September 3, 2020

Einen Ventilator an einem Motor anzubringen, um ihn vor Überhitzung zu schützen, scheint einfach zu sein. Aber in Wirklichkeit ist es ein ziemlich komplizierter Prozess, der von einer Reihe von Faktoren abhängt.

OEMs im Baugewerbe konzentrieren sich normalerweise auf Lärm und Produktivität. Im Bergbau geht es um Zuverlässigkeit. Landwirtschaft und Energieerzeugung haben ihre eigenen Prioritäten.

Unabhängig vom Ziel wird das Ergebnis im Allgemeinen von den folgenden Variablen beeinflusst:

• Typ: Ventilatortyp, die Umgebung, in der der Ventilator arbeitet, und die Art der Luftstromkonfiguration, die ausgewählt wurde.
• Passen: Durchmesser, mögliche Hindernisse, Montagekonfiguration und Abstand zwischen Gehäuse und Spitze.
• Leistung: Lüftergeschwindigkeit, Luftdichte, statischer Druck, Luftstrom und Geräusch.

Gängige Axialventilator-Typen

Es gibt drei gängige Arten von Motorlüftern für Off-Highway-Maschinen: Metalllüfter, vollgegossene Lüfter und modulare Lüfter.

Metalllüfter sind am haltbarsten und flexibelsten in Bezug auf das Design, aber sie sind schwer und können das gesamte Motorsystem beschweren. Vollständig geformte Lüfter sind hocheffizient und sorgen für einen maximalen Luftstrom bei minimaler Geräuschentwicklung, aber sie sind nicht sehr flexibel.

Modulare Lüfter, die über verschiedene Schaufelanpassungen verfügen, die an eine zentrale Scheibe geschraubt werden können, sind manchmal das Beste aus beiden Welten und bieten einen äußerst effektiven Luftstrom, Effizienz und Geräuschreduzierung.

Saugnäpfe und Gebläse

Wenn Sie sich einige Zeit in der Nähe eines Ingenieurs für Dieselmotoren aufhalten, werden Sie wahrscheinlich hin und wieder die Begriffe „Sauger“ und „Gebläse“ hören. Nein, hier geht es nicht um Fische oder Rasenmäher – es ist ein großer Unterschied, ob ein Motorlüfter warme Luft vom Motor wegdrückt oder bläst, oder ob er RAM-Luft „ansaugt“ und über den Motor bewegt.

Dies hat einen erheblichen Einfluss auf den Luftstrom und die Leistung. Gebläsekonfigurationen können helfen, Heizkörper sauber zu halten, aber sie sind oft nicht so effizient wie Sauglüfter.

Zwei Arten von Halterungen

Es gibt in der Regel zwei Möglichkeiten, einen Lüfter an einem Off-Highway-Motor zu montieren: entweder direkt an der Welle oder an einer Lüfterkupplung / Lüfterantrieb, die die Lüfterdrehzahl steuert.

Auf der Welle montierte Ventilatoren verwenden eine Nabe und einen Antrieb und sind häufig in Elektro- oder Hydraulikmotoren zu finden. Auch in Motoren mit einem Getriebe (wie es vor allem in der Europäischen Union üblich ist) ist dies ein beliebter Aufbau.

Aber um die Lüftergeschwindigkeit zu optimieren, ist in der Regel eine Lüfterkupplung erforderlich. Wenn dieser verwendet wird, wird der Ventilator mit Hilfe eines Pilot- und Schraubenkreises direkt auf den Antrieb gesetzt. Der Antrieb ist dann über eine Riemenscheibe mit der Welle verbunden.

Dieser Aufbau ist auch bei Hydraulikmotoren und Wasserpumpen nützlich, um nur einige Beispiele zu nennen.

Finden Sie die richtige Passform

Sie wissen also, wofür Sie optimieren wollen. Sie wissen, für welche Art von Fans Sie es tun wollen.

Wie stellen Sie nun sicher, dass es richtig in die Konstruktion des Motors passt?

Hier können Tests eine große Hilfe sein, aber in der folgenden Tabelle finden Sie allgemeine Faustregeln für die Passform der Lüfter in Bezug auf den Kühler und die Verkleidung. (Tipp: Um die Breite des Lüfters zu bestimmen, stellen Sie den Lüfter auf eine ebene Fläche und messen Sie seine maximale Höhe von der Unterseite der Fläche aus).

	Kühler Seite	Gegenüberliegende Seite	Klinge Spitze
Empfohlener Abstand (Sauger)	1 * Teilung Breite	3% Durchmesser des Ventilators	1,25-3% Fächerdurchmesser
Empfohlener Abstand (Gebläse)	1,5 * Teilung Breite	3% Durchmesser des Ventilators	1,25-3% Fächerdurchmesser
Mögliche Hindernisse	Heizkörper und dazugehörige Halterungen, diverse Hardware	FEAD-Riemenscheiben, Kurbelwellen-Dämpfer, Kurbelwellen-Riemenscheiben, Fingerschutz	Abdeckhaube, Kühler und dazugehörige Halterungen, Fingerschutz

Stress bewältigen

Jedes feste Objekt, das sich mit Tausenden von Umdrehungen pro Minute dreht, ist einer erheblichen Belastung ausgesetzt. Bei Belastungstests im Fahrzeug kann ermittelt werden, wie schnell sich ein Lüfter drehen kann, ohne in Resonanz zu geraten.

Verschiedene Lüfterdesigns haben unterschiedliche maximale Spitzengeschwindigkeiten. Resonanz wird oft durch Hindernisse im Luftstrom verursacht, die 1-4 Impulse pro Umdrehung verursachen.

Im Allgemeinen ist ein Ventilator mit einem größeren Durchmesser, der sich langsamer dreht, die beste Wahl.

[VERWEIS: Eine ausführlichere Diskussion über die Anwendung von Ventilatoren finden Sie in dieser Aufzeichnung des jüngsten Webinars von Horton über Off-Highway-Ventilatoren].

Nach den Zahlen

Anwendungsingenieure können auch so genannte Ventilatorkurven erstellen, um den Sweet Spot zwischen Ausgangsleistung, statischem Druck und Luftstrom für eine bestimmte Anwendung zu finden. Es gibt sogar Formeln, die Ventilatorgesetze genannt werden und die zeigen, wie sich physikalische Eingangsfaktoren auf die Leistung auswirken.

Auf einem hohen Niveau variiert die Leistung als Kubikzahl der Geschwindigkeit. Eine 10-prozentige Erhöhung der Drehzahl bedeutet zum Beispiel eine 33-prozentige Erhöhung der Lüfterleistung.

Tauchen Sie ein in die Immersion

Das Eintauchen des Lüfters ist der prozentuale Anteil der Breite des Lüfters, der in der Abdeckhaube verborgen ist. Er wird in Richtung des Luftstroms gemessen.

Die optimale Position für den Ventilator ist in der Regel eine 65-70-prozentige Eintauchung in die Ummantelung. „Optimale Immersionstests“ können in jedem AMCA-zertifizierten Windkanal für jede Wanten-Ventilator-Konfiguration durchgeführt werden.