Early Ford V8 kylning

När andra generationen V8 sidventilmotorer kom från Ford 1939, så hade de flyttat ner vattenpumparna och ändrat riktning på vattnets cirkulation i blocket. Från den här generationen av motorer så trycks vattnet in av pumparna in i motorblocket och i blockets bakre del uppåt och framåt genom topparna och neråt till pumparna igen. Varje blockhalva har en egen cirkulation och en förbindelse mellan de två sidorna av motorn sker först i kylaren.

När vattnet i topplocken är varmare än termostaternas märktemperatur är de helt öppna och släpper fram vattnet till den övre delen av kylaren. De är helt stängda, ca 7°C grader innan märktemperaturen och halvöppna, ca 4°C innan märktemperaturen.

Vattnet går ner genom kylaren och tillbaka till pumparna. Man kan säga att det varma vattnet ”shuntas av” från motorblocket till kylaren. Efterhand som vattnet passerar ner genom kylaren så sjunker vattnets temperatur.

Fläkten som 1934 är 4-bladig och har diametern 16 tum har till uppgift att suga luft genom kylaren, då fartvinden inte ger tillräcklig luftgenomströmning genom kylaren. Fläkten var axiellt fastsatt på generatorn.

Totalt innehåller motorn och kylaren 20,8 liter vatten (5 ½ US Gallons). Relativt motorns storlek är vattenvolymen i de gamla Ford-bilarna väl tilltagen för att klara alla former av driftsituationer.

Observera att Fords kylarsystem är ett normaltryckssystem. Fords trycksatta system kom först i deras lätta lastbilar 1946. Mer om de olika typerna av kylarsystem finns här: http://www.earlyfordv8.se/motorteknik/kylning/

Kylare- och fläktutveckling

Under 1940-talet började biltillverkarna utrusta bilarna med kylsystem som var slutna och arbetade med ett ångtryck som var högre än det omgivande lufttrycket. Det gjorde att vattnets kokpunkt höjdes.

Biltillverkarna kom snabbt på, att en kåpa som täcker kylarens baksida runt fläkten gav en stor förbättring av fläktens kapacitet. Kåpan styr också fartvinden genom kylaren. Senare kom tillverkarna på att det var onödigt att fläkten roterade då motorn var kall och införde någon form av temperturberoende inkoppling av fläkten. På det här sättet, kunde även kylarna göras tunnare och mindre. Nästa steg blev eldrivna temperaturstyrda fläktar. Några biltillverkare använde två fläktar med stegvis temperaturberoende inkoppling beroende på behovet av kylning.

I dag använder alla biltillverkare trycksatta kylsystem och temperaturstyrda el-fläktar. El-fläktar och även eldrivna vattenpumpar (dragracing) fanns tidigt på tävlingsbilar.

El-fläktens konstruktion

Grundkonstruktionen är en flerbladig axialfläkt (propellerfläkt) som drivs av en likströmsmotor. Vid rotation uppstår en tryckskillnaden över fläkten som används för att skapa en luftströmning. Kännetecknande för axialfläkten är att den kan förflytta en stor luftvolym mot en låg resistans.

För den som vill utrusta sin bil med en el-fläkt finns det ett stort utbud i olika storlekar och med olika kapacitet, Det finns några generella saker som kan vara bra att känna till.

• En sugande fläkt bakom kylaren är ca 20 % effektivare än en tryckande framför kylaren. En fläkt framför kylaren hindrar till viss del luftflödet genom kylaren.
• Böjda blad ger lägre ljud än raka blad.
• Den sammanlagda och totala ytan på de böjda bladen brukar vara större än de på raka blad och de böjda bladen ger då bättre flöde än raka blad.
• En inbyggnad med kåpa eller en plåt med ett hål, för fläkten, förbättrar kylningen avsevärt!
• Utan kåpa bör fläkten  täcka så stor del av kylaren som möjligt då det endast är den ytan, som kyls av fläkten.
• Fläkten bör placeras så högt upp som möjligt på kylaren, då det varma vattnet kommer in i kylarens övre del.
• En bra tumregel för en 16 tums fläktmotor är att 1 A ström till motorn ger ca 100 CFM i luftflöde.

Var försiktig om du ska ”prova” fläkten innan den monteras i bilen. Provar du den utan att den sitter fast, så flyger den garanterat i väg!

Kapacitet

För att en varm sommardag klara kortege-körning med en original Early-Ford V8 eller något trimmad motor krävs, enligt MAC´s Auto Parts, en elektrisk fläkt med kapaciteten 1500-1650 CFM.

Fläkten

Då jag kommer att ha fläkten monterad utan kåpa och även vill ha lite ”marginal” så köpte jag en sugande 16 tums fläkt med 10 böjda blad och kapaciteten 2070 CFM. Fläkten är tillverkad av Spal i Italien.

Fläkten hade tidigare beteckningen Spal 30100825, men betecknas nu 30102049. Beteckningen som finns på fläkten är VA18-AP71/LL-59A. Här är en länk till deras datablad: http://www.spal-usa.com/fans/automated/tech_sheets/2048-2049.pdf

Här är de värden som jag mätte upp när fläkten är monterad på baksidan av en Ford 1934 kylare från Brassworks.

Spänning – Volt	Ström – Ampere
8	11
10	12
11	15,5
12	17
12,5	18,5
13,8	21,5

Installationen

Mekaniskt

Fläkten hålls på plats av två hemtillverkade horisontella stag och de fyra plastfästen som ingår i Spal monteringssats 30130011.

Elektriskt

Spal har en installationssats som innehåller sensorn för fläktstyrningen – och för att undvika spänningsfall – en mycket kraftig kabelhärva med relä och säkringshållare, Speedway Motors Part #91064028-185.

Då komponenterna i kabelhärvan är stora och rejält dimensionerade har jag valt att göra en mer ”normal” el-installation med ett 40 A relä och en 40 A säkring. Några 10-dels volt i spänningsfall kommer inte att märkbart försämra fläktens kapacitet.

Styrningen av fläkten

Sensorn

Fläktsensorn, den svarta till vänster på bilden, är placerad i samma vatten som givaren till temperaturmätaren. Genom att ha sensorn till fläkten och sensorn till temperaturmätaren på samma ställe så stämmer mätaren med aktuell temperatur i topparna.

Sensorn har bara en anslutning. Det innebär att den sluter strömkretsen till jord och att man inte bör använda gängtejp på gängorna, då tejpen kan isolera sensorn från jord-kontakt.

Det finns två olika termostatstyrningar från Spal. Den som jag valde har det lägre av de två arbetsområdena:

Sensorns arbetsområde är 185°F – 165 °F vilket motsvarar i Celsius grader 85 °C – 74 °C. Det innebär att kontakten sluter vid 85°C och bryter vid 74°C.

Lite data på sensorn SPAL 3/8 NPT sensorer: http://www.speedwaymotors.com/SPAL-Cooling-Fan-Sensors-3-8-NPT,7637.html

Strömbrytaren

Har även monterat en strömbrytare. Det går alltså att starta fläkten med strömbrytaren. Bra att ha vid provning och om sensorn skulle krångla eller gå sönder. Med strömbrytaren i läge från, styrs fläkten enbart av temperatursensorn d.v.s. till vid 85°C och från vid 74°C.

Termostaten

Avsikten med att använda en styrd elektrisk fläkt är att den ska aktiveras då fartvinden genom kylaren inte räcker till att hålla vattnets temperatur under ett önskat gradtal. Därför är det viktigt att termostaten och sensorn till fläkten arbetar i något skilda temperaturområden.

Termostaten i topparna har märkningen 180°F vilket motsvarar 82°C. Det innebär att då kylaren med hjälp av fartvinden inte klarar av att hålla vattentemperaturen i topparna under 85°C så kopplas fläkten in.

Varje termostat är märkt med temperaturen i °F och även flödesriktningen. Vid den angivna temperaturen är termostaten helt öppna. De börjar att öppna cirka 7°C under angiven märktemperatur.

Temperaturer

Då det handlar om Ford Flathead V8 så är temperaturen angiven i Fahrenheit. Kan möjligen var lite förvillande men omräkningen är följande:

Temp °C = 5/9 x (Temp °F – 32)

Temp °F = 9/5 x (Temp °C + 32)

Ett exempel: Hur många °C är 180°F?  °C = 5/9 (180-32) = 5/9 x 148 = 82,2 °C

Fahrenheit grader ℉	Celsius grader ℃	Anmärkning
0	-17,7
32	0
160	71
165	74
170	77
175	79	Early Ford V8 Standard
180	82	Används av många
185	85
190	88
195	91
200	93
205	96
210	99
212	100
215	102
220	104
225	107
230	110