Předměty:
- Úvod
- Ventilátor s viskózní spojkou
- Elektrické ovládání ventilátoru pomocí termospínače
- Elektrické ovládání ventilátoru pomocí ovládacího zařízení
- Elektrické ovládání ventilátoru pomocí ovládacího zařízení (reléové ovládání)
- Elektrické ovládání ventilátoru pomocí řídící jednotky (PWM ovládání)
- Možné závady způsobující pokračování chodu chladicího ventilátoru
Předmluva:
V autě najdeme mnoho typů chladicích ventilátorů: v motorovém prostoru, v multifunkčním rádiu, používaném v bateriových sadách hybridních a elektrických vozidel, viz: alternativní pohon. Tato stránka se zaměřuje na ventilátor chlazení motoru.
Chladicí ventilátor automobilu se spalovacím motorem chrání chladicí systém před přehřátím. Chladicí ventilátor má různá provedení (viz různé sekce na této stránce), ale všechny mají jednu společnou vlastnost: plastové lopatky ventilátoru jsou umístěny v přední části, blízko radiátor (někdy vepředu, většinou vzadu). Ventilátor se spustí, když se chladicí kapalina zahřeje nebo když je zapnutá klimatizace.
Na obrázku výše vidíme elektrický chladicí ventilátor z BMW v plastovém plášti. Chladicí ventilátor vyjme z motorového prostoru technik vysunutím nahoru z vodítek.
Následující odstavce pojednávají o různých způsobech ovládání chladicího ventilátoru.
Ventilátor s viskózní spojkou:
Kromě elektronicky řízeného ventilátoru existuje i samomyšlený / regulační ventilátor, a to verze s viskózní spojkou. Už se nejedná o žádnou elektroniku. A bimetalické Proužek a tekutá silikonová kapalina zajišťují zapínání a vypínání ventilátoru při změně teplot spojením dvou skladovacích komor (zásobní a pracovní).
Viskózní spojka je připevněna k přírubě čerpadlo chladicí kapaliny potvrzeno. Na obrázku vidíme část příruby. Příslušná viskózní spojka je přišroubována k čerpadlu chladicí kapaliny čtyřmi šrouby. Existují také verze s jednou centrální montážní maticí.
Viskózní spojka je za radiátor. Vzduch proudící chladičem ohřívá viskózní spojku. Bimetalový pás se také zahřívá, a proto se deformuje. Když se zkroutí, bimetalový pás otevře ventil listové pružiny a silikonová tekutina může proudit ze skladovací komory do pracovní komory. Kapalina umožňuje přenos rotačního pohybu hnacího kotouče (strana motoru) na skříň ventilátoru (strana ventilátoru). Silikonová tekutina může proudit zpět do skladovací komory přes vratný kanál.
- Když je motor studený, ventilátor se vypne. Příruba na čerpadle chladicí kapaliny se otáčí, ale skříň ventilátoru je nehybná. V této situaci nejsou ve viskózní spojce vzájemně spojeny žádné komory;
- Když je motor teplý, ventilátor se zapne. Silikonová kapalina v pracovní komoře zajišťuje unášení krytu ventilátoru a jeho otáčení.
Míra zkroucení bimetalového pásu (což opět závisí na teplotě vzduchu) určuje, kolik kapaliny může proudit do pracovní komory. Více tekutiny v pracovní komoře má za následek menší prokluz, a tedy vyšší rychlost ventilátoru. Ve viskózní spojce je vždy minimální skluz.
Během jízdy vítr ochlazuje viskózní spojku. Chladicí ventilátor se proto spustí hlavně při stání nebo pomalé jízdě.
Podle zvuku poznáme, zda má vůz chladicí ventilátor, který je poháněn elektromotorem nebo viskózní spojkou. Viskózní spojka je poháněna klikovým hřídelem přes víceřemen. Vyšší otáčky klikového hřídele mají za následek vyšší otáčky ventilátoru. Pokud ventilátor při zvýšení otáček motoru silněji fouká a po pár sekundách se z důvodu chlazení vypne, je vůz vybaven viskózní spojkou. Elektrický ventilátor nebude běžet rychleji ani tišeji, když motor běží na volnoběh než při zrychlování.
Následující obrázek ukazuje demontáž viskózní spojky s centrálním šroubovým spojem. Šroubový spoj - a tím i viskózní spojku včetně ventilátoru - lze povolit dvěma velkými vidlicovými klíči. Odsunutím vidlicových klíčů od sebe opačnými pohyby lze demontovat spojku čerpadla chladicí kapaliny. Možnost demontáže závisí na typu vozu. Ne ve všech případech je možné odšroubovat ventilátor pomocí dvou vidlicových klíčů:
- na viskózní spojce je pouze jedna matice a chybí možnost blokování. Umístěním klíče na matici a úderem kladiva se matice poprvé uvolní z čerpadla chladicí kapaliny. Pozor, může dojít k poškození ložisek a těsnění čerpadla chladicí kapaliny!
- ventilátor lze pomocí speciálních nástrojů zablokovat řadou prohlubní.
Elektrické ovládání ventilátoru pomocí tepelného spínače:
V tomto systému se elektrický chladicí ventilátor zapíná a vypíná teplotně závislým spínačem nebo tepelným spínačem. Tato součást je umístěna v radiátoru.
Tepelný spínač je umístěn nad hadicí, která slouží jako vratná hadice; touto hadicí se chladicí kapalina ochlazená v chladiči vrací do motoru. Při jízdě se o dostatečné chlazení stará hlavně vítr. Když se chladicí kapalina na výstupní straně chladiče příliš zahřeje, kontakty v tepelném spínači se sepnou. Tím se vytvoří elektrické spojení na ovládací straně obvodu relé a sepne relé chladicího ventilátoru. Ventilátor se aktivuje a spustí se.
Zatímco ventilátor běží, chladicí kapalina v chladiči se opět ochladí. Když je teplota dostatečně nízká, tepelný spínač přeruší elektrické připojení. Relé a tedy i ventilátor chlazení se vypne.
Následující elektrické schéma ukazuje způsob ovládání chladicího ventilátoru. V diagramu vidíme:
- že se jedná o vodopádový diagram se svorkou 30 nahoře (kladná baterie), svorkou 15 níže (výstup spínače zapalování) a svorkou 31 dole (uzemnění baterie);
- relé s přípojkami 86 a 85 (ovládací proudový vstup a výstup) vlevo a 30 a 87 (hlavní proudový vstup a výstup) vpravo.
- tepelný spínač mezi svorkou 85 a kostrou baterie
- chladicí ventilátor mezi 87 a kostrou baterie.
Tepelný spínač ovládá stranu řídicího proudu relé ventilátoru. Když hrozí, že teplota v radiátoru stoupne příliš vysoko, spínač se sepne. Obvod na straně řídicího proudu relé je uzavřen; proud protéká cívkou mezi vývody 86 a 85. Cívka se stane magnetickou a sepne spínač mezi svorkami 30 a 87. To způsobí, že hlavní proud protéká z kladné strany baterie přes elektromotor k zemi. Ventilátor poběží, dokud se nepřeruší kontakt s relé.
Elektrické ovládání ventilátoru pomocí ovládacího zařízení:
V dnešní době se stále častěji setkáváme s chladicími ventilátory, které jsou řízeny řídicím zařízením. U této verze již není nutný tepelný spínač: řídicí jednotka snímá hodnoty jednoho nebo více snímačů teploty chladicí kapaliny a používá je k určení ovládání chladicího ventilátoru. Výhody řízení ECU jsou:
- Ovládání (momenty zapnutí a vypnutí) lze ovládat mnohem přesněji než u verze s termospínačem;
- Jeden chladicí ventilátor může převzít funkci dříve dvou samostatných (často velkého a malého) ventilátoru.
Řídicí jednotka určuje, kdy se ventilátor zapne nebo vypne a jakou rychlostí běží. Proud do ventilátoru neprochází řídicím zařízením: intenzita proudu je tak vysoká, že by se v řídicím zařízení vyvíjelo příliš mnoho tepla. Systémy ventilátorů řízené ECU mohou být navrženy dvěma způsoby:
- Ovládání relé;
- PWM ovládání.
Tyto dva systémy jsou popsány v následujících odstavcích.
Elektronické ovládání ventilátoru pomocí řídící jednotky (reléové ovládání):
Jak je popsáno v předchozím odstavci, řízení ECU nahrazuje řídicí systém tepelným spínačem. Následující schéma ukazuje okruh okruhu chladicího ventilátoru Fiat Grande Punto 199. V tomto diagramu vidíme následující hlavní součásti:
- R02: odpor ventilátoru;
- M05: ventilátor chladiče;
- K07: vysokorychlostní relé;
- K07L: relé nízké rychlosti;
Řídicí jednotka motoru určuje na základě teploty chladicí kapaliny a hodnoty vysokotlakého čidla v klimatizačním systému, zda a s jakou rychlostí se má rozběhnout ventilátor chlazení. Při zapnuté klimatizaci se standardně zapíná rychlost 1, při (příliš) zahřátém motoru rychlost 2. Ventilátor (M05) lze ovládat dvěma rychlostmi:
- pro nízké otáčky přepne ECU motoru cívku relé K07L na kostru. Relé spíná hlavní proud, který se přes sériově zapojený sériový rezistor R02 dostává k elektromotoru ventilátoru.
- Pro vysokou rychlost ECU vypne relé K07L a zapne K07: elektromotor je nyní napájen napětím a proudem bez sériového rezistoru. Ventilátor poběží na maximální rychlost. K tomu dochází mimo jiné, když je motor velmi horký při uvíznutí v dopravní zácpě nebo při poruše teplotního okruhu: ECU z bezpečnostních důvodů řídí chladicí ventilátor na nejvyšší možnou rychlost.
Dva obrázky níže ukazují sériový rezistor R02 (vlevo) a umístění sériového rezistoru v plášti chladicího ventilátoru (vpravo). Bílá a zelená plastová část sériového rezistoru je uvnitř dutá: chladicí ventilátor jím prohání vzduch. Kovové pásy předávají teplo z odporu proudícímu vzduchu. Tento prvek zabraňuje přehřátí sériového rezistoru.
The výhodu reléového obvodu a sériového rezistoru je, že jde o relativně jednoduchý systém. V případě poruchy lze snadno změřit napětí do a z relé. Metodu odstraňování problémů naleznete na příslušné stránce relé.
The nevýhoda je použít sériový rezistor v poloze 1. Rezistor absorbuje energii, což nakonec vede ke ztrátě energie. Navíc je rezistor citlivý na závady. Pokud rezistor shoří, ventilátor přestane pracovat při nastavení 1. Pokud existuje podezření, že je sériový rezistor vadný, lze odpor změřit. Demontujte zástrčku a změřte odpor na kolících součástky. S výsledkem „OL“ nebo „1“. existuje tzv. nekonečně vysoký odpor a indikuje, že je vadný. Odpor několika ohmů je v pořádku.
Když je vůz vybaven jedním relé ventilátoru a ventilátor běží po zapnutí vysokou rychlostí, je to na úkor komfortu. Zvuk zapínání a vypínání ventilátoru může být rušivý. Kromě toho dojde při zapnutí ke špičce spotřeby energie: spotřebiče, jako je osvětlení, se po sepnutí relé a spuštění ventilátoru na krátkou dobu ztlumí.
Elektronické ovládání ventilátoru pomocí řídící jednotky (PWM ovládání):
S chladicím ventilátorem řízeným PWM lze otáčky ventilátoru plynule zvyšovat nebo snižovat. Tam, kde tepelný spínač způsobí, že ventilátor po zapnutí běží na maximální rychlost, nebo může běžet nízkou nebo vysokou rychlostí se sériovým rezistorem, PWM ovládání umožňuje, aby chladicí ventilátor běžel libovolnou požadovanou rychlostí. Výhody oproti systému s pevnou rychlostí jsou:
- Více pohodlí: ventilátor je mnohem tišší při nejnižších možných otáčkách, než když běží na (příliš) vysoké otáčky s ovládáním zapnuto-vypnuto. Konstantní nebo nízká rychlost také nebude mít žádný vliv na osvětlení, které se u výše uvedeného systému krátce ztlumí;
- Úspora energie: pokud je vyžadováno malé chlazení, ventilátor nemusí příliš chladit. Pomalu rotující ventilátor spotřebuje méně energie (včetně paliva);
Následující schéma je z chladicího systému Mercedesu C-180. Na tomto diagramu vidíme mimo jiné následující komponenty:
- P05: hlavní pojistková skříň;
- K04: hlavní relé;
- A10: elektronický modul motorového prostoru;
- A11: ECU motoru;
- M05: ventilátor chladiče;
- B13: snímač teploty chladicí kapaliny.
V tomto diagramu vidíme, že chladicí ventilátor přijímá konstantní plus na kolíku 2 přes pojistkovou skříňku, sepnutý plus na kolíku 3, když je relé K04 sepnuto ECU, a řídicí signál z ECU motoru na kolíku 4.
ECU motoru řídí chladicí ventilátor signálem PWM. Řízení závisí mimo jiné na teplotě motoru.
V případě poruch ventilátoru chladiče můžeme zkontrolovat, zda motor dostává konstantní a spínané plus (pin 2 a 3) oproti zemi (pin 1). Pokud jsou tato napětí správná (alespoň 12 voltů při běžícím motoru), změříme, zda je řídicí signál (PWM) z kolíku 16 na ECU dorazí na kolík 4 ventilátoru.
Ve skříni chladicího ventilátoru M05 také vidíme ECU: jedná se o řídicí jednotku chladicího ventilátoru. ECU motoru vždy vysílá řídicí signál do ECU chladicího ventilátoru; i když by to nemělo běžet. Tímto způsobem ECU chladicího ventilátoru rozpozná, že komunikace je v pořádku a že by měl být ventilátor vypnut. Pokud tento signál chybí nebo je nesprávný, ECU již nedokáže rozpoznat, zda má ventilátor zůstat vypnutý nebo jakou rychlostí se má otáčet. Z bezpečnostních důvodů řídí ECU motor chladicího ventilátoru na plné otáčky. Řidič vozu si všimne, že když zapne zapalování, ventilátor začne velmi hlasitě foukat.
Je možné, že ventilátor i nadále silně běží při zapnutém nebo vypnutém zapalování (velmi v závislosti na typu vozu). Pokud je řídicí signál z ECU motoru správný, ECU chladicího ventilátoru může být vadná.
Další závadou může být samozřejmě to, že má člověk podezření, že ventilátor vůbec neběží. Pro spuštění ventilátoru během diagnostiky jej můžeme ovládat pomocí diagnostického zařízení přes test akčního členu a současně měřit napájecí a řídicí napětí.
Další obrazovka ukazuje test ovladače chladicího ventilátoru (Okruh 1 řízení ventilátoru chladicí kapaliny) v programu VCDS.
Po kliknutí na „Start“ dá program VCDS ECU motoru příkaz k ovládání chladicího ventilátoru. Poté proběhne řízení: každých pět sekund se ventilátor rozběhne na maximální rychlost a znovu se vypne.
Obrázky dalekohledu níže ukazují řídicí signály PWM s vypnutým ventilátorem (vlevo) a při plné rychlosti (vpravo).
Ventilátor může běžet libovolnou požadovanou rychlostí prodloužením nebo zkrácením aktivní části signálu.
Možné závady způsobující nepřetržitý chod chladicího ventilátoru:
Může se stát, že chladicí ventilátor nadále běží vysokou rychlostí, i když je motor vypnutý. Níže je uveden seznam nejběžnějších poruch, které způsobují, že chladicí ventilátor přejde do takzvaného „nouzového provozu“.
- Jeden nebo více chybových kódů: přečtěte si chybové kódy ze systému řízení motoru nebo klimatizace. Může se vyskytnout chybový kód týkající se snímače teploty chladicí kapaliny, snímače vysokého tlaku nebo jeho kabeláže;
- Snímač teploty chladicí kapaliny ukazuje nelogickou hodnotu. Zkontrolujte aktuální teplotu během čtení pomocí živých dat;
- Radiátor je ucpaný. Může to být buď kanál chladicí kapaliny, který brání správné cirkulaci chladicí kapaliny, nebo blokování proudění vzduchu. To lze snadno zkontrolovat: zkontrolujte chladič, zda není viditelně poškozen.
- Relé drží: to platí v podstatě jen pro verzi se sériovým rezistorem;
- Mezi ECU motoru a ECU chladicího ventilátoru není správná komunikace: to platí pro ECU řízeného ventilátoru PWM. Signály na obou ECU lze měřit osciloskopem. Tady by neměl být žádný rozdíl. Měříte rozdíl napětí? Pak můžete mít co do činění s přerušeným vodičem, přechodovým odporem nebo zkratem.
Související stránky:
