах грузовиков различных классов. У такого привода имеется вал, на котором монтируется один или несколько шкивов под клиновый или поликлиновый ремень, а также муфта под крыльчатку вентилятора. Привод выполняет роль кронштейна, обеспечивающего правильное положение вала и воспринимающего нагрузки от ремня привода навесных агрегатов. Приводы с одним шкивом входят в состав общего ременного привода навесных агрегатов, а узлы с двумя и большим числом шкивов выступают в роли промежуточного вала.

Читать еще:  Бензиновый двигатель принцип его работы

Крыльчатка монтируется на вал привода через промежуточный узел — муфту. С помощью муфты осуществляется автоматическое или ручное управление крыльчаткой при изменении режима работы двигателя: отключение крыльчатки при холодном моторе и ее включение при прогретом. Наиболее часто используются фрикционные муфты, основанные на силах трения между вращающимися деталями или жидкостями, их существует три основных типа:


Привод вентилятора с вискомуфтой


Конструкция привода вентилятора с гидромуфтой


Привод вентилятора с электромуфтой

  • Вязкостные (вискомуфты);
  • Гидравлические;
  • Электромагнитные (электромуфты).

Самое широкое применение находят вязкостные муфты с автоматическим управлением. Вискомуфта состоит из двух деталей — круглого корпуса, перегородкой разделенного на две камеры (переднюю и рабочую), и расположенного в рабочей камере ротора. В перегородке предусмотрено отверстие (или несколько отверстий), закрытое биметаллической пластиной, также между камерами (на их периферии) имеется канал возврата масла. Передняя и часть рабочей камеры заполнено вязким силиконовым маслом. Наружная поверхность корпуса представляет собой радиатор, покрытый ребрами, на корпус монтируется крыльчатка вентилятора. Ротор посредством вала и шкива/шестерни соединен с приводом вентилятора.

Муфта располагается за радиатором охлаждения, поэтому она всегда имеет температуру, близкую к температуре охлаждающей жидкости (так как обдувается горячим воздухом). Когда двигатель холодный, муфта тоже охлаждена, и биметаллическая пластина закрывает канал между камерами, при этом ротор вращается, и за счет центробежных сил выталкивает масло из рабочей камеры в переднюю. В рабочей камере мало масла, поэтому силы вязкого трения между ротором и корпусом малы, крыльчатка вращается с малой скоростью. Когда двигатель нагревается, биметаллическая пластина изгибается и открывает канал — между передней и рабочей камерами начинает циркулировать масло, в рабочей камере уровень масла повышается, что влечет за собой и увеличение сил вязкого трения. За счет этих сил вращение от ротора через жидкость передается на корпус муфты — вентилятор вращается с большой скоростью. При охлаждении двигателя все описанные процессы происходят в обратном порядке.

Гидравлические муфты, используемые в мощных моторах, имеют похожий принцип работы, однако отличаются способом управления. Гидромуфта связана с масляной системой двигателя, в ней предусмотрен клапан, управляемый датчиком температуры. При росте температуры двигателя клапан открывается, в гидромуфту поступает масло, и за счет сил вязкого трения крыльчатка вентилятора приводится во вращение. При охлаждении двигателя клапан закрывается, масло сливается из муфты и вентилятор останавливается.

Электромуфты, используемые на двигателях средней мощности коммерческих грузовиков, основаны на явлении электромагнетизма. Основу муфты составляет кольцевой электромагнит, жестко установленный на шкиве привода вентилятора, напротив которого (на расстоянии не более 1 мм) располагается связанное с крыльчаткой металлическое кольцо. Управление электромагнитом осуществляется датчиком температуры (или контроллером), который подает питание на обмотки при нагреве двигателя. Когда двигатель холодный, электромагнит отключен, поэтому крыльчатка не вращается. При прогреве двигателя на электромагнит подается питание, и за счет возникающего магнитного поля происходит притягивание кольца — в результате крутящий момент от шкива через электромагнит и кольцо передается на крыльчатку. При охлаждении двигателя электромагнит обесточивается и вентилятор останавливается.

Конструкции муфт могут отличаться, однако их принцип работы соответствует описанному выше. Монтаж муфт на приводы и монтаж самих приводов на двигатель осуществляется болтами, в некоторых случаях с применением прокладок. В узлах может быть предусмотрена возможность регулировки положения привода и настройка работы муфты.

Где купить центробежный вентилятор?

В Москве

В Москве приобрести центробежные вентиляторы можно в таких компаниях, как:

  • «Климатический сезон»:
    • адрес: город Москва, Анненский проезд, дом 1, строение 19, офис 4;
    • сайт: http://www.climatseason.ru;
    • телефон: +7 (495) 925-75-44.
  • «Москлим»:
    • адрес: город Москва, улица Большая Черемушкинская, дом 34, офис 237;
    • сайт: http://mos-clim.ru;
    • телефон: +7 (495) 103-41-35.
  • «Радонеж»:
    • адрес: город Москва, улица Бауманская, дом 58;
    • сайт: https://vpk-radoneg.ru;
    • телефон: +7 (499) 504-91-44.
  • «Интарио»:
    • адрес: город Москва, улица 1-я Дубровская, дом 13, строение 4;
    • сайт: http://intario.ru;
    • телефон: +7 (495) 278-02-03.
  • «Левша»:
    • адрес: город Москва, Каширское шоссе, дом 19, корпус 2;
    • сайт: https://ppk-levsha.ru;
    • телефон: +7 (495) 763-54-99.

В Санкт-Петербурге

В Санкт-Петербурге реализацией центробежных вентиляторов занимаются следующие организации:

  • «Ровен»:
    • адрес: город Санкт-Петербург, переулок Уманский, дом 68, корпус 1, литера А, офис 101;
    • сайт: https://spb.rowen.ru/;
    • телефон: +7 (812) 401-44-41.
  • «Инженер Климат»:
    • адрес: город Санкт-Петербург, улица Смоленская, дом 33, офис 204;
    • сайт: http://www.inklimat.ru;
    • телефон: +7 (812) 337-20-54.
  • «Завод Вентилятор»:
    • адрес: город Санкт-Петербург, проспект Большевиков, дом 52, корпус 9;
    • сайт: http://ventilator.spb.ru/;
    • телефон: +7 (812) 331-00-97.
  • «Бастион»:
    • адрес: город Санкт-Петербург, переулок Челиева, дом 7А, литера Л;
    • сайт: http://www.vent-bast.ru;
    • телефон: +7 (812) 640-93-00.
  • «Тепломаш»:
    • адрес: город Санкт-Петербург, шоссе Революции, дом 90;
    • сайт: http://www.teplomash.ru;
    • телефон: +7 (812) 301-99-40.

Таким образом, установка центробежного вентилятора является эффективным и доступным способом удаления рабочих сред из помещения, а многообразие моделей позволяет подобрать устройство в соответствии с собственными потребностями и финансовыми возможностями.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector