Какая крыльчатка вентилятора лучше?

Канальные вентиляторы: зачем нужны, какие бывают, как установить

Канальный вентилятор: что это такое?

Что нужно, чтобы проветрить помещение? Исходя из корня самого слова «проветрить», можем сказать, что это ветер, то есть поток воздуха. В вентсистеме «ветер» искусственно обеспечивается с помощью канального вентилятора. Преимущества такого агрегата следующие:

• универсальность монтажа – канальный вентилятор можно установить в любом помещении: в жилых домах, производственных или общественных зданиях. Кроме того, прибор можно скрыть за подвесным потолком, что делает дизайн интерьера более продуманным;
• простота монтажа – для установки бытовой разновидности не требуется помощь специалиста;
• негромкая работа прибора – в среднем уровень шума достигает 30–40 децибел;
• простота в обслуживании – достаточно раз в полгода-год очищать от пыли лопасти и корпус устройства;
• беспрерывность работы – в отличие от менее надежных способов вентиляции – например, того же проветривания – вентилятор может бесперебойно работать в выбранном режиме и с определенной мощностью;
• надежность – современные устройства оснащены функцией защиты двигателя от перепадов напряжения, поэтому риск поломки сведен к минимуму.

Как бы ни был хорош данный прибор, один недостаток у него все-таки есть: он не предназначен для фильтрации. Если помещение нуждается не только в свежем, но и в чистом воздухе, необходимо обратиться за помощью к другой климатической технике – например очистителям воздуха.

Канальный вентилятор управляется вручную или автоматически в зависимости от модели. Если Вы хотите установить вытяжной вентилятор для ванной или туалета, можно сделать так, чтобы он включался вместе со светом: для этого нужно разомкнуть один питающий провод и подсоединить его к выключателю света. Другой вариант – установить двойной выключатель, одну клавишу которого можно подсоединить к свету, а другую — к самому агрегату.

Устройство и принцип работы канального вентилятора

Давайте разберемся, из каких деталей состоит прибор:

• собственно корпус изделия. Часто его изготавливают из оцинкованной стали: так корпус выдерживает большие нагрузки и становится устойчивым к коррозии. Впрочем, для бытовых нужд в качестве материала подходит и высококачественный пластик. С целью звукоизоляции стенки корпуса в основном делают многослойными;
• рабочее колесо, которое отвечает за производительность устройства;
• электродвигатель, с помощью которого работает колесо;
• лопатки, или лопасти – во время работы они вращаются, сталкиваются с воздухом и отбрасывают его в нужном направлении;
• крыльчатка – вращающаяся часть прибора, к которой прикреплены лопасти;
• декоративные решетки, которые устанавливаются на поверхностях стен и защищают воздуховод от попадания мусора;
• термозащита, позволяющая устройству работать в условиях перепада температур.

В некоторых вытяжных вентиляторах также предусмотрен обратный клапан, который предотвращает движение воздуха в обратную сторону, то есть с улицы в помещение. Так бывает, если прибор выключен или сломан и если дома температура воздуха ниже уличной. Из-за перепада давлений воздух двигается с улицы в помещение. Но клапан блокирует воздушный поток и не дает ему проникнуть внутрь.

Обратный клапан бывает трех вариантов:

• пассивный – закрывается только под действием силы тяжести. Эффективность такого клапана достаточно низкая, и в наши дни он не пользуется большим спросом;
• управляемый – работает от электричества, открывается и закрывается с помощью специального датчика;
• самозакрывающийся – закрывается одновременно с прекращением движения воздушного потока. Его часто используют для туалета или кухни.

Можно выделить следующие этапы работы устройства:

1. Рабочее колесо, вращаясь, создает область пониженного давления;
2. Под давлением воздух засасывает через решетку;
3. Воздушный поток попадает на лопасти, где давление повышается;
4. Под давлением воздух перемещается по сети воздуховодов в нужном направлении;
5. Чтобы двигатель не перегрелся и устройство не вышло из строя, термоконтакты размыкают электроцепь при чрезмерно высокой температуре.

Назначение и принцип работы вентилятора системы охлаждения

Для отведения излишков тепла, возникающего в процессе работы двигателя, и его более эффективного охлаждения в конструкции автомобиля предусмотрен специальный вентилятор. Он может располагаться со стороны моторного отсека или перед радиатором системы охлаждения. В современном автомобилестроении применяется несколько типов вентиляторов, которые отличаются типом привода, способом управления и геометрическими параметрами.

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.

Неисправности вентилятора радиатора и их последствия

Главной задачей вентилятора мотора является «засасывание» охлажденного воздуха извне через радиатор в подкапотное пространства автомобиля. Фактически охлаждение осуществляет жидкостная система, а обдув лишь ускоряет этот процесс. С другой стороны, при высокой температуре окружающей среды, а также при длительных простоях автомобиля в дорожных пробках без дополнительного охлаждения двигатель может сильно перегреться. Это означает, что исправностью этого узла пренебрегать не стоит.

Вентиляторы двигателя с разным количеством лопастей

Основные неисправности вентилятора охлаждения мотора:

• Не включается. Такая неисправность может быть следствием поломки привода вентилятора (обрыв ремня, разрушение муфты, неисправность электродвигателя, окисление контактов) или неточностью работы температурного датчика.
• Постоянная работа и невозможность отключения до полной остановки автомобиля (за исключением авто с механическим приводом). Чаще всего такая поломка связана с неисправностью температурного датчика (термостата) или заклиниванием муфты.
• Несвоевременное включение. Более раннее включение обычно не является проблемой. Если же запуск происходит с опозданием, возможно, установлен термодатчик, предназначенный для эксплуатации при пониженных температурах (например, автомобиль не подходит для регионов с жарким климатом). В этом случае датчик нужно заменить.
• Обратное направление нагнетания воздуха. Происходит при неправильном подключении полюсов электродвигателя.
• Разрушение крыльчатки вследствие износа и повышенных нагрузок.

Направление движения потока воздуха при правильном подключении вентилятора охлаждения осуществляется всегда в сторону двигателя.

Профилактика состояния и очистка вентилятора радиатора охлаждения мотора от загрязнений должна выполняться не реже одного раза в год. Выполнить процедуру очистки можно без демонтажа узла при помощи обычных щеток. Если требуется замена, лучше обратиться в специализированные ремонтные сервисы, что позволит исключить ошибки при диагностике, подборе нужной конфигурации вентилятора и его подключении.

Крыльчатка вентилятора охлаждения электродвигателя

Очевидно, что превратить электроэнергию во вращение без какого-либо приспособления невозможно. Таким приспособлением как раз и является электромотор. Электромоторы разнообразных конструкций получили широкое распространение в быту и на промышленных предприятиях. Они могут предназначаться для разных целей.

Неподвижная часть электромотора называется статором, а вращающаяся – ротором. Работу мотора обеспечивает электромагнитная индукция. Магнитное поле статора взаимодействует с магнитным полем ротора; ротор начинает вращаться под воздействием возникающего при этом вращательного момента.

КПД электромоторов очень высок и может приближаться к 100 процентам. Как и всем устройствам с вращающимися частями, электромоторам свойственны трение в подшипниках, сопротивление воздуха вращающимся деталям и т.п. Помимо этого, обмотки нагреваются. Преодоление нагрева обмоток и сопротивления воздуха движущимся частям тоже требуют энергетических затрат. Чем выше нагрузка на электромотор, тем сложнее он нагревается. Если мотор перегревается, разрушается электроизоляция обмоток. Обмотки пробиваются или перегорают. Чтобы предотвратить перегрев двигателя, приходится интенсифицировать теплоотведение и охлаждение этого агрегата.

Способы охлаждения электромоторов

Существуют следующие варианты охлаждения:

1. Двигатели малой мощности, работающие под слабой нагрузкой, охлаждаются путем свободной конвекции воздуха.
2. Низкооборотным электромоторам свободной конвекции недостаточно, и в них используют принудительное охлаждение. Для охлаждения таких агрегатов обычно используется вентилятор, который приводится в действие другим приводом.
3. Удобнее всего осуществлять охлаждение с помощью крыльчатки, которая установлена на вал ротора. Такой способ и прост, и эксплуатационно целесообразен.

Крыльчатка охлаждает электромотор, обдувая его наружную станину с продольными ребрами охлаждения, или всасывает окружающий воздух в корпус, также обдувая обмотки неподвижного статора и вращающегося ротора. Выбор материала для изготовления крыльчатки зависит от того, каков температурный режим, и насколько агрессивна окружающая среда.

• Если среда не является агрессивной, и температура потока не превышает тридцати градусов Цельсия, крыльчатку изготавливают из пластмассы.
• Если среда не агрессивна, а температура потока не превышает девяноста градусов Цельсия, для изготовления крыльчатки используется латунь.
• Для изготовления некоторых конструкций крыльчаток крупного диаметра применяется алюминий.
• Чаще всего крыльчатки делают из такого высокопрочного материала, как нержавеющая сталь.

Крыльчатки могут также производиться из других материалов, которые соответствуют техническим условиям.

Конструкция крыльчатки вентилятора охлаждения электродвигателя и ее применение

Выбирая крыльчатку вентилятора охлаждения электродвигателя, на ее конструкцию и применение следует обращать особое внимание.

Конструкция крыльчатки может быть:

• Составная. На изготовленную монтажную ступицу монтируются рабочие лопасти.
• Цельная. Ступицу и лопасти штампуют единой деталью из листового материала.

Количество воздуха, который поступает к охлаждаемым поверхностям, зависит от диаметра крыльчатки, угла атаки лопастей и от типа крыльчатки относительно направления вращения. Крыльчатки бывают загнутыми вперед, прямыми радиальными и загнутыми назад.

После изготовления каждая крыльчатка подвергается балансировке. Благодаря балансировке исключаются сетевые биения, предотвращается разрушение подшипников, уменьшается их износ. В условиях эксплуатации не следует забывать о том, что целостность защитного кожуха крыльчатки следует постоянно контролировать. Если крыльчатка будет повреждена, электромотор перегреется и выйдет из строя.

Таким образом, для предотвращения поломки электродвигателя из-за перегрева (особенно в теплое время года), все устройства комплектуются крыльчатками обдува и охлаждения. Подбирать крыльчатку следует в соответствии с техническими характеристиками двигателя и вентилятора.