Выбираем 140 мм вентилятор топ-класса: итоги тестирования 18 моделей (страница 2)
NoiseBlocker NB-BlackSilentFan XK2
Помимо Noctua в группе дорогих вентиляторов традиционно представлены и модели NoiseBlocker.
Интересно, что первая из них относится к «бюджетной» серии (здесь необходимо учитывать, что вся продукция NB отличается высокой стоимостью, так что это очень условная «бюджетность»).
реклама
Внешне вентилятор выделяется разве что крыльчаткой из полупрозрачного синего пластика (подсветка не предусмотрена). Он снабжен трехконтактным разъемом, а в комплект поставки входят только крепежные винты. Более того – эта модель оснащена простейшим подшипником скольжения (однако, благодаря качеству используемых материалов и некоторым доработкам, производитель заявляет для него весьма высокий ресурс – 80 000 часов).
В общем, все признаки недорогого вентилятора налицо, при этом за XK2 просят почти 20 долларов. Посмотрим, как эта модель проявит себя на фоне конкурентов той же ценовой категории.
NoiseBlocker NB-BlackSilentPRO PK2
Следующая модель относится к одной из старших серий – BackSilent Pro. Модификация PK2 оснащается фирменным «магнитным» подшипником NanoSLI с очень высоким ресурсом – 140 000 часов.
В остальном вентиляторы двух линеек весьма схожи: близка форма крыльчатки, в обоих случаях используется трехконтактный разъем. А вот укомплектован BlackSilentPRO значительно богаче. В набор входят виброизолирующая прокладка по форме рамки, два набора крепежа – винты и резиновые шпильки, и два сменных шнура питания разной длины (250 и 500 мм, их можно соединить, получив еще более длинный кабель).
Prolimatech Vortex 14 Blue
реклама
Даная модель, несмотря на весьма высокую стоимость, является одной из самых простых в линейке продуктов Prolimatech. Никаких технических наворотов: форма крыльчатки традиционна, в конструкции использован подшипник скольжения (время наработки на отказ не сообщается), вертушка снабжена трехконтактным разъемом.
Комплект поставки богатым тоже не назовешь: крепежные винты и переходник на «Molex».
Prolimatech Vortex 14 Red LED
Внешне вентилятор отличается от предыдущей модификации только наличием подсветки (предлагаются разные цвета) и полупрозрачной (а не матовой) крыльчаткой. Комплект поставки и упаковка также почти идентичны. Для питания используется трехконтактный разъем.
Однако при тестировании Vortex 14 Red LED и Vortex 14 Blue модели показали заметно различающиеся шумовые характеристики. Это заставляет думать, что здесь применяется иной тип подшипника (хотя в описании указана все та же «втулка» с неизвестным ресурсом).
Prolimatech Vortex RL4R
Последний вентилятор тайваньской компании – одна из самых оригинальных моделей в нашей подборке (и одновременно самая дорогая).
Основная фишка этого продукта – крыльчатка из алюминия. По заявлению производителя, использование прочного металла позволяет создать особенно эффективный аэродинамический профиль. Что ж, лопасти здесь, и правда, заметно тоньше, чем у большинства моделей с пластиковой крыльчаткой.
В конструкции применяется шарикоподшипник (Two Ball Bearing) – неплохой вариант в плане надежности (к сожалению, ресурс не указывается), но не лучший – по уровню шума. Для питания используется трехконтактный разъем. Комплект поставки включает пару шнуров с «понижающими» резисторами, переходник на Molex и крепежные винты.
Кроме того, вентилятор может похвастать наличием подсветки (в данном случае – красного цвета). Впрочем, работает она не слишком хорошо – светодиоды высвечивают отдельные полосы на непрозрачной крыльчатке.
Напоследок интересная деталь: Vortex RL4R поставляется с установленной проволочной решеткой («гриль»): очевидно, производитель побаивается судебных исков от чрезмерно любознательных покупателей.
реклама
Scythe Kama-Flex
Модель нетипичной размерности – 135 х 25 мм (второй вентилятор этого типоразмера в нашей подборке, первым был Zalman ZM-F4). Однако крепежные отверстия расположены так, чтобы обеспечивать установку на посадочное место обычной «стосороковки».
Выглядит вертушка очень просто. Главной особенностью, обуславливающей высокую цену, является гидродинамический подшипник, разработанный компанией Sony (этот факт Scythe подчеркивает отдельно). По заявлению производителя, он отличается чрезвычайно высокой надежностью, ресурс – 120 000 часов. Вентилятор снабжен трехконтактным разъемом. Комплект поставки включает переходник на «Molex» и крепежные винты.
реклама
Thermalright TR-14013
Переходим к Thermalright. В данной подборке представлено сразу четыре вентилятора этого известного производителя.
Начнем с двух очень специфических «сверхтонких» моделей (типоразмер 140 х 13 мм). Они предназначены для систем с очень плотной компоновкой (как вариант – для мощных низкопрофильных кулеров CPU, правда, такие модели под 140 мм вентилятор можно пересчитать по пальцам). Крыльчатка с узкими лопастями должна обеспечивать неплохие показатели потока, а вот высокого статического давления от этой вертушки ожидать не приходится.
реклама
В конструкции используется надежный подшипник EHFB (время наработки на отказ – 100 000 часов), однако конкретно его тип не называется. Вентилятор оснащен четырехконтактным разъемом.
На этом все, так как комплекта поставки здесь нет (TR традиционно не уделяет внимания «всем этим мелочам», позиционируя свои вентиляторы и радиаторы как продукты для энтузиастов, у которых и так есть все необходимое).
Thermalright TY-14013R
реклама
Модификация того же вентилятора с литерой R в названии отличается «боевой» расцветкой и большей скоростью вращения. В остальном все также: подшипник EHFB с ресурсом 100 000 часов, четырехконтактный разъем и полное отсутствие комплекта поставки.
Thermalright TR-TY140
Полагаю, этот конкурсант в представлении не нуждается. TR-TY140 – очень популярная модель, поставляемая с известнейшими кулерами Thermalright – Archon, True Spirit 140 и Silver Arrow (по крайней мере – в «классическом» варианте, позже некоторые модели перевели на использование еще более крупных 150 мм вертушек TR-TY150, а место TR-TY140 в современных ревизиях занимает фактически идентичный TR-TY147).
реклама
Вентилятор оснащен все тем же фирменным подшипником EHFB, тип которого не указывается, а ресурс заявлен на уровне 100 000 часов. Для питания используется четырехконтактный разъем. Комплект поставки традиционно отсутствует.
Напоследок отмечу необычную форму рамки. Тут все «шиворот-навыворот»: расстояние между крепежными отверстиями – как у 120 мм модели, сама же рамка почти на полтора сантиметра шире, чем у обычного 140 мм вентилятора. На этот момент стоит обратить внимание, чтобы избежать проблем с совместимостью.
Thermalright TR-TY143
реклама
В дополнение рассмотрим один из самых «сумасшедших» 140 мм вентиляторов на рынке. При напряжении питания 12 В эта модель раскручивается до 2700 об/мин. Помнится, именно такие пропеллеры устанавливаются на «экстремальную» версию процессорного кулера Silver Arrow SB-E, тестируя которую, автор долго недоумевал – кого может заинтересовать столь шумный продукт.
Тем не менее, данные TR-TY143 на сравнительных графиках точно не будут лишними – как-никак, это один из самых мощных существующих на рынке вентиляторов.
Интересно, что при очень схожей с TR-TY140 конструкции для TR-TY143 указан другой тип подшипника – Two Ball Bearing (шарикоподшипник), а время наработки на отказ не сообщается. В остальном все аналогично – четырехконтактный разъем, отсутствие комплекта поставки.
“Анатомия” компьютерных вентиляторов
Вступление. Коллекторные двигатели
Компьютерный вентилятор представляет собой несложную конструкцию, обычно состоящую из бесколлекторного электродвигателя постоянного тока и лопастей крыльчатки, которые приводятся в движение для перемещения воздушных масс. Это устройство давно стало стандартным компонентом в системах охлаждения современных компьютеров, однако для производства вентиляторов до сих пор применяются различные технологии и принципы. В этом материале мы попробуем разобраться с одним из наиболее часто возникающих вопросов по этим, казалось бы, банальным комплектующим: типу и характеристикам подшипников.
Возможно, вы могли видеть, как на упаковках кулеров производители указывают слово бесколлекторный (brushless) применительно к типу используемого вентилятора. Но какой же смысл несет данное обозначение? Чтобы понять это, следует сначала разобраться, как работает коллекторный (brushed) электромотор.
В простейшем случае, так называемый коллекторный электродвигатель постоянного тока (словосочетание “постоянный ток” повторяется нами вновь, так как именно DC, Direct Current, служит источником питания для компьютерных вентиляторов) является неким металлическим цилиндром, вокруг которого закручена медная проволока. Более корректным языком следует называть эту пару ротором с обмоткой. На цилиндре закреплен вал, и в совокупности это соединение подвижно. Таким образом, при движении цилиндра, вращение передается на вал, который, в свою очередь, уже может быть соединен со следующими движимыми компонентами системы. В частности, именно на валу закреплена крыльчатка интересующих нас кулеров.
При подаче энергии на обмотку прежде нейтрального цилиндра, он превращается в электромагнит, генерирующий магнитное поле между двумя полюсами (называемыми северным и южным). Кроме того, вокруг мотора дополнительно помещаются два магнита с противоположной полярностью (поляризующих магнита, статора). В то время, когда генерируемое рабочим электромагнитом магнитное поле оказывается противоположным создаваемому статичными магнитами, мотор приходит в движение; действует пара сил Ампера (ведь одноименные магнитные полюса отталкиваются друг от друга, а разноименные — притягиваются). Мы отобразили данный начальный этап на первом рисунке.
Типы подшипников в корпусных вентиляторах
Содержание
Содержание
Активное охлаждение компонентов компьютера уже давно ни для кого не является новостью. Пользователи так сильно увлечены воздушными потоками, давлением внутри корпуса, что забывают о том, что не каждый вентилятор подходит на отведенную ему роль в полной мере. И не последнее значение в этом играет тип подшипника вентилятора.
Немного истории
Изначально подшипники выглядели совсем не так как сейчас. Как следует из названия, это то, во что упирается шип.
Простая конструкция за счет малого диаметра оси создает большое отношение плеч рычага и даже большой коэффициент трения не создает существенного противодействия вращению. А что бы износ был как можно меньше, в качестве подшипника используется более твердый материал. Сегодня такая конструкция встречается в механических часах.
Так или иначе прогресс взял свое, и современные конструкции уже более совершенны.
Подшипник скольжения
Традиционный спутник бюджетных вентиляторов. Внешне максимально простая конструкция, состоящая из латунной втулки и стального вала, но в своей работе не так уж и проста.
Небольшая разница в диаметре вала и втулки заполнена маслом. При вращении вала силы трения между валом и маслом нагнетают масло в место соприкосновения вала и втулки, создавая давление масляного клина. Если это давление будет достаточно большим, оно предотвращает контакт вала и втулки.
h — толщина слоя смазки, ω — угловая скорость вращения вала, d — диаметр вала, P — величина нагрузки, s —средний зазор, e — эксцентриситет
Как видно из рисунка слабым местом этого подшипника является то, что давление прилагается только с одной стороны вала — это не способствует гашению вибраций, а даже наоборот вызывает их при малой величине нагрузки.
По мере работы нагрев делает масло более жидким, что уменьшает давление масляного клина. Также нагрев способствует ускорению испарения масла и в итоге вал с втулкой начинает контактировать. При повышении окружающей температуры на 20 градусов срок эксплуатации такого подшипника снижается в 3 раза. То есть, для вентилятора с обычным подшипником скольжения наиболее удачным будет место с низкой температурой. А для уменьшения, микровибраций, которые изнашивают втулку и в итоге становятся слышимыми вибрациями нужна нагрузка на вал. Такие условия в сборке башенного типа актуальны только на фронтальной панели.
По мере усовершенствования этого типа подшипника появились самосмазывающиеся вариации, а также с винтовой нарезкой. Их особенностью является большее количество масла, доступное для смазки, а также некоторое подобие насоса за счет винтовых конструкций, обеспечивающее циркуляцию масла в любом положении.
Использование полиоксиметилена (POM) также идет на пользу. Этот материал частенько используют в редукторах дешевого электроинструмента. Но в данном случае это замена мягкой втулки из медного сплава, которая в редукторе рассыпалась бы моментально. Полимерный материал уменьшает коэффициент сухого трения и появление частиц с абразивными свойствами, которые в свою очередь ускоряют износ.
Все эти ухищрения не устраняют полностью недостатки конструкции подшипника скольжения, хотя и позволяют ему проработать несколько лет даже в неудачном положении. Наиболее живучим будет вентилятор, имеющий защиту IP6X. В нем применяется герметизирующая втулка для защиты от пыли, которая также мешает испаряться и вытекать маслу.
Гидродинамический подшипник
Считается вечным, ведь пока в нем есть масло, вал и втулка не могут соприкоснуться. Это обеспечивается особым профилем либо втулки, либо вала, обеспечивающих повышенное давление в некоторых участках. Обычно это встречные косые углубления на втулке. Их проще выполнить в мягком металле, не нарушая балансировки вала. Но на практике может встретиться все что угодно, щедро сдобренное маркетинговыми названиями.
Как видно по результатам моделирования, повышенное давление действует на вал со всех сторон. За счет этого вал меньше вибрирует и практически исключается контакт со втулкой. Но главная проблема подшипников скольжения — высыхание масла тут тоже присутствует. И добавляется еще одна: в лежачем положении масло, по мере высыхания, либо скопится в масляной камере (при этом некоторые конструкции исключают достаточное поступление масла за счет капиллярного эффекта), либо постепенно будет покидать подшипник через недостаточно герметичное уплотнение вала.
И ко всему этому еще добавляется очень большая восприимчивость к работе на низких оборотах. Давление масла зависит от оборотов, и если они будут недостаточны, то гидродинамический подшипник превращается в обычный подшипник скольжения. Недаром производители зачастую ограничивают нижнюю частоту вращения вентиляторов с гидродинамическими подшипниками в 600 оборотов в минуту. Но даже с таким ограничением пользователи отмечают появление посторонних звуков.
Подшипники с магнитным центрированием
Большая часть вентиляторов пользуется магнитной левитацией за счет притяжения постоянного магнита ротора и полюсов статора. Убедиться в наличии магнитной левитации просто — достаточно вдоль оси потолкать крыльчатку. Она свободно перемещается на некоторое расстояние и тут же возвращается. В вентиляторах с магнитным центрированием добавляют еще один магнит, придающий больше жесткости, и упор оси вала, который может быть выполнен как из пластика, так и из гидродинамического подшипника.
Дополнительная жесткость уменьшает вибрацию вала на низких оборотах и позволяет гидродинамическому подшипнику работать на любых оборотах и в любом положении.
Подшипник качения
Как можно понять из названия, принцип его работы основан на качении. Чем тверже материал, меньше шероховатость поверхности и точнее детали, тем дольше прослужит такой подшипник. Чем ниже рабочие обороты в подшипнике качения, тем дольше он проработает (даже в перерасчете на суммарное количество оборотов).
Ориентация в пространстве на работе никак не сказывается, поэтому вентиляторы на его основе можно применять в любой части сборки.
Но такой подшипник шумный, что делает его применение на низких оборотах бессмысленной затеей, и с течением времени создаваемый шум растет постепенно. Наиболее долговечная разновидность выполняется из керамики.
А самую тихую модификацию без сепаратора, в которой шарики не создают шума постукиванием друг о друга, скорее всего в компьютерных вентиляторах мы никогда и не увидим.
Заключение
Подшипники компьютерных вентиляторов имеют свои слабые и сильные стороны, учитывая которые можно избежать ускоренной поломки и бессмысленных трат.
Обычный подшипник скольжения дешевый, быстро выходит из строя, но на фронтальной панели может прослужить вполне долго.
Самосмазывающиеся подшипники, особенно с применением пластика (POM) и класса защиты IP6Х могут работать в любой части сборки, не уступая в долговечности другим типам.
Гидродинамический подшипник в самом простом исполнении даже капризнее чем обычный подшипник скольжения. Оптимальным будет использование на оборотах, близких к максимальным, если избегать «лежачего» положения.
Магнитное центрирование позволяет гидродинамическим подшипникам работать в любом положении и оборотах.
Подшипник качения самый надежный, но шумный. Зачастую заранее предупреждает о своей грядущей поломке повышенным шумом, что позволяет избежать внезапной остановки.
Two ball bearing что это
Время работы заявлено: до 35 000 час
Время работы реально: до 17 000 час
Это самый простой тип подшипников. Состоит из втулки, покрытой антифрикционным материалом, внутри которой вращается вал.
Время работы заявлено: до 70 000 час
Время работы реально: до 35 000 час
Подшипник скольжения с нарезами на втулке и оси, что обеспечивает рециркуляцию смазывающей жидкости.
Время работы заявлено: до 80 000 час
Время работы реально: до 40 000 час
Усовершенствованный подшипник скольжения, в котором вращение вала происходит в слое жидкости, постоянно удерживающейся внутри втулки за счёт создающейся при работе разницы давлений.
Время работы заявлено: от 160 000 час и выше
Время работы реально: от 160 000 час и выше
Практически, бесконтактный механизм, основанный на принципе магнитной левитации..
Время работы от 60 000 час до 90 000 час
Из всех типов подшипников качения в кулерах применяются только радиальные шарикоподшипники, состоящие из двух колец, тел качения (собственно шариков) и сепаратора.
Время работы заявлено: до 160 000 час
Время работы реально: до 160 000 час
Подшипник качения с использованием керамических материалов.
Время работы заявлено: до 160 000 час
Время работы реально: до 160 000 час
Усовершенствованный гидродинамический подшипник. Отличается увеличенным слоем жидкости (смазки) Для уменьшения износа вал центрируется установленным в основание постоянным магнитом.
Время работы заявлено: до 160 000 час
Время работы реально: до 160 000 час
Усовершенствованный подшипник скольжения. Имеет защиту от пыли, соответствующую IP6X, и специальный слот для восстановленного масла, которые увеличивают срок службы вентилятора.
Подшипник с полиоксиметиленом (POM Bearing)
Время работы заявлено: до 160 000 час
Усовершенствованный подшипник скольжения. Для увеличения срока службы вал покрыт полиоксиметиле́ном, обладающим пониженным коэффициентом трения скольжения.
Время работы заявлено:
до 200 000 час при 20°C
до 110 000 час при 70°C
Компания CUI разработала новый тип вентилятора, который устраняет разрыв между традиционными конструкциями на основе шарикоподшипников и подшипников скольжения. Новая конструкция подшипника, известная как система omniCOOL, использует магнитную подвеску для балансировки ротора в сочетании с усовершенствованным подшипником скольжения.
Ротор в системе omniCOOL работает как волчок, который никогда не падает и может работать под любым углом.
Система omniCOOL уменьшает или устраняет многие недостатки традиционных втулок или шариковых подшипников. Например, магнитная структура, активно уравновешивающая ротор, сводит к минимуму проблемы наклона и колебания, характерные для стандартных подшипников скольжения. И поскольку вал не опирается на внутреннюю часть подшипника, трение между ними значительно ниже, чем у традиционного подшипника скольжения.
Втулка, используемая в системе omniCOOL, специально закалена, чтобы противостоять истиранию и нагреву. Это позволяет работать при температуре до 90°C, в то время как традиционные подшипники скольжения обычно могут выдерживать температуру только до 70°C.
ВЫВОД: Как показала практика, несмотря на широчайшее разнообразие существующих типов подшипников, наибольший акустически комфорт предоставляют гидродинамические подшипники и их развитие. Лишь они обеспечивают одинаковый уровень шума весь срок эксплуатации.