Każdy nowoczesny samochód, autobus i traktor wyposażony jest w system ogrzewania i wentylacji.Jednym z najważniejszych elementów tego układu jest silnik nagrzewnicy.W artykule opisano wszystko na temat silników grzewczych, ich typów i cech konstrukcyjnych, a także prawidłowego doboru, naprawy i wymiany silników.
Cel i rola silnika nagrzewnicy
Silnik nagrzewnicy wewnętrznej (silnik pieca) jest elementem układu wentylacji, ogrzewania i klimatyzacji kabiny pasażerskiej pojazdów;Silnik elektryczny prądu stałego bez wirnika lub zmontowany z wirnikiem, który przepuszcza zimne i ciepłe powietrze przez układ i kabinę.
W samochodach osobowych i ciężarowych, autobusach, ciągnikach i innym sprzęcie mikroklimat w kabinie lub kabinie utrzymywany jest przez system ogrzewania i wentylacji powietrza.Podstawą tego systemu jest zespół grzewczy, który składa się z grzejnika, układu zaworów i zaworów oraz wentylatora elektrycznego.System działa w prosty sposób: chłodnica podłączona do układu chłodzenia silnika nagrzewa się, ciepło to jest odbierane przez przepływający strumień powietrza wytwarzany przez wentylator elektryczny, następnie ogrzane powietrze przedostaje się kanałami powietrznymi do różnych obszarów kabiny i do przednią szybę.We wszystkich pojazdach wentylator napędzany jest wbudowanym silnikiem prądu stałego – silnikiem nagrzewnicy.
Zespół silnika nagrzewnicy wraz z wirnikiem spełnia kilka podstawowych funkcji:
● W chłodne dni - powstawanie strumienia powietrza, który przechodzi przez chłodnicę pieca, nagrzewa się i wchodzi do kabiny;
● Gdy nagrzewnica jest włączona w trybie wentylacji, powstawanie strumienia powietrza przedostającego się do kabiny pasażerskiej bez ogrzewania;
● W systemach z klimatyzatorami - powstawanie strumienia powietrza, który przechodzi przez parownik, chłodzi i wchodzi do kabiny;
● Zmiana prędkości wentylatora przy regulacji pracy nagrzewnicy i klimatyzatora.
Silnik nagrzewnicy ma kluczowe znaczenie dla działania samochodowych systemów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, dlatego w przypadku jakiejkolwiek awarii należy go wymienić lub naprawić.Ale zanim pójdziesz do sklepu po nowy silnik, powinieneś zrozumieć istniejące typy tych jednostek, ich konstrukcję i cechy pracy.
Rodzaje, budowa i charakterystyka silników grzejnikowych
Przede wszystkim należy zaznaczyć, że pod pojęciem „silnik grzewczy” rozumie się dwa rodzaje urządzeń:
● Silnik elektryczny stosowany w wentylatorach elektrycznych pieców samochodowych;
● Kompletny wentylator elektryczny to zespół silnika elektrycznego z wirnikiem, a czasami także z obudową.
W różnych urządzeniach silniki elektryczne prądu stałego są stosowane na napięcie zasilania 12 i 24 V przy prędkości wału średnio od 2000 do 3000 obr./min.
Istnieją dwa rodzaje silników elektrycznych:
● Tradycyjny kolektor ze wzbudzeniem z magnesów trwałych;
● Nowoczesny bezszczotkowy.
Najbardziej rozpowszechnione są silniki szczotkowe, ale w nowoczesnych samochodach można znaleźć również silniki bezszczotkowe, które charakteryzują się małymi wymiarami i wysoką niezawodnością.Z kolei silniki bezszczotkowe dzielą się na dwa typy – właściwie bezszczotkowe i zaworowe, różnią się konstrukcją uzwojeń i sposobami podłączenia.Rozpowszechnienie tych silników elektrycznych utrudnia złożoność ich połączeń - wymagają one elektronicznego układu sterowania opartego na wyłącznikach mocy i innych komponentach.
Z założenia silniki elektryczne są dwojakiego rodzaju:
● Korpus;
● Bezramowe.
Najpopularniejsze silniki są umieszczone w metalowej obudowie, są niezawodnie chronione przed brudem i uszkodzeniami, ale zamknięta obudowa utrudnia chłodzenie.Otwarte silniki bezramowe są mniej powszechne i najczęściej są używane w połączeniu z wirnikami, takie jednostki są lekkie i chronione przed przegrzaniem podczas pracy.Na obudowie silnika znajdują się elementy do montażu w przypadku wentylatora lub pieca - śruby, wsporniki, krakersy i inne.Do podłączenia silnika nagrzewnicy do instalacji elektrycznej stosuje się standardowe złącza elektryczne, które można wbudować w korpus produktu lub umieścić na wiązce przewodów.
Silnik nagrzewnicy odśrodkowej z dwoma wirnikami
Ze względu na położenie wału silniki elektryczne dzielą się na dwie grupy:
● Wał jednostronny;
● Wał dwustronny.
W silnikach pierwszego typu wał wychodzi z korpusu tylko z jednego końca, w silnikach drugiego typu - z obu końców.W pierwszym przypadku po jednej stronie zamontowany jest tylko jeden wirnik, w drugim wykorzystywane są jednocześnie dwa wirniki umieszczone po obu stronach silnika elektrycznego.
Silniki połączone z wirnikiem tworzą jedną kompletną jednostkę - wentylator elektryczny.Istnieją dwa typy fanów:
● Osiowy;
● Odśrodkowe.
Wentylatory osiowe to konwencjonalne wentylatory o promieniowym układzie łopatek, tworzą strumień powietrza skierowany wzdłuż ich osi.Takie wentylatory prawie nigdy nie są dziś używane, ale często można je znaleźć we wczesnych samochodach (VAZ „Classic” i inne).
Silnik grzewczy typu osiowego z wentylatorem
Silnik nagrzewnicy odśrodkowej z wirnikiem
Wentylatory odśrodkowe wykonane są w formie koła z poziomym układem dużej liczby łopatek, tworzą strumień powietrza skierowany od osi do obwodu, powietrze przemieszcza się w ten sposób pod wpływem sił odśrodkowych powstających w wyniku obrotu wirnik.Wentylatory tego typu znajdują zastosowanie w większości nowoczesnych samochodów osobowych, autobusów, ciągników i innego sprzętu, wynika to z ich kompaktowości i dużej wydajności.
Urządzenie osiowego ogrzewania kabiny
Urządzenie odśrodkowego ogrzewania kabiny
Istnieją dwa typy wirników wentylatorów odśrodkowych:
● Jednorzędowe;
● Dwurzędowe.
W wirnikach jednorzędowych łopatki są ułożone w jednym rzędzie, wszystkie łopatki mają tę samą konstrukcję i geometrię.W wirnikach dwurzędowych przewidziano dwa rzędy łopatek, a łopatki są rozmieszczone w rzędach z przesunięciem (w szachownicę).Taka konstrukcja charakteryzuje się większą sztywnością niż wirnik jednorzędowy o tej samej szerokości, a także zapewnia równomierność ciśnienia powietrza wytwarzanego przez wirnik.Często jeden rząd łopatek, umieszczony z boku silnika elektrycznego, ma mniejszą szerokość – zwiększa to wytrzymałość i sztywność konstrukcji w miejscach największych naprężeń, a jednocześnie zapewnia lepsze chłodzenie silnika.
W wentylatorach odśrodkowych silnik i wirnik mogą mieć różne położenia względne:
● Silnik jest oddzielony od wirnika;
● Silnik jest częściowo lub całkowicie umieszczony wewnątrz wirnika.
W pierwszym przypadku wirnik po prostu zakłada się na wał silnika, a silnik nie jest nadmuchany strumieniem powietrza wydobywającym się z wirnika.To najprostsza konstrukcja, która jest często stosowana w krajowych ciężarówkach.
W drugim przypadku obudowa silnika częściowo lub całkowicie przechodzi do wnętrza wirnika, co zmniejsza gabaryty jednostki, a także zapewnia lepsze odprowadzanie ciepła z silnika elektrycznego.Wewnątrz wirnika można wykonać stożek gładki lub perforowany, dzięki czemu powietrze wpadające do wentylatora rozdzielane jest na osobne strumienie i kierowane na łopatki.Zwykle takie konstrukcje są wykonane w postaci pojedynczej jednostki, która jest wymieniana dopiero w montażu.
Silniki do pieców samochodowych, w zależności od ich rodzaju i konstrukcji, dostarczane są na rynek bez wirników lub w komplecie z wirnikami, a wentylatory odśrodkowe mogą być również sprzedawane w komplecie z obudowami („ślimakami”), co znacznie ułatwia ich montaż.
Jak wybrać i wymienić silnik nagrzewnicy
Silniki nagrzewnic charakteryzują się różnego rodzaju awariami: utratą styku elektrycznego w złączach i przewodach, zużyciem szczotek w silnikach komutatorowych, zwarciami i otwartymi uzwojeniami, zakleszczeniami i utratą prędkości na skutek zniszczenia łożysk lub odkształceń, uszkodzeniem lub zniszczeniem wirnik.W przypadku niektórych usterek piec nadal działa, ale z mniejszą wydajnością, ale czasami całkowicie przestaje działać.Często awariom towarzyszą zewnętrzne dźwięki nagrzewnicy, a w nowoczesnych samochodach z systemem autodiagnostyki w przypadku awarii pojawia się odpowiedni komunikat.W każdym przypadku należy przeprowadzić diagnostykę i w razie potrzeby wymienić silnik nagrzewnicy.
Zespół silnika nagrzewnicy z wirnikiem i korpusem (ślimak)
Aby wymienić, należy wziąć jednostkę, która była wcześniej w samochodzie lub znajduje się na liście zalecanej przez producenta samochodu.Kupując części, należy wziąć pod uwagę, że często nie są one sprzedawane osobno.Na przykład wiele samochodów jest wyposażonych tylko w kompletną jednostkę z silnikiem i wirnikiem, a jeśli wirnik się zepsuje, nie da się go samodzielnie wymienić.Nie zaleca się stosowania części lub całych zespołów innego typu, ponieważ mogą one po prostu nie wpaść na swoje miejsce i nie zapewnią wysokiej jakości działania pieca.
Wadliwe części należy wymieniać wyłącznie zgodnie z instrukcją naprawy tego samochodu.Często prace naprawcze wymagają znacznego demontażu deski rozdzielczej i konsoli, w takim przypadku lepiej powierzyć naprawę specjalistom.Przy odpowiednim doborze i wymianie silnika, nagrzewnica będzie działać skutecznie, tworząc komfortowy mikroklimat w kabinie o każdej porze roku.
Czas publikacji: 12 lipca 2023 r