Как охлаждают моторы грузовиков? Не так, как на легковушках

Муфта включения установлена либо на коленчатом валу двигателя, либо на отдельном приводе. Случаи применения электровентиляторов на коммерческой технике весьма редки, и тому есть серьезные причины.

Прежде всего, мощность системы охлаждения «грузовых» моторов далеко не «легковая», и счет лошадиным силам идет на сотни или даже тысячи (как на многотонных карьерных самосвалах). КПД даже лучших современных дизелей обычно не превышает 50%, поэтому значительную часть энергии топлива (примерно треть, то есть около сотни киловатт для среднестатистического крупнотоннажного грузовика) приходится рассеивать радиатором системы охлаждения. Представляете, каким должен быть размер электродвигателя, вращающего крыльчатку вентилятора, сколько толстенного медного провода потребует этот агрегат и насколько мощнее (и точно так же металлозатратнее) будет питающий бортовую сеть генератор?

Сэкономить здесь не получится, ведь условия эксплуатации грузовиков, а тем более строительных машин, предусматривают высокую энергоотдачу при низкой или нулевой скорости движения, поэтому вентилятору приходится в одиночку, безо всякого набегающего потока, обеспечивать работу системы охлаждения на всех режимах. Другой серьезный довод в пользу привода вентилятора от силового агрегата шасси – ​продольное расположение последнего на всех коммерческих автомобилях, за исключением некоторых малотоннажных фургонов и микроавтобусов.

В наше время ни один конструктор коммерческой техники не заставит вентилятор вращаться при работе двигателя постоянно. Так делали разве что в середине прошлого века. Сегодня радиатор охлаждают только тогда, когда это нужно.

Большинство моделей муфт включения вентилятора вязкостного типа и представляют собой неразборный и весьма долговечный узел, заменяемый в сборе. Во внутреннюю полость муфты залито специальное силиконовое масло, и пока радиатор системы охлаждения не нагрет, большая его часть находится в резервуаре. Попасть в рабочую камеру жидкость не может, поскольку отверстие сообщающихся камер (рабочей и резервной) перекрыты специальным клапаном. Крыльчатка вентилятора в этом режиме вращается с минимальной скоростью. Клапаном, в зависимости от модели муфты, управляет либо биметаллическая пластина, изгибающаяся при повышении температуры, либо электромагнитный привод, срабатывающий по сигналу ШИМ (то есть использующий принцип широтно-импульсной модуляции) от электронного блока управления двигателем. При нагреве антифриза клапан открывается, и жидкость под воздействием центробежной силы поступает в рабочую камеру. Чем дольше открыт клапан, тем больше масла попадает в рабочую камеру из резервной, передаваемый муфтой крутящий момент растет, и вентилятор вращается быстрее.

Когда охлаждение радиатора становится избыточным – ​например, при достаточно высокой скорости движения автомобиля, клапан закрывается, и силиконовое масло перекачивается насосным устройством в резервную камеру. В рабочей же остается минимальное количество жидкости, вращение вентилятора постепенно замедляется и стабилизируется на уровне 100–150 об/мин. А значит, минимизируются потери энергии, уменьшается расход топлива, снижается шум от вентилятора.

Для дорожно-строительной или карьерной техники, работающей в запыленных условиях, выключение вентилятора особенно важно, ведь соты радиатора медленней забиваются грязью. В зимнее время, особенно в регионах с суровым климатом, отключение вентилятора позволяет поддерживать требуемый температурный режим двигателя, а значит, продлить срок его службы. В постоянно прогретом до рабочей температуры моторе происходит полное сгорание топлива, практически нет отложения нагара в камерах сгорания, медленней стареет масло и т. д. Плавное изменение оборотов вентилятора исключает рывки и пиковые нагрузки как на детали самого привода, так и в целом на двигатель.

Больше подробностей — по этой ссылке.

Текст и фото: журнал «Рейс»