emner:
- introduktion
- Ventilator med viskøs kobling
- Elektrisk ventilatorstyring ved hjælp af en termokontakt
- Elektrisk ventilatorstyring ved hjælp af en styreanordning
- Elektrisk blæserstyring ved hjælp af en styreenhed (relæstyring)
- Elektrisk ventilatorstyring ved hjælp af en kontrolenhed (PWM-styring)
- Mulige fejl, der får køleventilatoren til at fortsætte med at køre
Forord:
Vi finder mange typer køleventilatorer i en bil: i motorrummet, i en multifunktionel radio, der bruges i batteripakker til hybrid- og elbiler, se: alternativ kørsel. Denne side fokuserer på motorens køleventilator.
Køleventilatoren i en bil med forbrændingsmotor beskytter kølesystemet mod overophedning. Køleventilatoren har forskellige designs (se de forskellige sektioner på denne side), men de har alle én fælles funktion: plastikblæserens blade er placeret foran, nær ved radiator (nogle gange foran, normalt bagpå). Ventilatoren starter, når kølevæsken er varmet op, eller når klimaanlægget er tændt.
På billedet ovenfor ser vi en elektrisk køleventilator fra en BMW i en plastikkappe. Køleblæseren fjernes fra motorrummet af en tekniker ved at skubbe den op fra styrene.
De følgende afsnit diskuterer de forskellige styringsmetoder for køleventilatoren.
Ventilator med viskøs kobling:
Udover den elektronisk styrede blæser er der også en selvtænkende/regulerende blæser, nemlig udgaven med tyktflydende kobling. Ingen elektronik er involveret længere. EN bimetaller Strip og flydende silikonevæske sørger for, at ventilatoren tændes og slukkes, når temperaturen ændrer sig ved at forbinde to opbevaringskamre (opbevaringskammeret og arbejdskammeret).
Den viskøse kobling er fastgjort med flangen kølevæske pumpe bekræftet. På billedet ser vi en del af flangen. Den pågældende tyktflydende kobling skrues til kølevæskepumpen med fire bolte. Der findes også versioner med én central monteringsmøtrik.
Den tyktflydende kobling er bagved radiator. Luften, der strømmer gennem radiatoren, opvarmer den viskøse kobling. En bimetallisk strimmel varmer også op og vrider sig derfor. Når den deformeres, åbner den bimetalliske strimmel en bladfjederventil, og silikonevæsken kan strømme fra lagerkammeret til arbejdskammeret. Væsken tillader den roterende bevægelse af drivskiven (motorsiden) at blive overført til ventilatorhuset (ventilatorsiden). Silikonevæsken kan strømme tilbage til lagerkammeret via returkanalen.
- Når motoren er kold, slukkes ventilatoren. Flangen på kølevæskepumpen drejer, men ventilatorhuset er stationært. I denne situation er ingen kamre forbundet med hinanden i den viskøse kobling;
- Når motoren er varm, tændes blæseren. Silikonevæsken i arbejdskammeret sørger for, at ventilatorhuset bliver trukket med og roterer.
Hvor meget den bimetalliske strimmel er skæv (som igen afhænger af lufttemperaturen) bestemmer, hvor meget væske der kan strømme ind i arbejdskammeret. Mere væske i arbejdskammeret resulterer i mindre slip og derfor en højere blæserhastighed. Der er altid minimalt glid i den viskøse kobling.
Under kørslen afkøler vinden den viskøse kobling. Derfor vil køleventilatoren hovedsageligt begynde at køre, når den står stille eller kører langsomt.
Vi kan genkende på lyden, om en bil har en køleventilator, der drives af en elmotor eller af en tyktflydende kobling. Den tyktflydende kobling drives af krumtapakslen via multiremmen. En højere krumtapakselhastighed resulterer i en højere blæserhastighed. Hvis ventilatoren blæser hårdere, når motoromdrejningstallet stiger, og slukker efter få sekunder på grund af afkøling, er bilen udstyret med en viskøs kobling. En elektrisk blæser vil ikke køre hurtigere eller blødere, når motoren går i tomgang, end når den accelererer.
Følgende figur viser demonteringsoperationen af den viskøse kobling med en central boltforbindelse. Boltforbindelsen - og dermed den tyktflydende kobling inklusiv ventilator - kan løsnes med to store gaffelnøgler. Ved at flytte de åbne nøgler fra hinanden i modsatte bevægelser kan kølevæskepumpens kobling afmonteres. Demonteringsmuligheden afhænger af biltypen. Ikke i alle tilfælde er det muligt at skrue ventilatoren af med to gaffelnøgler:
- der er kun en møtrik på den tyktflydende kobling, og der mangler en blokeringsmulighed. Ved at placere en skruenøgle på møtrikken og slå den med en hammer, løsner møtrikken sig fra kølevæskepumpen for første gang. Bemærk venligst: dette kan beskadige kølevæskepumpens lejer og tætning!
- ventilatoren kan blokeres med et antal udsparinger ved hjælp af specialværktøj.
Elektrisk ventilatorstyring ved hjælp af en termokontakt:
I dette system tændes og slukkes den elektriske køleventilator med en temperaturafhængig afbryder eller termokontakten. Denne komponent er placeret i radiatoren.
Termokontakten er placeret over slangen, der tjener som returslange; kølevæsken, der er afkølet i køleren, vender tilbage til motoren via denne slange. Under kørslen sørger vinden hovedsageligt for tilstrækkelig afkøling. Når kølevæsken på udgangssiden af køleren bliver for varm, lukker kontakterne i termokontakten. Dette skaber en elektrisk forbindelse i kontrolsiden af relækredsløbet og tænder for køleventilatorrelæet. Ventilatoren er aktiveret og begynder at køre.
Mens ventilatoren kører, køler kølevæsken i køleren ned igen. Når temperaturen er lav nok, afbryder termokontakten den elektriske forbindelse. Relæet, og dermed også køleventilatoren, slukker.
Det følgende elektriske diagram viser styringsmetoden for køleventilatoren. I diagrammet ser vi:
- at det er et vandfaldsdiagram, med klemme 30 øverst (batteri-positiv), klemme 15 under (tændingskontaktudgang) og klemme 31 i bunden (batterijord);
- relæet med forbindelser 86 og 85 (styrestrømindgang og -udgang) til venstre og 30 og 87 (hovedstrømindgang og -udgang) til højre.
- termokontakten mellem klemme 85 og batteriets jord
- køleventilatoren mellem 87 og batteriets jord.
Termokontakten betjener ventilatorrelæets styrestrømside. Når temperaturen i radiatoren truer med at stige for højt, lukker kontakten. Kredsløbet i relæets styrestrømside er lukket; strøm løber gennem spolen mellem klemme 86 og 85. Spolen bliver magnetisk og lukker kontakten mellem klemme 30 og 87. Dette får en hovedstrøm til at flyde fra batteriets positive side gennem elmotoren til jord. Ventilatoren vil køre, indtil kontakten med relæet er brudt.
Elektrisk ventilatorstyring ved hjælp af en styreenhed:
I dag ser vi i stigende grad køleventilatorer, der styres af en kontrolenhed. Med denne version er en termokontakt ikke længere nødvendig: Styreenheden aflæser værdierne af en eller flere kølevæsketemperaturfølere og bruger denne til at bestemme styringen af køleventilatoren. Fordelene ved ECU-styringen er:
- Styring (til- og frakoblingsmomenter) kan styres meget mere præcist end med versionen med termokontakt;
- Én køleventilator kan overtage funktionen af tidligere to separate (ofte en stor og en lille) blæsere.
Styreenheden bestemmer, hvornår ventilatoren tænder eller slukker, og med hvilken hastighed den kører. Strømmen til ventilatoren passerer ikke gennem styreenheden: Strømstyrken er så høj, at der udvikles for meget varme i styreanordningen. De ECU-styrede ventilatorsystemer kan designes på to måder:
- Relæ kontrol;
- PWM kontrol.
Disse to systemer er beskrevet i de følgende afsnit.
Elektronisk ventilatorstyring ved hjælp af en styreenhed (relæstyring):
Som beskrevet i det foregående afsnit erstatter ECU-styringen kontrolsystemet med termokontakten. Det følgende skema viser kredsløbet af et køleventilatorkredsløb i en Fiat Grande Punto 199. I dette diagram ser vi følgende hovedkomponenter:
- R02: blæsermodstand;
- M05: kølerventilator;
- K07: højhastighedsrelæ;
- K07L: lavhastighedsrelæ;
Motorstyreenheden bestemmer, ud fra kølevæsketemperaturen og værdien af højtryksføleren i klimaanlægget, om og med hvilken hastighed køleventilatoren skal begynde at køre. Når klimaanlægget er tændt, er hastighed 1 tændt som standard, og hastighed 2, når motoren er (for) varm. Ventilatoren (M05) kan styres ved to hastigheder:
- ved lav hastighed skifter motorens ECU spolen af relæ K07L til jord. Relæet kobler hovedstrømmen til, som når ventilatorens elmotor via den serieforbundne seriemodstand R02.
- Ved høj hastighed slår ECU'en relæ K07L fra og K07: Elmotoren forsynes nu med spænding og strøm uden seriemodstand. Ventilatoren kører med maksimal hastighed. Dette sker blandt andet, hvis motoren er meget varm, mens den sidder fast i en trafikprop, eller under en fejl i temperaturkredsløbet: For en sikkerheds skyld styrer ECU'en køleventilatoren ved den højest mulige hastighed.
De to billeder nedenfor viser seriemodstanden R02 (venstre) og placeringen af seriemodstanden i køleventilatorkappen (højre). Seriemodstandens hvide og grønne plastikdel er hul på indersiden: køleventilatoren blæser luft igennem den. Metalstrimlerne overfører varmen fra modstanden til den strømmende luft. Dette element forhindrer overophedning af seriemodstanden.
Het fordel af relækredsløbet og seriemodstanden er, at det er et relativt simpelt system. Ved fejl kan spændingerne til og fra relæet nemt måles. For fejlfindingsmetoden, se siden om det relæ.
Het ulempe er at bruge seriemodstanden i position 1. En modstand absorberer energi, hvilket i sidste ende fører til energitab. Derudover er modstanden følsom over for defekter. Hvis modstanden brænder ud, vil blæseren ikke længere virke ved indstilling 1. Ved mistanke om, at seriemodstanden er defekt, kan modstanden måles. Adskil stikket og mål modstanden på komponentens ben. Med resultatet "OL" eller "1." der er en såkaldt uendelig høj modstand og indikerer, at den er defekt. En modstand på nogle få ohm er i orden.
Når en bil er udstyret med ét ventilatorrelæ, og ventilatoren kører med høj hastighed, når den er tændt, er det på bekostning af komforten. Lyden af blæseren, der tænder og slukker, kan være forstyrrende. Derudover vil der være et toppunkt i energibehovet, når der tændes: Forbrugere som f.eks. belysning vil dæmpe i kort tid, efter at relæet er tændt og ventilatoren er startet.
Elektronisk ventilatorstyring ved hjælp af en styreenhed (PWM-styring):
Med den PWM-styrede køleventilator kan ventilatorens rotationshastighed øges eller sænkes trinløst. Hvor en termokontakt får ventilatoren til at køre med maksimal hastighed efter tænding, eller kan køre ved lav eller høj hastighed med en seriemodstand, tillader en PWM-styring køleventilatoren at køre med enhver ønsket hastighed. Fordele sammenlignet med systemet med fast hastighed er:
- Mere komfort: Ventilatoren er meget mere støjsvag ved den lavest mulige hastighed, end når den kører med (for) høj hastighed med en on-off kontrol. Den konstante eller lave hastighed vil heller ikke have nogen indflydelse på belysningen, som dæmpes kortvarigt i det tidligere omtalte system;
- Energibesparelse: Hvis der kræves lidt køling, behøver ventilatoren ikke at køle meget. En langsomt roterende blæser bruger mindre energi (inklusive brændstof);
Det følgende skema er fra kølesystemet i en Mercedes C-180. I dette diagram ser vi blandt andet følgende komponenter:
- P05: hovedsikringsboks;
- K04: hovedrelæ;
- A10: Motorrumselektronikmodul;
- A11: motor-ECU;
- M05: kølerventilator;
- B13: kølevæsketemperaturføler.
I dette diagram ser vi, at køleventilatoren får et konstant plus på ben 2 via sikringsboksen, et koblet plus på ben 3, når relæ K04 tændes af ECU'en, og et styresignal fra motorens ECU på pin 4.
Motorens ECU styrer køleventilatoren med et PWM-signal. Styringen afhænger blandt andet af motortemperaturen.
Ved funktionsfejl i køleventilatoren kan vi tjekke om motoren får et konstant og skiftet plus (ben 2 og 3) i forhold til jord (ben 1). Hvis disse spændinger er korrekte (mindst 12 volt med motoren kørende) måler vi om styresignalet (PWM) fra ben 16 på ECU'en ankommer til pin 4 på ventilatoren.
I huset til M05 køleventilatoren ser vi også en ECU: dette er styreenheden til køleventilatoren. Motorens ECU sender altid et styresignal til køleblæserens ECU; selvom det ikke er meningen at den skal køre. På denne måde genkender køleblæserens ECU, at kommunikationen er god, og at blæseren skal slukkes. Hvis dette signal mangler eller er forkert, kan ECU'en ikke længere genkende, om ventilatoren skal forblive slukket, eller med hvilken hastighed den skal rotere. Af sikkerhedsmæssige årsager styrer ECU'en køleventilatormotoren ved fuld hastighed. Føreren af bilen vil bemærke, at når han/hun slår tændingen til, begynder blæseren at blæse meget højt.
Det er muligt, at blæseren fortsætter med at køre kraftigt med tændingen til eller fra (afhængigt meget af biltypen). Hvis styresignalet fra motorens ECU er korrekt, kan køleblæserens ECU være defekt.
En anden fejl kunne selvfølgelig være, at man har mistanke om, at ventilatoren slet ikke kører. For at køre ventilatoren under diagnosen kan vi styre den ved hjælp af diagnoseudstyr via aktuatortesten og samtidig måle forsynings- og styrespændingerne.
Det næste skærmbillede viser køleventilatoraktuatortesten (kølevæskeventilatorkontrolkredsløb 1) i VCDS-programmet.
Efter at have klikket på "Start", giver VCDS-programmet motorens ECU kommandoen til at styre køleventilatoren. Styringen finder derefter sted: hvert femte sekund kører ventilatoren med maksimal hastighed og slukker igen.
Omfangsbillederne nedenfor viser PWM-styresignalerne med blæseren slukket (venstre) og ved fuld hastighed (højre).
Ventilatoren kan køre med enhver ønsket hastighed ved at gøre den aktive del af signalet længere eller kortere.
Mulige fejl, der får køleventilatoren til at køre:
Det kan ske, at en køleventilator fortsætter med at køre med høj hastighed, selv når motoren er slukket. Nedenfor er en liste over de mest almindelige fejl, der får køleventilatoren til at gå i en såkaldt "nødkørselsprocedure".
- En eller flere fejlkoder: læs fejlkoderne fra motorstyringssystemet eller klimaanlægget. Der kan være en fejlkode vedrørende kølevæsketemperaturføleren, højtryksføleren eller dens ledninger;
- Kølevæsketemperaturføleren viser en ulogisk værdi. Kontroller den aktuelle temperatur under læsning ved hjælp af live-data;
- Radiatoren er tilstoppet. Dette kan enten være en kølevæskekanal, der forhindrer kølevæsken i at cirkulere ordentligt, eller en blokering af luftstrømmen. Sidstnævnte er let at kontrollere: Kontroller radiatoren for synlige skader.
- Relæet stikker: dette gælder stort set kun versionen med seriemodstand;
- Der er ingen ordentlig kommunikation mellem motorens ECU og køleblæserens ECU: dette gælder for den PWM-styrede blæser-ECU. Signalerne på begge ECU'er kan måles med et oscilloskop. Der burde ikke være nogen forskel her. Måler du en spændingsforskel? Så har du måske at gøre med en afbrudt ledning, en overgangsmodstand eller en kortslutning.
Relaterede sider:
