РАЗУМНЫЕВентилятор - неотъемлемая часть системы охлаждения любого современного автомобильного двигателя. При жидкостном охлаждении он просасывает воздух через радиатор, а при воздушном - подает этот самый воздух (здесь он выступает в роли охлаждающего тела) к нагретым частям мотора. И можно сказать, с момента появления вентиляторов инженеры решают задачу, как сделать его привод оптимальным. Познакомимся с некоторыми результатами их усилий. Простейшая конструкция привода вентилятора хорошо известна - клиновым ремнем от шкива, установленного на носке коленчатого вала. Но простое не всегда означает самое лучшее. Вентилятор работает постоянно, а значит, постоянно шуостужать холодный двигатель, и интенсивно трудиться, когда мотору жарко. Одной из самых первых и простых систем регулирования была... замена вентилятора. В жаркое время года использовалась крыльчатка большей производительности, зимой бы около 8 кВт мощности двигателя, в то время как достаточная в таких условиях не превышает 3-3,5 кВт. В этом причина того, что жесткая механическая передача в наше время почти не применяется. Как известно, устройства, передающие и преобразующие крутящий момент, в технике называют трансмиссиями, значит, привод вентилятора тоже трансмиссия. Интересно, что многие конструкции, призванные решать указанную выше проблему этого привода, обладают определенным сходством с "большой" трансмиссией автомобиля, передающей крутящий момент на его колеса. Здесь мы можем найти и сцепления, и гидромуфты, и вискомуфты (вязкостные муфты, напомним, сейчас нередко используют вместо межосевого дифференциала), и электрический привод. Рассмотрим наиболее распространенные из этих систем.Рис. 1. Привод вентилятора с упругой муфтой: 1 - вентилятор; 2 - упругая муфта; 3 - шкив; 4 - шестерня привода вентилятора. мит, потребляет мощность, и немалую (3-6% от мощности двигателя), и, главное, охлаждает двигатель независимо от его температурного режима. Именно большая потребляемая мощность побудила отказаться от ременного привода в пользу шестерен на тяжелых двигателях. Чтобы привод не испытывал больших нагрузок при резкой смене режимов работы мотора (не забудьте - вентилятор тоже своего рода маховик и момент инерции его отнюдь не мал), устанавливают фрикционные, гидравлические или упругие резиновые муфты (рис. 1). Теперь о том, как заставить вентилятор работать таким образом, чтобы зря не 38 ЗРЛМ 4/97 А УЕ - меньшей. Само собой, что регулирование осуществлялось очень грубо - вряд ли можно представить себе водителя, выбирающего вентиляторы в соответствии с прогнозом погоды и меняющего их чуть ли не ежедневно. Такая система не решает и другой важной проблемы. Понятно, что конструкция вентилятора и его привода должна обеспечивать достаточное охлаждение, начиная с самых низких оборотов коленчатого вала. На больших же оборотах при жесткой механической связи это приведет к огромному перерасходу энергии: скажем, для машины среднего класса такой вентилятор на максимальных оборотах "съедал"Рис. 2. Электромагнитная муфта включения вентилятора: 1 - шкив; 2 - контактное кольцо; 3 угольная щетка; 4 - стальное кольцо; 5 - плоская пружина; 6 - вентилятор; 7 - электромагнит.« зарубежных. В этой системе на шкиве помещали мощный кольцевой соленоид. Когда срабатывает датчик, цепь соленоида замыкается и металлическое кольцо, связанное с вентилятором через пластинчатые пружины, примагничивается к шкиву: вентилятор включен и работает до тех пор, пока температура не снизится и управляющий датчик не снимет питания с электромагнита. Подобный же принцип реализован ив автомобилях с поперечным расположением двигателя: датчик температуры включает электродвигатель вентилятора. В последнее время появились двухскоростные электродвигатели, позволяющие обеспечить ступенчатое регулирование: вентилятор отключен, работает в частичном режиме или на полную производительность. Есть машины ис двумя вентиляторами, которые вводятся в работу последовательно. Попутно заметим, что на тяжелых грузовых машинах и автобусах электровентиляторы - редкость. Представьте себе мощность электрооборудования (генератора, аккумулятора), которая потребуется, чтобы обеспечить необходимые такому вентилятору Рис. 3. Вискомуфта вентилятора: 1 - крышка ка10-12кВт. Вот почему здесь все еще цармеры; 2 - лепестковый клапан; 3 - биметаллический терморегулятор; 4 - крышка муфты; 5 - ствует "чистая" механика. корпус муфты; 6 - ведущий диск; А - резервная На популярных автобусах "Икарус" полость. ставят фрикционную муфту с пневмоприводом - своего рода сцепление, только на Электромагнитное сцепление (рис. 2) условную педаль здесь нажимает не нога, автоматически включает вентилятор по а сжатый воздух. Регулирование включедостижении определенной температуры ния-отключения осуществляется, естестохлаждающей жидкости. Такая система венно, в зависимости от температуры охприменялась на автомобилях ГАЗ-24 лаждающей жидкости. Самые сложные системы умеют ранних серий и многих современных имРис. 4. Гидромуфта привода вентилятора: 1 - шкив; 2 - ступица вентилятора; 3 - ведущее колесо гидромуфты; 4 - ведомое колесо гидромуфты; 5 - трубки подачи масла в рабочую полость; 6 - ведущий вал; А - рабочая полость.плавно регулировать скорость вентилятора. На многих легковых автомобилях (в качестве примера назовем большинство БМВ, "мерседесов"), а также на некоторых грузовиках (в том числе и на отечественном ЗИЛ-4331) в привод вентилятора встроена вискомуфта (рис. 3). Коротко познакомим с работой такого устройства. Пока мотор не прогрелся, рабочая полость муфты пуста - специальная силиконовая жидкость находится в резервной полости. Двигатель прогревается, термоэластичная пластина постепенно открывает клапан, жидкость поступает в рабочую попость, и, когда проскальзывает между дисками, ее вязкость растет - муфта начинает передавать момент. С ростом температуры рабочая полость заполняется все больше, обороты вентилятора увеличиваются. Таким вот образом плавно регулируется производительность вентилятора. Вискомуфта сконструирована так, что на малых оборотах ее проскальзывание невелико, а при высоких - вентилятор заметно отстает. Это, повторим, позволяет заметно экономить энергию (а значит, и топливо) на высокой скорости, когда обдув радиатора достаточен. На тяжелых дизельных двигателях для бесступенчатого регулирования оборотов в механике привода нередко используется гидравлическая муфта (рис. 4), подобная той, что работает в автоматических коробках передач. Обороты вентилятора изменяются здесь в зависимости от заполнения полости между ведущим и ведомым колесами муфты. Количество масла, которое поступает из системы смазки двигателя, регулируется автоматически по температуре охлаждающей жидкости. Гидромуфта используется и на некоторых двигателях воздушного охлаждения, например на известных у нас с давних пор дизелях "Дойц", стоявших на грузовых автомобилях "Магирус". Охлаждающей жидкости в "воздушнике", понятное дело, нет, и подачей масла в муфту управляет терморегулятор, который учитывает температуру воздуха на выходе из системы охлаждения и температуру выхлопных газов. Работа системы зависит и от температуры масла: с ростом ее вязкость последнего снижается, а значит, горячего (и жидкого) масла в рабочую полость муфты поступает больше. Интересная особенность: корпус муфты одновременно служит центрифугой для очистки масла. Завершая разговор о приводах вентиляторов, заметим: как ни совершенны многие из этих устройств, все же они не способны избавить двигатель внутреннего сгорания от одного из его серьезных недостатков - до 30% энергии топлива, "уходящие" в систему охлаждения, теряются безвозвратно. Игорь ТВЕРДУНОВЗА РУЛЕМ 4,97 39