Asignaturas:
- Introducción
- Ventilador con acoplamiento viscoso
- Control del ventilador eléctrico mediante interruptor térmico.
- Control del electroventilador mediante dispositivo de control.
- Control del ventilador eléctrico mediante un dispositivo de control (control por relé)
- Control del electroventilador mediante unidad de control (control PWM)
- Posibles fallas que hacen que el ventilador de enfriamiento continúe funcionando
Introducción:
Encontramos muchos tipos de ventiladores de refrigeración en un coche: en el compartimento del motor, en una radio multifuncional, utilizados en baterías de vehículos híbridos y eléctricos, ver: unidad alternativa. Esta página se centra en el ventilador de refrigeración del motor.
El ventilador de refrigeración de un automóvil con motor de combustión interna protege el sistema de refrigeración contra el sobrecalentamiento. El ventilador de refrigeración tiene varios diseños (consulte las diferentes secciones de esta página), pero todos tienen una característica común: las aspas de plástico del ventilador están ubicadas en la parte delantera, cerca del radiateur (a veces en la parte delantera, normalmente en la parte trasera). El ventilador empieza a funcionar cuando el refrigerante se ha calentado o cuando el aire acondicionado está encendido.
En la imagen de arriba vemos un ventilador de refrigeración eléctrico de un BMW con una funda de plástico. Un técnico retira el ventilador de refrigeración del compartimento del motor deslizándolo hacia arriba desde sus guías.
Los siguientes párrafos analizan los diferentes métodos de control del ventilador de refrigeración.
Ventilador con acoplamiento viscoso:
Además del ventilador controlado electrónicamente, también existe un ventilador autorregulable, concretamente la versión con acoplamiento viscoso. Ya no hay componentes electrónicos involucrados. A bimetálicos La tira y el líquido de silicona garantizan que el ventilador se encienda y apague cuando cambian las temperaturas conectando dos cámaras de almacenamiento (la cámara de almacenamiento y la cámara de trabajo).
El acoplamiento viscoso se fija con la brida. bomba de refrigerante confirmado. En la imagen vemos parte de la brida. El viscoacoplador en cuestión está atornillado a la bomba de refrigerante con cuatro tornillos. También existen versiones con una tuerca de montaje central.
El acoplamiento viscoso está detrás del radiateur. El aire que circula por el radiador calienta el acoplamiento viscoso. Una tira bimetálica también se calienta y, por tanto, se deforma. Cuando se deforma, la tira bimetálica abre una válvula de ballesta y el fluido de silicona puede fluir desde la cámara de almacenamiento a la cámara de trabajo. El fluido permite que el movimiento giratorio del disco impulsor (lado del motor) se transmita a la carcasa del ventilador (lado del ventilador). El fluido de silicona puede regresar a la cámara de almacenamiento a través del canal de retorno.
- Cuando el motor está frío, el ventilador se apaga. La brida de la bomba de refrigerante gira, pero la carcasa del ventilador está estacionaria. En esta situación, en el viscoacoplamiento no hay cámaras conectadas entre sí;
- Cuando el motor está caliente, el ventilador se enciende. El líquido de silicona en la cámara de trabajo garantiza que la carcasa del ventilador sea arrastrada y gire.
El grado de deformación de la banda bimetálica (que también depende de la temperatura del aire) determina cuánto líquido puede fluir hacia la cámara de trabajo. Una mayor cantidad de líquido en la cámara de trabajo da como resultado un menor deslizamiento y, por lo tanto, una mayor velocidad del ventilador. Siempre hay un deslizamiento mínimo en el acoplamiento viscoso.
Durante la conducción, el viento enfría el acoplamiento viscoso. Por lo tanto, el ventilador de refrigeración comenzará a funcionar principalmente cuando esté parado o conduciendo lentamente.
Por el sonido podemos reconocer si un coche tiene un ventilador de refrigeración accionado por un motor eléctrico o por un acoplamiento viscoso. El acoplamiento viscoso es accionado por el cigüeñal a través de una correa múltiple. Una velocidad más alta del cigüeñal da como resultado una velocidad más alta del ventilador. Si el ventilador sopla con más fuerza cuando aumenta el régimen del motor y se apaga al cabo de unos segundos debido al enfriamiento, el coche está equipado con un acoplamiento viscoso. Un ventilador eléctrico no funcionará más rápido ni más suave cuando el motor está en ralentí que cuando se acelera.
La siguiente figura muestra la operación de desmontaje del viscoacoplador con unión atornillada central. La unión atornillada y, por tanto, el acoplamiento viscoso con ventilador incluido, se puede aflojar con dos llaves de boca grandes. Separando las llaves de boca en movimientos opuestos se puede desmontar el acoplamiento de la bomba de refrigerante. La opción de desmontaje depende del tipo de coche. No en todos los casos es posible desenroscar el ventilador con dos llaves de boca:
- solo hay una tuerca en el viscoacoplador y falta una opción de bloqueo. Al colocar una llave sobre la tuerca y golpearla con un martillo, la tuerca se suelta por primera vez de la bomba de refrigerante. Atención: ¡esto puede dañar los cojinetes y la junta de la bomba de refrigerante!
- El ventilador se puede bloquear en varios huecos utilizando herramientas especiales.
Control del electroventilador mediante interruptor térmico:
En este sistema, el ventilador eléctrico se enciende y apaga mediante un interruptor dependiente de la temperatura o un interruptor térmico. Este componente está ubicado en el radiador.
El interruptor térmico está ubicado encima de la manguera que sirve como manguera de retorno; el refrigerante enfriado en el radiador regresa al motor a través de esta manguera. Durante la conducción, el viento proporciona principalmente una refrigeración suficiente. Cuando el refrigerante en el lado de salida del radiador se calienta demasiado, los contactos del interruptor térmico se cierran. Esto crea una conexión eléctrica en el lado de control del circuito del relé y enciende el relé del ventilador de refrigeración. El ventilador se activa y comienza a funcionar.
Mientras el ventilador está funcionando, el refrigerante del radiador se vuelve a enfriar. Cuando la temperatura es lo suficientemente baja, el interruptor térmico corta la conexión eléctrica. El relé y, por tanto, también el ventilador de refrigeración se desconectan.
El siguiente diagrama eléctrico muestra el método de control del ventilador de refrigeración. En el diagrama vemos:
- que es un diagrama en cascada, con el terminal 30 arriba (positivo de batería), el terminal 15 abajo (salida del interruptor de encendido) y el terminal 31 abajo (tierra de batería);
- el relé con las conexiones 86 y 85 (entrada y salida de corriente de control) a la izquierda y 30 y 87 (entrada y salida de corriente principal) a la derecha.
- el interruptor térmico entre el terminal 85 y la tierra de la batería
- el ventilador de refrigeración entre 87 y la masa de la batería.
El interruptor térmico opera el lado de corriente de control del relé del ventilador. Cuando la temperatura en el radiador amenaza con subir demasiado, el interruptor se cierra. El circuito en el lado de corriente de control del relé está cerrado; La corriente fluye a través de la bobina entre los terminales 86 y 85. La bobina se vuelve magnética y cierra el interruptor entre los terminales 30 y 87. Esto hace que fluya una corriente principal desde el lado positivo de la batería a través del motor eléctrico hasta tierra. El ventilador funcionará hasta que se rompa el contacto con el relé.
Control del electroventilador mediante dispositivo de control:
Hoy en día vemos cada vez más ventiladores de refrigeración controlados por un dispositivo de control. Con esta versión, ya no se necesita un interruptor térmico: la unidad de control lee los valores de uno o más sensores de temperatura del refrigerante y los utiliza para determinar el control del ventilador de refrigeración. Las ventajas del control ECU son:
- El control (momentos de encendido y apagado) se puede controlar de forma mucho más precisa que en la versión con interruptor térmico;
- Un ventilador de refrigeración puede asumir la función de dos ventiladores separados (a menudo uno grande y otro pequeño).
La unidad de control determina cuándo se enciende o apaga el ventilador y a qué velocidad funciona. La corriente que llega al ventilador no pasa a través del dispositivo de control: la intensidad de la corriente es tan alta que se generaría demasiado calor en el dispositivo de control. Los sistemas de ventiladores controlados por ECU se pueden diseñar de dos maneras:
- Control de relé;
- Control PWM.
Estos dos sistemas se describen en los párrafos siguientes.
Control electrónico del ventilador mediante unidad de control (control por relé):
Como se describe en el párrafo anterior, el control de la ECU reemplaza el sistema de control con el interruptor térmico. La siguiente Esquema Muestra el circuito de un circuito de ventilador de refrigeración de un Fiat Grande Punto 199. En este diagrama vemos los siguientes componentes principales:
- R02: resistencia del ventilador;
- M05: ventilador del radiador;
- K07: relé de alta velocidad;
- K07L: relé de baja velocidad;
La unidad de control del motor determina, basándose en la temperatura del líquido refrigerante y en el valor del sensor de alta presión del sistema de aire acondicionado, si el ventilador de refrigeración debe ponerse en marcha y a qué velocidad. Cuando el aire acondicionado está encendido, la velocidad 1 se activa de serie y la velocidad 2 cuando el motor está (demasiado) caliente. El ventilador (M05) se puede controlar a dos velocidades:
- para baja velocidad, la ECU del motor conmuta la bobina del relé K07L a masa. El relé conecta la corriente principal, que llega al motor eléctrico del ventilador a través de la resistencia en serie R02 conectada en serie.
- Para alta velocidad, la ECU desconecta el relé K07L y enciende el relé K07: el motor eléctrico ahora recibe tensión y corriente sin una resistencia en serie. El ventilador funcionará a máxima velocidad. Esto sucede, entre otras cosas, si el motor está muy caliente durante un atasco o durante un fallo en el circuito de temperatura: por seguridad, la ECU controla el ventilador de refrigeración a la mayor velocidad posible.
Las dos imágenes siguientes muestran la resistencia en serie R02 (izquierda) y la ubicación de la resistencia en serie en la cubierta del ventilador de refrigeración (derecha). La parte de plástico blanca y verde de la resistencia en serie es hueca por dentro: el ventilador de refrigeración sopla aire a través de ella. Las tiras de metal transfieren el calor de la resistencia al aire que fluye. Este elemento evita el sobrecalentamiento de la resistencia en serie.
la ventaja del circuito de relé y la resistencia en serie es que es un sistema relativamente simple. En caso de fallo, se pueden medir fácilmente las tensiones hacia y desde el relé. Para conocer el método de solución de problemas, consulte la página al respecto. relé.
la Nadeel es utilizar la resistencia en serie en la posición 1. Una resistencia absorbe energía, lo que finalmente conduce a una pérdida de energía. Además, la resistencia es sensible a los defectos. Si la resistencia se quema, el ventilador ya no funcionará en la configuración 1. Si se sospecha que la resistencia en serie está defectuosa, se puede medir la resistencia. Desmontar el enchufe y medir la resistencia en las clavijas del componente. Con el resultado “OL” o “1”. existe una llamada resistencia infinitamente alta e indica que está defectuoso. Una resistencia de unos pocos ohmios está bien.
Cuando un automóvil está equipado con un relé de ventilador y el ventilador funciona a alta velocidad cuando está encendido, esto va en detrimento del confort. El sonido del ventilador encendiéndose y apagándose puede resultar molesto. Además, al encender se producirá un pico de demanda de energía: los consumidores, como la iluminación, se atenuarán brevemente después de encender el relé y encender el ventilador.
Control electrónico del ventilador mediante unidad de control (control PWM):
Con el ventilador de refrigeración controlado por PWM, la velocidad de rotación del ventilador se puede aumentar o disminuir infinitamente. Mientras que un interruptor térmico hace que el ventilador funcione a la velocidad máxima después del encendido, o puede funcionar a velocidad baja o alta con una resistencia en serie, un control PWM permite que el ventilador de refrigeración funcione a cualquier velocidad deseada. Las ventajas respecto al sistema de velocidad fija son:
- Más comodidad: el ventilador es mucho más silencioso a la velocidad más baja posible que cuando funciona a velocidad (demasiado) alta con un control de encendido y apagado. La velocidad constante o baja tampoco tendrá influencia en la iluminación, que se atenúa brevemente en el sistema comentado anteriormente;
- Ahorro de energía: si se requiere poca refrigeración, el ventilador no necesita enfriar mucho. Un ventilador que gira lentamente utiliza menos energía (incluido el combustible);
La siguiente Esquema Proviene del sistema de refrigeración de un Mercedes C-180. En este diagrama vemos, entre otros, los siguientes componentes:
- P05: caja de fusibles principal;
- K04: relé principal;
- A10: módulo electrónico del compartimento motor;
- A11: ECU del motor;
- M05: ventilador del radiador;
- B13: Sensor de temperatura del refrigerante.
En este diagrama vemos que el ventilador de refrigeración recibe un plus constante en el pin 2 a través de la caja de fusibles, un plus conmutado en el pin 3 cuando la ECU activa el relé K04 y una señal de control de la ECU del motor en el pin 4.
La ECU del motor controla el ventilador de refrigeración con una señal PWM. El control depende, entre otras cosas, de la temperatura del motor.
En caso de averías en el ventilador de refrigeración, podemos comprobar si el motor recibe un positivo constante y conmutado (pin 2 y 3) respecto a masa (pin 1). Si estos voltajes son correctos (al menos 12 voltios con el motor en marcha), medimos si la señal de control (PWM) del pin 16 de la ECU llega al pin 4 del ventilador.
En la carcasa del ventilador de refrigeración M05 también vemos una ECU: se trata de la unidad de control del ventilador de refrigeración. La ECU del motor siempre envía una señal de control a la ECU del ventilador de refrigeración; incluso si se supone que no debe estar funcionando. De esta manera, la ECU del ventilador de refrigeración reconoce que la comunicación es buena y que el ventilador debe apagarse. Si esta señal falta o es incorrecta, la ECU ya no puede reconocer si el ventilador debe permanecer apagado o a qué velocidad debe girar. Por razones de seguridad, la ECU controla el motor del ventilador de refrigeración a máxima velocidad. El conductor del coche notará que cuando ponga el contacto, el ventilador empezará a soplar con mucha fuerza.
Es posible que el ventilador siga funcionando con fuerza con el encendido encendido o apagado (dependiendo en gran medida del tipo de automóvil). Si la señal de control de la ECU del motor es correcta, la ECU del ventilador de refrigeración puede estar defectuosa.
Por supuesto, otro fallo podría ser que se sospeche que el ventilador no funciona en absoluto. Para hacer funcionar el ventilador durante el diagnóstico, podemos controlarlo utilizando un equipo de diagnóstico mediante la prueba del actuador y medir simultáneamente los voltajes de suministro y control.
La siguiente pantalla muestra la prueba del actuador del ventilador de refrigeración (Circuito de control del ventilador de refrigeración 1) en el programa VCDS.
Después de hacer clic en "Iniciar", el programa VCDS le da a la ECU del motor el comando para controlar el ventilador de enfriamiento. Entonces se produce el control: cada cinco segundos el ventilador funciona a máxima velocidad y se apaga de nuevo.
Las imágenes de alcance a continuación muestran las señales de control PWM con el ventilador apagado (izquierda) y a máxima velocidad (derecha).
El ventilador puede funcionar a cualquier velocidad deseada haciendo que la parte activa de la señal sea más larga o más corta.
Posibles fallas que hacen que el ventilador de enfriamiento siga funcionando:
Puede suceder que un ventilador de refrigeración siga funcionando a alta velocidad, incluso con el motor apagado. A continuación se muestra una lista de las averías más comunes que hacen que el ventilador de refrigeración entre en el llamado "procedimiento de funcionamiento de emergencia".
- Uno o más códigos de error: lea los códigos de error del sistema de gestión del motor o del aire acondicionado. Puede haber un código de error relacionado con el sensor de temperatura del refrigerante, el sensor de alta presión o su cableado;
- El sensor de temperatura del refrigerante muestra un valor ilógico. Verifique la temperatura actual durante la lectura utilizando los datos en vivo;
- El radiador está obstruido. Puede ser un canal de refrigerante que impide que el refrigerante circule correctamente o un bloqueo del flujo de aire. Esto último es fácil de comprobar: compruebe si el radiador presenta daños visibles.
- El relé se pega: esto básicamente sólo se aplica a la versión con resistencia en serie;
- No hay comunicación adecuada entre la ECU del motor y la ECU del ventilador de refrigeración: esto se aplica a la ECU del ventilador controlado por PWM. Las señales de ambas ECU se pueden medir con un osciloscopio. Aquí no debería haber ninguna diferencia. ¿Mides una diferencia de voltaje? Entonces es posible que se trate de un cable interrumpido, una resistencia de transición o un cortocircuito.
