ઓટોમોબાઈલ કૂલિંગ ફેનની કાર્યકારી સ્થિતિ અને સિદ્ધાંત
1. જ્યારે ટાંકીનું તાપમાન સેન્સર (વાસ્તવમાં તાપમાન નિયંત્રણ વાલ્વ, પાણી માપક તાપમાન સેન્સર નહીં) શોધે છે કે ટાંકીનું તાપમાન થ્રેશોલ્ડ (મોટાભાગે 95 ડિગ્રી) કરતાં વધી ગયું છે, ત્યારે પંખો રિલે જોડાય છે;
2. ફેન સર્કિટ ફેન રિલે દ્વારા જોડાયેલ છે, અને ફેન મોટર શરૂ થાય છે.
3. જ્યારે પાણીની ટાંકીનું તાપમાન સેન્સર શોધે છે કે પાણીની ટાંકીનું તાપમાન થ્રેશોલ્ડ કરતા ઓછું છે, ત્યારે પંખા રિલે અલગ થઈ જાય છે અને પંખા મોટર કામ કરવાનું બંધ કરી દે છે.
પંખાના સંચાલન સાથે સંબંધિત પરિબળ ટાંકીનું તાપમાન છે, અને ટાંકીનું તાપમાન એન્જિનના પાણીના તાપમાન સાથે સીધું સંબંધિત નથી.
ઓટોમોબાઈલ કૂલિંગ ફેનની કાર્યકારી સ્થિતિ અને સિદ્ધાંત: ઓટોમોબાઈલ કૂલિંગ સિસ્ટમમાં બે પ્રકારનો સમાવેશ થાય છે.
પ્રવાહી ઠંડક અને હવા ઠંડક. પ્રવાહી-ઠંડકવાળા વાહનની ઠંડક પ્રણાલી એન્જિનમાં પાઈપો અને ચેનલો દ્વારા પ્રવાહીનું પરિભ્રમણ કરે છે. જ્યારે પ્રવાહી ગરમ એન્જિનમાંથી વહે છે, ત્યારે તે ગરમી શોષી લે છે અને એન્જિનને ઠંડુ કરે છે. પ્રવાહી એન્જિનમાંથી પસાર થયા પછી, તેને હીટ એક્સ્ચેન્જર (અથવા રેડિયેટર) તરફ વાળવામાં આવે છે, જેના દ્વારા પ્રવાહીમાંથી ગરમી હવામાં વિખેરાઈ જાય છે. એર ઠંડક કેટલીક શરૂઆતની કાર એર ઠંડક તકનીકનો ઉપયોગ કરતી હતી, પરંતુ આધુનિક કાર ભાગ્યે જ આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. એન્જિન દ્વારા પ્રવાહીનું પરિભ્રમણ કરવાને બદલે, આ ઠંડક પદ્ધતિ એન્જિન સિલિન્ડરોની સપાટી સાથે જોડાયેલ એલ્યુમિનિયમ શીટ્સનો ઉપયોગ કરે છે જેથી તેમને ઠંડુ કરી શકાય. શક્તિશાળી પંખા એલ્યુમિનિયમ શીટ્સમાં હવા ફૂંકે છે, ગરમીને ખાલી હવામાં વિખેરી નાખે છે, જે એન્જિનને ઠંડુ કરે છે. કારણ કે મોટાભાગની કાર પ્રવાહી ઠંડકનો ઉપયોગ કરે છે, ડક્ટવર્ક કારની ઠંડક પ્રણાલીમાં ઘણી પાઇપિંગ હોય છે.
પંપ પ્રવાહીને એન્જિન બ્લોકમાં પહોંચાડ્યા પછી, પ્રવાહી સિલિન્ડરની આસપાસ એન્જિન ચેનલોમાંથી વહેવાનું શરૂ કરે છે. પછી પ્રવાહી એન્જિનના સિલિન્ડર હેડ દ્વારા થર્મોસ્ટેટમાં પાછું ફરે છે, જ્યાં તે એન્જિનમાંથી બહાર નીકળે છે. જો થર્મોસ્ટેટ બંધ કરવામાં આવે, તો પ્રવાહી થર્મોસ્ટેટની આસપાસના પાઈપો દ્વારા સીધું પંપમાં પાછું વહેશે. જો થર્મોસ્ટેટ ચાલુ કરવામાં આવે, તો પ્રવાહી રેડિયેટરમાં અને પછી પંપમાં પાછું વહેવાનું શરૂ કરશે.
હીટિંગ સિસ્ટમમાં એક અલગ ચક્ર પણ હોય છે. ચક્ર સિલિન્ડર હેડમાં શરૂ થાય છે અને પંપ પર પાછા ફરતા પહેલા હીટરના ધનુષ્ય દ્વારા પ્રવાહીને ફીડ કરે છે. ઓટોમેટિક ટ્રાન્સમિશન ધરાવતી કાર માટે, રેડિયેટરમાં બનેલા ટ્રાન્સમિશન તેલને ઠંડુ કરવા માટે સામાન્ય રીતે એક અલગ ચક્ર પ્રક્રિયા હોય છે. ટ્રાન્સમિશન તેલને રેડિયેટરમાં બીજા હીટ એક્સ્ચેન્જર દ્વારા ટ્રાન્સમિશન દ્વારા પમ્પ કરવામાં આવે છે. પ્રવાહી શૂન્ય ડિગ્રી સેલ્સિયસથી નીચેથી 38 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપર સુધીની વિશાળ તાપમાન શ્રેણીમાં કાર્ય કરી શકે છે.
તેથી, એન્જિનને ઠંડુ કરવા માટે જે પણ પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે તેનો ઠંડું બિંદુ ખૂબ જ ઓછો હોવો જોઈએ, ઉત્કલન બિંદુ ખૂબ જ ઊંચો હોવો જોઈએ, અને તે વિશાળ શ્રેણીની ગરમી શોષી શકે તેવો હોવો જોઈએ. પાણી ગરમી શોષવા માટે સૌથી કાર્યક્ષમ પ્રવાહીઓમાંનું એક છે, પરંતુ પાણીનું ઠંડું બિંદુ ઓટોમોબાઈલ એન્જિન માટે ઉદ્દેશ્ય પરિસ્થિતિઓને પૂર્ણ કરવા માટે ખૂબ ઊંચું છે. મોટાભાગની કાર જે પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરે છે તે પાણી અને ઇથિલિન ગ્લાયકોલ (c2h6o2) નું મિશ્રણ છે, જેને શીતક તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. પાણીમાં ઇથિલિન ગ્લાયકોલ ઉમેરીને, ઉત્કલન બિંદુ નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકાય છે અને ઠંડું બિંદુ ઘટાડી શકાય છે.
દર વખતે જ્યારે એન્જિન ચાલુ હોય છે, ત્યારે પંપ પ્રવાહીનું પરિભ્રમણ કરે છે. કારમાં વપરાતા કેન્દ્રત્યાગી પંપની જેમ, જેમ જેમ પંપ ફરે છે, તે કેન્દ્રત્યાગી બળ દ્વારા પ્રવાહીને બહાર પમ્પ કરે છે અને સતત તેને મધ્યમાંથી અંદર ખેંચે છે. પંપનો ઇનલેટ કેન્દ્રની નજીક સ્થિત છે જેથી રેડિયેટરમાંથી પરત આવતો પ્રવાહી પંપ બ્લેડનો સંપર્ક કરી શકે. પંપ બ્લેડ પ્રવાહીને પંપની બહાર લઈ જાય છે, જ્યાં તે એન્જિનમાં પ્રવેશ કરે છે. પંપમાંથી પ્રવાહી એન્જિન બ્લોક અને હેડમાંથી વહેવાનું શરૂ કરે છે, પછી રેડિયેટરમાં અને અંતે પંપ પર પાછું આવે છે. એન્જિન સિલિન્ડર બ્લોક અને હેડમાં પ્રવાહીના પ્રવાહને સરળ બનાવવા માટે કાસ્ટિંગ અથવા યાંત્રિક ઉત્પાદનમાંથી બનાવેલી સંખ્યાબંધ ચેનલો હોય છે.
જો આ પાઈપોમાં પ્રવાહી સરળતાથી વહેતું હોય, તો ફક્ત પાઇપના સંપર્કમાં રહેલું પ્રવાહી જ સીધું ઠંડુ થશે. પાઇપમાંથી વહેતા પ્રવાહીમાંથી પાઇપમાં ટ્રાન્સફર થતી ગરમી પાઇપ અને પાઇપને સ્પર્શતા પ્રવાહી વચ્ચેના તાપમાનના તફાવત પર આધાર રાખે છે. તેથી, જો પાઇપના સંપર્કમાં રહેલું પ્રવાહી ઝડપથી ઠંડુ થાય, તો ટ્રાન્સફર થતી ગરમી ખૂબ ઓછી હશે. પાઇપમાં ટર્બ્યુલન્સ બનાવીને, બધા પ્રવાહીને ભેળવીને અને વધુ ગરમી શોષવા માટે પ્રવાહીને ઉચ્ચ તાપમાને પાઇપના સંપર્કમાં રાખીને પાઇપમાં રહેલા બધા પ્રવાહીનો કાર્યક્ષમ ઉપયોગ કરી શકાય છે.
ટ્રાન્સમિશન કૂલર રેડિયેટરમાં રહેલા રેડિયેટર જેવું જ છે, સિવાય કે તેલ હવાના શરીર સાથે ગરમીનું વિનિમય કરતું નથી, પરંતુ રેડિયેટરમાં રહેલા એન્ટિફ્રીઝ સાથે કરે છે. પ્રેશર ટાંકી કવર પ્રેશર ટાંકી કવર એન્ટિફ્રીઝના ઉત્કલન બિંદુને 25℃ સુધી વધારી શકે છે.
થર્મોસ્ટેટનું મુખ્ય કાર્ય એન્જિનને ઝડપથી ગરમ કરવાનું અને સતત તાપમાન જાળવવાનું છે. રેડિયેટરમાંથી વહેતા પાણીની માત્રાને સમાયોજિત કરીને આ પ્રાપ્ત થાય છે. નીચા તાપમાને, રેડિયેટર આઉટલેટ સંપૂર્ણપણે અવરોધિત થઈ જશે, જેનો અર્થ એ કે તમામ એન્ટિફ્રીઝ એન્જિનમાંથી ફરશે. એકવાર એન્ટિફ્રીઝનું તાપમાન 82-91 સે સુધી વધી જાય, પછી થર્મોસ્ટેટ ચાલુ થઈ જશે, જે પ્રવાહીને રેડિયેટરમાંથી વહેવા દેશે. જ્યારે એન્ટિફ્રીઝ તાપમાન 93-103℃ સુધી પહોંચે છે, ત્યારે તાપમાન નિયંત્રક હંમેશા ચાલુ રહેશે.
કૂલિંગ ફેન થર્મોસ્ટેટ જેવું જ હોય છે, તેથી એન્જિનને સતત તાપમાન પર રાખવા માટે તેને ગોઠવવું આવશ્યક છે. ફ્રન્ટ વ્હીલ ડ્રાઇવ કારમાં ઇલેક્ટ્રિક ફેન હોય છે કારણ કે એન્જિન સામાન્ય રીતે આડા માઉન્ટ થયેલ હોય છે, એટલે કે એન્જિનનું આઉટપુટ કારની બાજુ તરફ હોય છે.
પંખાને થર્મોસ્ટેટિક સ્વીચ અથવા એન્જિન કમ્પ્યુટર દ્વારા ગોઠવી શકાય છે. જ્યારે તાપમાન સેટ પોઇન્ટથી ઉપર વધે છે, ત્યારે આ પંખા ચાલુ કરવામાં આવશે. જ્યારે તાપમાન સેટ મૂલ્યથી નીચે જાય છે, ત્યારે આ પંખા બંધ કરવામાં આવશે. કૂલિંગ ફેન રેખાંશ એન્જિનવાળા રીઅર-વ્હીલ ડ્રાઇવ વાહનો સામાન્ય રીતે એન્જિન-સંચાલિત કૂલિંગ ફેનથી સજ્જ હોય છે. આ પંખાઓમાં થર્મોસ્ટેટિક ચીકણું ક્લચ હોય છે. ક્લચ પંખાના મધ્યમાં સ્થિત હોય છે, જે રેડિયેટરમાંથી હવાના પ્રવાહથી ઘેરાયેલું હોય છે. આ ખાસ ચીકણું ક્લચ ક્યારેક ઓલ-વ્હીલ ડ્રાઇવ કારના ચીકણું કપ્લર જેવું હોય છે. જ્યારે કાર વધુ ગરમ થાય છે, ત્યારે બધી બારીઓ ખોલો અને પંખો પૂર્ણ ગતિએ ચાલતો હોય ત્યારે હીટર ચલાવો. આનું કારણ એ છે કે હીટિંગ સિસ્ટમ ખરેખર એક ગૌણ ઠંડક પ્રણાલી છે, જે કાર પરની મુખ્ય ઠંડક પ્રણાલીની સ્થિતિને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે.
હીટર સિસ્ટમ કારના ડેશબોર્ડ પર સ્થિત હીટર બેલો ખરેખર એક નાનું રેડિયેટર છે. હીટર ફેન હીટર બેલો દ્વારા ખાલી હવા કારના પેસેન્જર કમ્પાર્ટમેન્ટમાં મોકલે છે. હીટર બેલો નાના રેડિયેટરો જેવા જ હોય છે. હીટર બેલો સિલિન્ડર હેડમાંથી થર્મલ એન્ટિફ્રીઝને ચૂસે છે અને પછી તેને પંપમાં પાછું વહેવડાવે છે જેથી થર્મોસ્ટેટ ચાલુ કે બંધ થાય ત્યારે હીટર ચાલી શકે.
