ऑटोमोबाइल कूलिंग फैन की कार्य स्थिति और सिद्धांत
1. जब टैंक तापमान सेंसर (वास्तव में तापमान नियंत्रण वाल्व, न कि जल गेज तापमान सेंसर) यह पता लगाता है कि टैंक का तापमान सीमा (ज्यादातर 95 डिग्री) से अधिक हो गया है, तो पंखे की रिले चालू हो जाती है;
2. पंखे का सर्किट पंखे की रिले के माध्यम से जुड़ा होता है, और पंखे की मोटर चालू हो जाती है।
3. जब पानी की टंकी का तापमान सेंसर यह पता लगाता है कि पानी की टंकी का तापमान निर्धारित सीमा से कम है, तो पंखे की रिले निष्क्रिय हो जाती है और पंखे की मोटर काम करना बंद कर देती है।
पंखे के संचालन से संबंधित कारक टैंक का तापमान है, और टैंक का तापमान सीधे इंजन के पानी के तापमान से संबंधित नहीं है।
ऑटोमोबाइल कूलिंग फैन की कार्य स्थिति और सिद्धांत: ऑटोमोबाइल कूलिंग सिस्टम में दो प्रकार शामिल हैं।
लिक्विड कूलिंग और एयर कूलिंग। लिक्विड-कूल्ड वाहन का कूलिंग सिस्टम इंजन में पाइपों और चैनलों के माध्यम से लिक्विड को सर्कुलेट करता है। जब लिक्विड गर्म इंजन से होकर गुजरता है, तो यह ऊष्मा को अवशोषित करके इंजन को ठंडा करता है। इंजन से गुजरने के बाद, लिक्विड को हीट एक्सचेंजर (या रेडिएटर) में भेजा जाता है, जिसके माध्यम से लिक्विड की ऊष्मा हवा में फैल जाती है। एयर कूलिंग: कुछ शुरुआती कारों में एयर कूलिंग तकनीक का इस्तेमाल होता था, लेकिन आधुनिक कारों में इसका इस्तेमाल बहुत कम होता है। इंजन में लिक्विड सर्कुलेट करने के बजाय, इस कूलिंग विधि में इंजन सिलेंडरों की सतह पर लगी एल्युमीनियम शीट का उपयोग उन्हें ठंडा करने के लिए किया जाता है। शक्तिशाली पंखे एल्युमीनियम शीट में हवा फेंकते हैं, जिससे ऊष्मा खाली हवा में फैल जाती है और इंजन ठंडा हो जाता है। चूंकि अधिकांश कारें लिक्विड कूलिंग का उपयोग करती हैं, इसलिए डक्टवर्क वाली कारों के कूलिंग सिस्टम में बहुत सारे पाइप होते हैं।
पंप द्वारा इंजन ब्लॉक में तरल पदार्थ पहुँचाने के बाद, यह तरल पदार्थ सिलेंडर के चारों ओर इंजन चैनलों से होकर बहना शुरू कर देता है। फिर यह तरल पदार्थ इंजन के सिलेंडर हेड के माध्यम से थर्मोस्टैट तक वापस पहुँचता है, जहाँ से यह इंजन से बाहर निकल जाता है। यदि थर्मोस्टैट बंद है, तो तरल पदार्थ थर्मोस्टैट के चारों ओर की पाइपों के माध्यम से सीधे पंप में वापस चला जाएगा। यदि थर्मोस्टैट चालू है, तो तरल पदार्थ रेडिएटर में और फिर वापस पंप में प्रवाहित होना शुरू हो जाएगा।
हीटिंग सिस्टम में एक अलग चक्र भी होता है। यह चक्र सिलेंडर हेड से शुरू होता है और तरल को हीटर बेल्लो के माध्यम से पंप तक ले जाता है। स्वचालित ट्रांसमिशन वाली कारों में, रेडिएटर में ट्रांसमिशन तेल को ठंडा करने के लिए आमतौर पर एक अलग चक्र प्रक्रिया होती है। ट्रांसमिशन तेल को रेडिएटर में एक अन्य हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पंप किया जाता है। यह तरल शून्य डिग्री सेल्सियस से काफी नीचे से लेकर 38 डिग्री सेल्सियस से काफी ऊपर तक के तापमान में काम कर सकता है।
इसलिए, इंजन को ठंडा करने के लिए उपयोग किए जाने वाले किसी भी तरल का हिमांक बहुत कम, क्वथनांक बहुत अधिक होना चाहिए और वह ऊष्मा की एक विस्तृत श्रृंखला को अवशोषित करने में सक्षम होना चाहिए। पानी ऊष्मा को अवशोषित करने वाले सबसे कुशल तरल पदार्थों में से एक है, लेकिन पानी का हिमांक इतना अधिक होता है कि यह ऑटोमोबाइल इंजनों के लिए आवश्यक शर्तों को पूरा नहीं करता है। अधिकांश कारों में उपयोग किया जाने वाला तरल पानी और एथिलीन ग्लाइकॉल (C2H6O2) का मिश्रण होता है, जिसे शीतलक भी कहा जाता है। पानी में एथिलीन ग्लाइकॉल मिलाने से क्वथनांक में काफी वृद्धि होती है और हिमांक कम हो जाता है।
इंजन चालू होने पर पंप तरल को प्रसारित करता है। कारों में उपयोग होने वाले अपकेंद्री पंपों के समान, पंप के घूमने से अपकेंद्री बल द्वारा तरल बाहर निकलता है और लगातार मध्य भाग से अंदर खींचता रहता है। पंप का प्रवेश द्वार केंद्र के पास स्थित होता है ताकि रेडिएटर से लौटता तरल पंप के ब्लेडों के संपर्क में आ सके। पंप के ब्लेड तरल को पंप के बाहरी भाग तक ले जाते हैं, जहाँ से यह इंजन में प्रवेश करता है। पंप से तरल इंजन ब्लॉक और हेड से होकर रेडिएटर में जाता है और अंत में वापस पंप में आ जाता है। इंजन सिलेंडर ब्लॉक और हेड में तरल प्रवाह को सुगम बनाने के लिए ढलाई या यांत्रिक उत्पादन द्वारा निर्मित कई चैनल होते हैं।
यदि इन पाइपों में द्रव सुचारू रूप से बहता है, तो केवल पाइप के संपर्क में आने वाला द्रव ही सीधे ठंडा होगा। पाइप से बहने वाले द्रव से पाइप में स्थानांतरित होने वाली ऊष्मा पाइप और पाइप को छूने वाले द्रव के तापमान के अंतर पर निर्भर करती है। इसलिए, यदि पाइप के संपर्क में आने वाला द्रव तेजी से ठंडा होता है, तो स्थानांतरित ऊष्मा काफी कम होगी। पाइप में हलचल पैदा करके, सभी द्रव को मिलाकर और पाइप के संपर्क में आने वाले द्रव को उच्च तापमान पर रखकर अधिक ऊष्मा अवशोषित करवाकर पाइप में मौजूद सभी द्रव का कुशलतापूर्वक उपयोग किया जा सकता है।
ट्रांसमिशन कूलर रेडिएटर के समान ही होता है, सिवाय इसके कि इसमें तेल हवा के साथ ऊष्मा का आदान-प्रदान नहीं करता, बल्कि रेडिएटर में मौजूद एंटीफ्रीज़ के साथ करता है। प्रेशर टैंक कवर एंटीफ्रीज़ के क्वथनांक को 25℃ तक बढ़ा सकता है।
थर्मोस्टैट का मुख्य कार्य इंजन को जल्दी गर्म करना और तापमान को स्थिर बनाए रखना है। यह रेडिएटर से बहने वाले पानी की मात्रा को नियंत्रित करके प्राप्त किया जाता है। कम तापमान पर, रेडिएटर का आउटलेट पूरी तरह से बंद हो जाता है, जिसका अर्थ है कि सारा एंटीफ़्रीज़ इंजन में प्रवाहित होगा। जैसे ही एंटीफ़्रीज़ का तापमान 82-91 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ता है, थर्मोस्टैट चालू हो जाता है, जिससे तरल रेडिएटर से होकर बहने लगता है। जब एंटीफ़्रीज़ का तापमान 93-103 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाता है, तो तापमान नियंत्रक हमेशा चालू रहता है।
कूलिंग फैन थर्मोस्टैट के समान होता है, इसलिए इंजन को स्थिर तापमान पर रखने के लिए इसे समायोजित करना आवश्यक है। फ्रंट व्हील ड्राइव कारों में इलेक्ट्रिक फैन होते हैं क्योंकि इंजन आमतौर पर क्षैतिज रूप से लगा होता है, जिसका अर्थ है कि इंजन का आउटपुट कार के किनारे की ओर होता है।
तापमान को थर्मोस्टैटिक स्विच या इंजन कंप्यूटर द्वारा समायोजित किया जा सकता है। तापमान निर्धारित सीमा से अधिक होने पर ये पंखे चालू हो जाते हैं। तापमान निर्धारित सीमा से कम होने पर ये पंखे बंद हो जाते हैं। रियर-व्हील ड्राइव वाहनों में, जिनमें अनुदैर्ध्य इंजन होते हैं, आमतौर पर इंजन-चालित कूलिंग पंखे लगे होते हैं। इन पंखों में थर्मोस्टैटिक विस्कस क्लच होता है। क्लच पंखे के केंद्र में स्थित होता है, जो रेडिएटर से आने वाली वायु से घिरा होता है। यह विशेष विस्कस क्लच कभी-कभी ऑल-व्हील ड्राइव कार के विस्कस कपलर जैसा होता है। कार के ज़्यादा गरम होने पर, सभी खिड़कियाँ खोल दें और पंखे के पूरी गति से चलने पर हीटर चला दें। ऐसा इसलिए है क्योंकि हीटिंग सिस्टम वास्तव में एक द्वितीयक कूलिंग सिस्टम है, जो कार के मुख्य कूलिंग सिस्टम की स्थिति को दर्शाता है।
हीटर सिस्टम: कार के डैशबोर्ड पर स्थित हीटर बेल्लो वास्तव में एक छोटा रेडिएटर होता है। हीटर का पंखा खाली हवा को हीटर बेल्लो से गुजारकर कार के यात्री डिब्बे में भेजता है। हीटर बेल्लो छोटे रेडिएटर के समान होते हैं। हीटर बेल्लो सिलेंडर हेड से थर्मल एंटीफ्रीज को खींचकर पंप में वापस भेज देते हैं, जिससे थर्मोस्टैट चालू या बंद होने पर हीटर चल सके।
