You dont have javascript enabled! Please enable it!

مروحة تبريد

المواضيع:

  • مقدمة
  • مروحة مع اقتران لزج
  • التحكم بالمروحة الكهربائية باستخدام المفتاح الحراري
  • التحكم بالمروحة الكهربائية عن طريق جهاز تحكم
  • التحكم بالمروحة الكهربائية باستخدام جهاز التحكم (التحكم بالتتابع)
  • التحكم في المروحة الكهربائية باستخدام وحدة التحكم (التحكم PWM)
  • الأعطال المحتملة التي تتسبب في استمرار تشغيل مروحة التبريد

مقدمة:
نجد أنواعًا عديدة من مراوح التبريد في السيارة: في حجرة المحرك، في الراديو متعدد الوظائف، المستخدمة في مجموعات بطاريات السيارات الهجينة والكهربائية، انظر: محرك بديل. تركز هذه الصفحة على مروحة تبريد المحرك.

تعمل مروحة تبريد السيارة المزودة بمحرك احتراق داخلي على حماية نظام التبريد من الحرارة الزائدة. تتميز مروحة التبريد بتصميمات مختلفة (انظر الأقسام المختلفة في هذه الصفحة) ولكن جميعها تشترك في ميزة واحدة مشتركة: حيث توجد شفرات المروحة البلاستيكية في المقدمة، بالقرب من radiateur (أحيانًا في الأمام، وعادةً في الخلف). تبدأ المروحة في العمل عندما يسخن سائل التبريد، أو عند تشغيل مكيف الهواء.

في الصورة أعلاه نرى مروحة تبريد كهربائية من سيارة BMW داخل سترة بلاستيكية. تتم إزالة مروحة التبريد من حجرة المحرك بواسطة فني عن طريق تحريكها لأعلى من موجهاتها.

تناقش الفقرات التالية طرق التحكم المختلفة لمروحة التبريد.

مروحة مع اقتران لزج:
بالإضافة إلى المروحة التي يتم التحكم فيها إلكترونيًا، هناك أيضًا مروحة ذاتية التفكير/التنظيم، وهي الإصدار المزود بأداة التوصيل اللزج. لم تعد هناك أي إلكترونيات متورطة بعد الآن. أ ثنائية المعدن يضمن الشريط وسائل السيليكون السائل تشغيل وإيقاف المروحة عند تغير درجات الحرارة عن طريق توصيل غرفتي تخزين (غرفة التخزين وغرفة العمل).

يتم إرفاق أداة التوصيل اللزج بالشفة مضخة المبرد مؤكد. في الصورة نرى جزء من الحافة. يتم تثبيت أداة التوصيل اللزجة المعنية بمضخة التبريد بأربعة مسامير. هناك أيضًا إصدارات تحتوي على صامولة تثبيت مركزية واحدة.

يوجد الاقتران اللزج خلف radiateur. الهواء المتدفق عبر المبرد يسخن أداة التوصيل اللزجة. يسخن أيضًا الشريط ثنائي المعدن وبالتالي يلتوي. عندما يلتوي، يفتح الشريط ثنائي المعدن صمام زنبركي ورقي ويمكن لسائل السيليكون أن يتدفق من غرفة التخزين إلى غرفة العمل. يسمح السائل بنقل الحركة الدوارة لقرص القيادة (جانب المحرك) إلى مبيت المروحة (جانب المروحة). يمكن أن يتدفق سائل السيليكون مرة أخرى إلى غرفة التخزين عبر قناة العودة.

  • عندما يكون المحرك باردا، يتم إيقاف تشغيل المروحة. تدور الحافة الموجودة على مضخة التبريد، لكن غطاء المروحة ثابت. في هذه الحالة، لا توجد غرف متصلة ببعضها البعض في أداة التوصيل اللزج؛
  • عندما يكون المحرك دافئًا، يتم تشغيل المروحة. يضمن سائل السيليكون الموجود في غرفة العمل أن يتم احتجاز غلاف المروحة وتدويره.

إن مدى التواء الشريط ثنائي المعدن (والذي يعتمد مرة أخرى على درجة حرارة الهواء) يحدد مقدار السائل الذي يمكن أن يتدفق إلى غرفة العمل. يؤدي وجود المزيد من السوائل في غرفة العمل إلى تقليل الانزلاق، وبالتالي زيادة سرعة المروحة. يوجد دائمًا حد أدنى من الانزلاق في أداة التوصيل اللزجة.

أثناء القيادة، تعمل الرياح على تبريد أداة التوصيل اللزجة. ولذلك، فإن مروحة التبريد سوف تبدأ في العمل بشكل أساسي عند الوقوف أو القيادة ببطء.

يمكننا التعرف من خلال الصوت على ما إذا كانت السيارة تحتوي على مروحة تبريد يتم تشغيلها بواسطة محرك كهربائي أو بواسطة أداة توصيل لزجة. يتم تشغيل أداة التوصيل اللزج بواسطة العمود المرفقي عبر الحزام المتعدد. تؤدي سرعة العمود المرفقي الأعلى إلى زيادة سرعة المروحة. إذا كانت المروحة تنفخ بقوة أكبر عند زيادة سرعة المحرك وتتوقف عن العمل بعد بضع ثوانٍ بسبب التبريد، فهذا يعني أن السيارة مزودة بوصلة لزجة. لن تعمل المروحة الكهربائية بشكل أسرع أو أكثر ليونة عندما يكون المحرك في وضع الخمول مقارنة بالتسارع.

يوضح الشكل التالي عملية تفكيك أداة التوصيل اللزجة مع وصلة الترباس المركزية. يمكن فك الوصلة المثبتة بمسامير - وبالتالي الوصلة اللزجة بما في ذلك المروحة - باستخدام مفتاحي ربط كبيرين مفتوحين. من خلال تحريك مفاتيح الربط المفتوحة بعيدًا عن بعضها البعض في حركات متعاكسة، يمكن تفكيك أداة توصيل مضخة التبريد. يعتمد خيار التفكيك على نوع السيارة. ليس من الممكن في جميع الحالات فك المروحة باستخدام مفتاحين مفتوحين:

  • يوجد صمولة واحدة فقط على أداة التوصيل اللزج وخيار الحجب مفقود. من خلال وضع مفتاح ربط على الصمولة وضربها بمطرقة، يتم فك الصمولة من مضخة التبريد لأول مرة. يرجى ملاحظة ما يلي: قد يؤدي ذلك إلى إتلاف المحامل وختم مضخة التبريد!
  • يمكن سد المروحة بعدد من التجاويف باستخدام أدوات خاصة.

التحكم بالمروحة الكهربائية باستخدام المفتاح الحراري:
في هذا النظام، يتم تشغيل وإيقاف مروحة التبريد الكهربائية باستخدام مفتاح يعتمد على درجة الحرارة، أو المفتاح الحراري. يقع هذا المكون في المبرد.

يقع المفتاح الحراري فوق الخرطوم الذي يعمل كخرطوم إرجاع؛ يعود سائل التبريد المبرد في الرادياتير إلى المحرك عبر هذا الخرطوم. أثناء القيادة، توفر الرياح بشكل أساسي التبريد الكافي. عندما يصبح سائل التبريد الموجود على جانب مخرج الرادياتير ساخنًا جدًا، تغلق نقاط التلامس الموجودة في المفتاح الحراري. يؤدي ذلك إلى إنشاء اتصال كهربائي في جانب التحكم بدائرة الترحيل وتشغيل مرحل مروحة التبريد. يتم تنشيط المروحة وتبدأ في التشغيل.

أثناء تشغيل المروحة، يبرد سائل التبريد الموجود في الرادياتير مرة أخرى. عندما تكون درجة الحرارة منخفضة بدرجة كافية، يقوم المفتاح الحراري بقطع التوصيل الكهربائي. يتم إيقاف تشغيل المرحل، وبالتالي أيضًا مروحة التبريد.

الرسم البياني الكهربائي التالي يوضح طريقة التحكم بمروحة التبريد. في الرسم البياني نرى:

  • أنه عبارة عن مخطط شلالي، مع الطرف 30 في الأعلى (البطارية الإيجابية)، والطرف 15 أدناه (خرج مفتاح الإشعال) والطرف 31 في الأسفل (أرض البطارية)؛
  • التتابع مع التوصيلات 86 و 85 (التحكم في الإدخال والإخراج الحالي) على اليسار و 30 و 87 (الإدخال والإخراج الحالي الرئيسي) على اليمين.
  • المفتاح الحراري بين المحطة 85 وأرض البطارية
  • مروحة التبريد بين 87 وأرض البطارية.

يقوم المفتاح الحراري بتشغيل الجانب الحالي للتحكم في مرحل المروحة. عندما تهدد درجة الحرارة في الرادياتير بالارتفاع بشكل كبير، يتم إغلاق المفتاح. الدائرة في الجانب الحالي للتحكم في المرحل مغلقة ؛ يتدفق التيار عبر الملف بين المحطتين 86 و 85. يصبح الملف مغناطيسيًا ويغلق المفتاح بين المحطات 30 و 87. يؤدي هذا إلى تدفق تيار رئيسي من الجانب الموجب للبطارية عبر المحرك الكهربائي إلى الأرض. ستعمل المروحة حتى ينقطع الاتصال بالمرحل.

التحكم بالمروحة الكهربائية عن طريق جهاز التحكم :
في الوقت الحاضر نرى بشكل متزايد مراوح تبريد يتم التحكم فيها بواسطة جهاز تحكم. مع هذا الإصدار، لم تعد هناك حاجة إلى مفتاح حراري: تقوم وحدة التحكم بقراءة قيم واحد أو أكثر من أجهزة استشعار درجة حرارة سائل التبريد وتستخدم ذلك لتحديد التحكم في مروحة التبريد. مزايا التحكم في وحدة التحكم الإلكترونية هي:

  • يمكن التحكم في التحكم (لحظات التشغيل والإيقاف) بشكل أكثر دقة من الإصدار المزود بمفتاح حراري؛
  • يمكن لمروحة تبريد واحدة أن تتولى وظيفة المروحتين المنفصلتين السابقتين (غالبًا ما تكون كبيرة وصغيرة).

تحدد وحدة التحكم وقت تشغيل المروحة أو إيقاف تشغيلها وبأي سرعة تعمل. لا يمر التيار إلى المروحة عبر جهاز التحكم: شدة التيار عالية جدًا لدرجة أنه قد يتم تطوير الكثير من الحرارة في جهاز التحكم. يمكن تصميم أنظمة المروحة التي يتم التحكم فيها بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية بطريقتين:

  1. التحكم في التتابع
  2. التحكم في PWM.

ويرد وصف هذين النظامين في الفقرات التالية.

التحكم الإلكتروني في المروحة باستخدام وحدة التحكم (التحكم في التتابع):
كما هو موضح في الفقرة السابقة، يستبدل التحكم في وحدة التحكم الإلكترونية نظام التحكم بالمفتاح الحراري. الأتى مخطط يظهر دائرة دائرة مروحة التبريد لسيارة فيات جراند بونتو 199. في هذا المخطط نرى المكونات الرئيسية التالية:

  • R02: مقاومة المروحة؛
  • M05: مروحة الرادياتير؛
  • K07: مرحل عالي السرعة؛
  • K07L: مرحل منخفض السرعة؛

تحدد وحدة التحكم في المحرك، بناءً على درجة حرارة سائل التبريد وقيمة مستشعر الضغط العالي في نظام تكييف الهواء، ما إذا كان يجب أن تبدأ مروحة التبريد في العمل وبأي سرعة. عند تشغيل مكيف الهواء، يتم تشغيل السرعة 1 بشكل قياسي، والسرعة 2 عندما يكون المحرك دافئًا (جدًا). يمكن التحكم بالمروحة (M05) بسرعتين:

  1. بالنسبة للسرعة المنخفضة، تقوم وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك بتبديل ملف التتابع K07L إلى الأرض. يقوم المرحل بتشغيل التيار الرئيسي الذي يصل إلى المحرك الكهربائي للمروحة عبر المقاومة التسلسلية المتصلة بالسلسلة R02.
  2. للحصول على سرعة عالية، تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بإيقاف تشغيل K07L وتشغيل K07: يتم الآن تزويد المحرك الكهربائي بالجهد والتيار بدون مقاومة تسلسلية. سوف تعمل المروحة بأقصى سرعة. يحدث هذا، من بين أمور أخرى، إذا كان المحرك ساخنًا جدًا أثناء وجوده في ازدحام مروري، أو أثناء حدوث خطأ في دائرة درجة الحرارة: من أجل السلامة، تتحكم وحدة التحكم الإلكترونية في مروحة التبريد بأعلى سرعة ممكنة.

الصورتان أدناه توضحان المقاومة التسلسلية R02 (يسار) وموقع المقاومة التسلسلية في غطاء مروحة التبريد (يمين). الجزء البلاستيكي الأبيض والأخضر من المقاومة المتسلسلة مجوف من الداخل: تقوم مروحة التبريد بنفخ الهواء من خلاله. تقوم الشرائط المعدنية بنقل الحرارة من المقاومة إلى الهواء المتدفق. يمنع هذا العنصر ارتفاع درجة حرارة المقاوم التسلسلي.

المصدر: بيانات HGS
سلسلة المقاوم R02
موقع المقاومات على التوالي

ال voordeel من دائرة التتابع والمقاوم التسلسلي هو أنه نظام بسيط نسبيًا. في حالة حدوث خطأ، يمكن بسهولة قياس الفولتية من وإلى المرحل. للتعرف على طريقة استكشاف الأخطاء وإصلاحها، راجع الصفحة الخاصة بها التتابع.

ال عيب هو استخدام المقاوم التسلسلي في الموضع 1. يمتص المقاوم الطاقة، مما يؤدي في النهاية إلى فقدان الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، المقاوم حساس للعيوب. إذا احترق المقاوم، فلن تعمل المروحة بعد الآن عند الإعداد 1. إذا كان هناك شك في أن المقاوم المتسلسل معيب، فيمكن قياس المقاومة. قم بفك القابس وقياس المقاومة على دبابيس المكون. مع النتيجة "OL" أو "1". هناك ما يسمى بالمقاومة العالية اللانهائية ويشير إلى أنها معيبة. مقاومة بضعة أوم على ما يرام.

عندما تكون السيارة مجهزة بمرحل مروحة واحد وتعمل المروحة بسرعة عالية عند تشغيلها، فإن ذلك يكون على حساب الراحة. يمكن أن يكون صوت تشغيل المروحة وإيقافها مزعجًا. بالإضافة إلى ذلك، سيكون هناك ذروة في الطلب على الطاقة عند التشغيل: ستخفت الإضاءة بالنسبة للمستهلكين مثل الإضاءة لفترة قصيرة بعد تشغيل المرحل وتشغيل المروحة.

التحكم الإلكتروني في المروحة باستخدام وحدة التحكم (التحكم PWM):
مع مروحة التبريد التي يتم التحكم فيها بواسطة PWM، يمكن زيادة أو تقليل سرعة دوران المروحة بشكل لا نهائي. عندما يتسبب المفتاح الحراري في تشغيل المروحة بأقصى سرعة بعد تشغيلها، أو يمكن أن تعمل بسرعة منخفضة أو عالية باستخدام مقاومة متسلسلة، فإن التحكم في PWM يسمح لمروحة التبريد بالعمل بأي سرعة مرغوبة. المزايا مقارنة بنظام السرعة الثابتة هي:

  • المزيد من الراحة: تكون المروحة أكثر هدوءًا عند أقل سرعة ممكنة مقارنةً عندما تعمل بسرعة عالية (جدًا) مع التحكم في التشغيل والإيقاف. كما أن السرعة الثابتة أو المنخفضة لن يكون لها أي تأثير على الإضاءة، التي تخفت لفترة وجيزة في النظام الذي تمت مناقشته مسبقًا؛
  • توفير الطاقة: إذا كانت هناك حاجة إلى القليل من التبريد، فلن تحتاج المروحة إلى التبريد كثيرًا. تستهلك المروحة التي تدور ببطء طاقة أقل (بما في ذلك الوقود)؛

الأتى مخطط من نظام التبريد لسيارة مرسيدس C-180. في هذا المخطط نرى، من بين أمور أخرى، المكونات التالية:

  • P05: صندوق المصهر الرئيسي؛
  • K04: التتابع الرئيسي.
  • A10: وحدة إلكترونيات مقصورة المحرك؛
  • A11: محرك وحدة التحكم الإلكترونية؛
  • M05: مروحة الرادياتير؛
  • B13: مستشعر درجة المبرد.

في هذا الرسم البياني نرى أن مروحة التبريد تستقبل إشارة زائد ثابتة على الطرف 2 عبر صندوق المصهر، إشارة زائد مبدلة على الطرف 3 عندما يتم تشغيل المرحل K04 بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية، وإشارة تحكم من وحدة التحكم الإلكترونية للمحرك على الطرف 4.

تتحكم وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك في مروحة التبريد بإشارة PWM. يعتمد التحكم، من بين أمور أخرى، على درجة حرارة المحرك.

في حالة حدوث خلل في مروحة التبريد، يمكننا التحقق مما إذا كان المحرك يستقبل إشارة زائد ثابتة ومبدلة (دبوس 2 و 3) مقارنة بالأرضي (دبوس 1). إذا كانت هذه الفولتية صحيحة (12 فولت على الأقل مع تشغيل المحرك) نقوم بقياس ما إذا كانت إشارة التحكم (PWM) من السن 16 على وحدة التحكم الإلكترونية يصل إلى السن 4 من المروحة. 

في غلاف مروحة التبريد M05 نرى أيضًا وحدة التحكم الإلكترونية: هذه هي وحدة التحكم الخاصة بمروحة التبريد. ترسل وحدة التحكم الإلكترونية للمحرك دائمًا إشارة تحكم إلى وحدة التحكم الإلكترونية في مروحة التبريد؛ حتى لو لم يكن من المفترض أن يتم تشغيله. بهذه الطريقة، تتعرف وحدة التحكم الإلكترونية في مروحة التبريد على أن الاتصال جيد وأنه يجب إيقاف تشغيل المروحة. إذا كانت هذه الإشارة مفقودة أو غير صحيحة، فلن تتمكن وحدة التحكم الإلكترونية من التعرف على ما إذا كان يجب أن تظل المروحة مغلقة، أو بالسرعة التي يجب أن تدور بها. لأسباب تتعلق بالسلامة، تتحكم وحدة التحكم الإلكترونية في محرك مروحة التبريد بأقصى سرعة. سيلاحظ سائق السيارة أنه عندما يقوم بتشغيل الإشعال، ستبدأ المروحة في النفخ بصوت عالٍ جدًا.

من الممكن أن تستمر المروحة في العمل بقوة مع تشغيل الإشعال أو إيقافه (يعتمد ذلك بشكل كبير على نوع السيارة). إذا كانت إشارة التحكم الصادرة من وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك صحيحة، فقد تكون وحدة التحكم الإلكترونية في مروحة التبريد معيبة.

قد يكون الخطأ الآخر بالطبع هو الشك في أن المروحة لا تعمل على الإطلاق. لتشغيل المروحة أثناء التشخيص، يمكننا التحكم فيها باستخدام معدات التشخيص عبر اختبار المشغل وقياس جهد الإمداد والتحكم في نفس الوقت.

تعرض الشاشة التالية اختبار مشغل مروحة التبريد (دائرة التحكم في مروحة التبريد 1) في برنامج VCDS. 

بعد النقر على "ابدأ"، يقوم برنامج VCDS بإعطاء وحدة التحكم الإلكترونية للمحرك الأمر للتحكم في مروحة التبريد. يتم التحكم بعد ذلك: تعمل المروحة كل خمس ثوانٍ بأقصى سرعة ويتم إيقاف تشغيلها مرة أخرى.

تُظهر صور النطاق أدناه إشارات التحكم PWM مع إيقاف تشغيل المروحة (يسار) وبأقصى سرعة (يمين).

يمكن تشغيل المروحة بأي سرعة مرغوبة عن طريق جعل الجزء النشط من الإشارة أطول أو أقصر.

إشارة عند إيقاف تشغيل المروحة
تحكم 100%.

الأخطاء المحتملة التي تتسبب في استمرار تشغيل مروحة التبريد:
قد يحدث أن تستمر مروحة التبريد في العمل بسرعة عالية، حتى عند إيقاف تشغيل المحرك. فيما يلي قائمة بالأعطال الأكثر شيوعًا التي تتسبب في دخول مروحة التبريد في ما يسمى "إجراء التشغيل الطارئ".

  • واحد أو أكثر من رموز الخطأ: اقرأ رموز الخطأ من نظام إدارة المحرك أو تكييف الهواء. قد يكون هناك رمز خطأ يتعلق بمستشعر درجة حرارة سائل التبريد أو مستشعر الضغط العالي أو الأسلاك الخاصة به؛
  • يُظهر مستشعر درجة حرارة سائل التبريد قيمة غير منطقية. التحقق من درجة الحرارة الحالية أثناء القراءة باستخدام البيانات الحية.
  • المبرد مسدود. يمكن أن يكون هذا إما قناة تبريد تمنع سائل التبريد من الدوران بشكل صحيح أو انسدادًا في تدفق الهواء. من السهل التحقق من الأخير: افحص الرادياتير بحثًا عن أي ضرر واضح.
  • عصا التتابع: ينطبق هذا بشكل أساسي فقط على الإصدار المزود بمقاومة متسلسلة؛
  • لا يوجد اتصال مناسب بين وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك ووحدة التحكم الإلكترونية في مروحة التبريد: وهذا ينطبق على وحدة التحكم الإلكترونية في المروحة التي يتم التحكم فيها بواسطة PWM. يمكن قياس الإشارات الموجودة على كل من وحدات التحكم الإلكترونية باستخدام راسم الذبذبات. لا ينبغي أن يكون هناك فرق هنا. هل تقيس فرق الجهد؟ إذن قد تتعامل مع سلك متقطع أو مقاومة انتقالية أو دائرة كهربائية قصيرة.