Kipas pendingin

Subyek:

Inleiding
Kipas dengan kopling kental
Kontrol kipas listrik menggunakan sakelar termal
Pengendalian kipas angin listrik melalui alat kendali
Pengendalian kipas listrik menggunakan alat kendali (relay control)
Pengendalian kipas angin listrik menggunakan unit kendali (kontrol PWM)
Kemungkinan kesalahan menyebabkan kipas pendingin terus bekerja

Perkenalan:
Kami menemukan banyak jenis kipas pendingin di dalam mobil: di ruang mesin, di radio multifungsi, digunakan dalam kemasan baterai kendaraan hibrida dan listrik, lihat: penggerak alternatif. Halaman ini berfokus pada kipas pendingin mesin.

Kipas pendingin mobil dengan mesin pembakaran internal melindungi sistem pendingin dari panas berlebih. Kipas pendingin memiliki berbagai desain (lihat bagian berbeda di halaman ini) namun semuanya memiliki satu fitur umum: bilah kipas plastik terletak di bagian depan, dekat bagian bawah. radiator (kadang di depan, biasanya di belakang). Kipas mulai bekerja saat cairan pendingin sudah memanas, atau saat AC menyala.

Pada gambar di atas kita melihat kipas pendingin elektrik dari BMW berjaket plastik. Kipas pendingin dikeluarkan dari ruang mesin oleh teknisi dengan menggesernya ke atas dari pemandunya.

Paragraf berikut membahas berbagai metode kontrol kipas pendingin.

Kipas dengan kopling kental:
Selain kipas yang dikontrol secara elektronik, ada juga kipas yang dapat berpikir/mengatur sendiri, yaitu versi dengan kopling kental. Tidak ada lagi barang elektronik yang terlibat. A bimetalik Strip dan cairan silikon cair memastikan kipas menyala dan mati ketika suhu berubah dengan menghubungkan dua ruang penyimpanan (ruang penyimpanan dan ruang kerja).

Kopling kental dipasang dengan flensa pompa pendingin dikonfirmasi. Pada gambar kita melihat bagian dari flensa. Kopling kental yang dimaksud disekrup ke pompa pendingin dengan empat baut. Ada juga versi dengan satu mur pemasangan di tengah.

Kopling kental berada di belakang radiator. Udara yang mengalir melalui radiator memanaskan kopling kental. Strip bimetalik juga memanas dan karenanya melengkung. Ketika melengkung, strip bimetalik membuka katup pegas daun dan cairan silikon dapat mengalir dari ruang penyimpanan ke ruang kerja. Cairan tersebut memungkinkan gerakan memutar cakram penggerak (sisi motor) disalurkan ke rumah kipas (sisi kipas). Cairan silikon dapat mengalir kembali ke ruang penyimpanan melalui saluran balik.

Saat mesin dingin, kipas dimatikan. Flensa pada pompa pendingin berputar, namun rumah kipas tidak bergerak. Dalam situasi ini, tidak ada ruang yang terhubung satu sama lain dalam kopling kental;
Saat mesin panas, kipas akan menyala. Cairan silikon di ruang kerja memastikan rumah kipas masuk dan berputar.

Sejauh mana strip bimetalik melengkung (yang juga bergantung pada suhu udara) menentukan berapa banyak cairan yang dapat mengalir ke ruang kerja. Lebih banyak cairan di ruang kerja menghasilkan lebih sedikit slip, dan karenanya kecepatan kipas lebih tinggi. Selalu ada slip minimal pada kopling kental.

Saat mengemudi, angin mendinginkan kopling kental. Oleh karena itu, kipas pendingin akan mulai bekerja terutama saat berdiri diam atau mengemudi dengan lambat.

Kita dapat mengenali dari suaranya apakah sebuah mobil memiliki kipas pendingin yang digerakkan oleh motor listrik atau kopling kental. Kopling kental digerakkan oleh poros engkol melalui multi-sabuk. Kecepatan poros engkol yang lebih tinggi menghasilkan kecepatan kipas yang lebih tinggi. Jika kipas bertiup lebih kencang saat putaran mesin meningkat dan mati setelah beberapa detik karena pendinginan, mobil dilengkapi dengan kopling kental. Kipas listrik tidak akan bekerja lebih cepat atau lebih pelan saat mesin dalam keadaan idle dibandingkan saat akselerasi.

Gambar berikut menunjukkan operasi pembongkaran kopling kental dengan sambungan baut tengah. Sambungan yang dibaut - dan kopling kental termasuk kipas - dapat dilonggarkan dengan dua kunci pas ujung terbuka yang besar. Dengan menggerakkan kunci pas ujung terbuka dengan gerakan berlawanan, kopling pompa pendingin dapat dibongkar. Opsi pembongkaran tergantung pada jenis mobil. Tidak semua kipas dapat dibuka dengan dua kunci pas ujung terbuka:

hanya ada satu mur pada kopling kental dan opsi pemblokiran tidak ada. Dengan memasang kunci pas pada mur dan memukulnya dengan palu, mur akan terlepas dari pompa pendingin untuk pertama kalinya. Harap diperhatikan: ini dapat merusak bantalan dan segel pompa pendingin!
kipas angin dapat diblokir dengan sejumlah ceruk menggunakan alat khusus.

Kontrol kipas listrik menggunakan sakelar termal:
Dalam sistem ini, kipas pendingin elektrik dinyalakan dan dimatikan dengan sakelar yang bergantung pada suhu, atau sakelar termal. Komponen ini terletak pada radiator.

Sakelar termal terletak di atas selang yang berfungsi sebagai selang balik; cairan pendingin yang didinginkan di radiator kembali ke mesin melalui selang ini. Saat mengemudi, angin terutama memberikan pendinginan yang cukup. Jika cairan pendingin di sisi keluar radiator menjadi terlalu panas, kontak pada sakelar termal akan menutup. Hal ini menciptakan sambungan listrik di sisi kontrol rangkaian relai dan menyalakan relai kipas pendingin. Kipas diaktifkan dan mulai bekerja.

Saat kipas bekerja, cairan pendingin di radiator menjadi dingin kembali. Ketika suhu cukup rendah, sakelar termal memutus sambungan listrik. Relai, dan juga kipas pendingin, mati.

Diagram kelistrikan berikut menunjukkan metode kontrol kipas pendingin. Dalam diagram kita melihat:

bahwa itu adalah diagram air terjun, dengan terminal 30 di atas (baterai positif), terminal 15 di bawah (output sakelar pengapian) dan terminal 31 di bawah (arde baterai);
relai dengan sambungan 86 dan 85 (mengontrol input dan output arus) di sebelah kiri dan 30 dan 87 (input dan output arus utama) di sebelah kanan.
saklar termal antara terminal 85 dan ground baterai
kipas pendingin antara 87 dan ground baterai.

Sakelar termal mengoperasikan sisi arus kontrol relai kipas. Ketika suhu di dalam radiator terancam naik terlalu tinggi, saklar akan tertutup. Sirkuit di sisi arus kendali relai ditutup; arus mengalir melalui kumparan antara terminal 86 dan 85. Kumparan menjadi magnetis dan menutup saklar antara terminal 30 dan 87. Hal ini menyebabkan arus utama mengalir dari sisi positif baterai melalui motor listrik ke ground. Kipas akan bekerja sampai kontak dengan relay terputus.

Pengendalian kipas angin listrik melalui alat kendali:
Saat ini kita semakin banyak melihat kipas pendingin yang dikendalikan oleh suatu perangkat kontrol. Dengan versi ini, sakelar termal tidak lagi diperlukan: unit kontrol membaca nilai dari satu atau lebih sensor suhu cairan pendingin dan menggunakannya untuk menentukan kontrol kipas pendingin. Keuntungan dari kontrol ECU adalah:

Kontrol (menghidupkan dan mematikan momen) dapat dikontrol jauh lebih tepat dibandingkan dengan versi dengan sakelar termal;
Satu kipas pendingin dapat mengambil alih fungsi dua kipas yang sebelumnya terpisah (sering kali berukuran besar dan kecil).

Unit kontrol menentukan kapan kipas hidup atau mati dan pada kecepatan apa kipas itu bekerja. Arus ke kipas tidak melewati perangkat kontrol: intensitas arus sangat tinggi sehingga terlalu banyak panas yang dihasilkan di perangkat kontrol. Sistem kipas yang dikontrol ECU dapat dirancang dengan dua cara:

Kontrol relai;
Kontrol PWM.

Kedua sistem ini dijelaskan dalam paragraf berikut.

Kontrol kipas elektronik menggunakan unit kontrol (relay control):
Seperti dijelaskan pada paragraf sebelumnya, kendali ECU menggantikan sistem kendali dengan saklar termal. Pengikut skema menunjukkan rangkaian rangkaian kipas pendingin Fiat Grande Punto 199. Dalam diagram ini kita melihat komponen utama berikut:

R02: resistor kipas;
M05: kipas radiator;
K07: relai kecepatan tinggi;
K07L: relai kecepatan rendah;

Unit kontrol mesin menentukan, berdasarkan suhu cairan pendingin dan nilai sensor tekanan tinggi dalam sistem pendingin udara, apakah dan pada kecepatan berapa kipas pendingin harus mulai bekerja. Saat AC dihidupkan, kecepatan 1 dihidupkan sebagai standar, dan kecepatan 2 saat mesin (terlalu) hangat. Kipas (M05) dapat dikontrol dengan dua kecepatan:

untuk kecepatan rendah, ECU mesin mengalihkan kumparan relay K07L ke ground. Relai menyalakan arus utama, yang mencapai motor listrik kipas melalui resistor seri yang dihubungkan seri R02.
Untuk kecepatan tinggi, ECU mematikan relai K07L dan menghidupkan K07: motor listrik kini disuplai tegangan dan arus tanpa resistor seri. Kipas akan bekerja dengan kecepatan maksimum. Hal ini terjadi antara lain jika mesin menjadi sangat panas saat terjebak kemacetan, atau saat terjadi gangguan pada sirkuit temperatur: demi keselamatan, ECU mengontrol kipas pendingin pada kecepatan setinggi mungkin.

Dua gambar di bawah menunjukkan resistor seri R02 (kiri) dan letak resistor seri pada selubung kipas pendingin (kanan). Bagian plastik putih dan hijau dari resistor seri berlubang di bagian dalam: kipas pendingin meniupkan udara melaluinya. Strip logam memindahkan panas dari hambatan ke udara yang mengalir. Elemen ini mencegah overheating pada resistor seri.

itu voordeel rangkaian relay dan resistor seri adalah sistem yang relatif sederhana. Jika terjadi gangguan, tegangan ke dan dari relai dapat diukur dengan mudah. Untuk metode pemecahan masalah, lihat halaman tentangnya menyampaikan.

itu kerugian adalah dengan menggunakan resistor seri pada posisi 1. Sebuah resistor menyerap energi, yang pada akhirnya menyebabkan hilangnya energi. Selain itu, resistor sensitif terhadap cacat. Jika resistor terbakar maka kipas tidak akan bekerja lagi pada setting 1. Jika diduga resistor seri rusak maka dapat diukur resistansinya. Bongkar steker dan ukur resistansi pada pin komponen. Dengan hasil “OL” atau “1.” ada yang disebut resistansi yang sangat tinggi dan menunjukkan bahwa resistansi tersebut rusak. Resistansi beberapa ohm tidak masalah.

Jika mobil dilengkapi dengan satu relai kipas dan kipas bekerja dengan kecepatan tinggi saat dihidupkan, hal ini mengorbankan kenyamanan. Suara kipas yang menyala dan mati dapat mengganggu. Selain itu, akan ada puncak permintaan energi saat dinyalakan: konsumen seperti penerangan akan meredup dalam waktu singkat setelah relai dihidupkan dan kipas dihidupkan.

Kontrol kipas elektronik menggunakan unit kontrol (kontrol PWM):
Dengan kipas pendingin yang dikontrol PWM, kecepatan putaran kipas dapat ditingkatkan atau diturunkan tanpa batas. Jika sakelar termal menyebabkan kipas bekerja pada kecepatan maksimum setelah dinyalakan, atau dapat bekerja pada kecepatan rendah atau tinggi dengan resistor seri, kontrol PWM memungkinkan kipas pendingin bekerja pada kecepatan apa pun yang diinginkan. Keuntungan dibandingkan sistem kecepatan tetap adalah:

Kenyamanan lebih: kipas jauh lebih senyap pada kecepatan serendah mungkin dibandingkan saat berjalan pada kecepatan (terlalu) tinggi dengan kontrol on-off. Kecepatan konstan atau rendah juga tidak akan berpengaruh pada pencahayaan, yang meredup sebentar pada sistem yang telah dibahas sebelumnya;
Hemat energi: jika diperlukan sedikit pendinginan, kipas tidak perlu terlalu dingin. Kipas yang berputar perlahan menggunakan lebih sedikit energi (termasuk bahan bakar);

Pengikut skema berasal dari sistem pendingin Mercedes C-180. Dalam diagram ini kita melihat antara lain komponen-komponen berikut:

P05: kotak sekering utama;
K04: relai utama;
A10: modul elektronik kompartemen mesin;
A11: ECU mesin;
M05: kipas radiator;
B13: sensor suhu cairan pendingin.

Pada diagram ini kita melihat bahwa kipas pendingin menerima plus konstan pada pin 2 melalui kotak sekring, switch plus pada pin 3 ketika relay K04 dihidupkan oleh ECU, dan sinyal kontrol dari ECU mesin pada pin 4.

ECU mesin mengontrol kipas pendingin dengan sinyal PWM. Pengendaliannya antara lain bergantung pada suhu motor.

Jika terjadi malfungsi pada kipas pendingin, kita dapat memeriksa apakah mesin menerima tegangan plus yang konstan dan diaktifkan (pin 2 dan 3) dibandingkan dengan ground (pin 1). Jika voltase ini benar (setidaknya 12 volt dengan mesin menyala) kami mengukur apakah sinyal kontrol (PWM) dari pin 16 di ECU sampai di pin 4 fan.

Di rumah kipas pendingin M05 kita juga melihat ECU: ini adalah unit kontrol untuk kipas pendingin. ECU mesin selalu mengirimkan sinyal kontrol ke ECU kipas pendingin; bahkan jika itu tidak seharusnya berjalan. Dengan cara ini, ECU kipas pendingin mengetahui bahwa komunikasi baik dan kipas harus dimatikan. Jika sinyal ini hilang atau salah, ECU tidak dapat lagi mengenali apakah kipas harus tetap dimatikan, atau pada kecepatan berapa kipas harus berputar. Untuk alasan keamanan, ECU mengontrol motor kipas pendingin dengan kecepatan penuh. Pengemudi mobil akan memperhatikan bahwa ketika dia menyalakan kunci kontak, kipas angin akan mulai bertiup sangat keras.

Ada kemungkinan kipas terus bekerja dengan kuat saat kunci kontak hidup atau mati (sangat bergantung pada jenis mobil). Jika sinyal kontrol dari ECU mesin benar, maka ECU kipas pendingin mungkin rusak.

Kesalahan lainnya tentu saja bisa berupa dugaan bahwa kipas tidak bekerja sama sekali. Untuk menjalankan kipas selama diagnosis, kita dapat mengontrolnya menggunakan peralatan diagnostik melalui uji aktuator dan sekaligus mengukur tegangan suplai dan kontrol.

Layar selanjutnya menunjukkan pengujian aktuator kipas pendingin (Coolant Fan Control Ciruit 1) pada program VCDS.

Setelah mengklik “Start”, program VCDS memberikan perintah kepada ECU mesin untuk mengontrol kipas pendingin. Kontrol kemudian dilakukan: setiap lima detik kipas bekerja dengan kecepatan maksimum dan mati kembali.

Gambar lingkup di bawah menunjukkan sinyal kontrol PWM dengan kipas dimatikan (kiri) dan dengan kecepatan penuh (kanan).

Kipas dapat bekerja pada kecepatan apa pun yang diinginkan dengan membuat bagian aktif dari sinyal lebih panjang atau lebih pendek.

Kemungkinan kesalahan yang menyebabkan kipas pendingin tetap bekerja:
Mungkin saja kipas pendingin terus bekerja dengan kecepatan tinggi, meskipun mesin mati. Di bawah ini adalah daftar malfungsi paling umum yang menyebabkan kipas pendingin mengalami apa yang disebut “prosedur pengoperasian darurat”.

Satu atau lebih kode kesalahan: baca kode kesalahan dari sistem manajemen mesin atau AC. Mungkin ada kode kesalahan yang berkaitan dengan sensor suhu cairan pendingin, sensor tekanan tinggi, atau kabelnya;
Sensor suhu cairan pendingin menunjukkan nilai yang tidak logis. Periksa suhu saat ini selama membaca menggunakan data langsung;
Radiatornya tersumbat. Hal ini dapat berupa saluran cairan pendingin yang menghalangi sirkulasi cairan pendingin dengan baik atau penyumbatan aliran udara. Yang terakhir ini mudah untuk diperiksa: periksa radiator apakah ada kerusakan yang terlihat.
Relai menempel: ini pada dasarnya hanya berlaku untuk versi dengan resistor seri;
Tidak ada komunikasi yang baik antara ECU mesin dan ECU kipas pendingin: ini berlaku untuk ECU kipas yang dikontrol PWM. Sinyal pada kedua ECU dapat diukur dengan osiloskop. Seharusnya tidak ada perbedaan di sini. Apakah Anda mengukur perbedaan tegangan? Maka Anda mungkin berurusan dengan kabel terputus, hambatan transisi, atau korsleting.

Halaman terkait: