Interieurventilator:
De onderstaande afbeelding toont een interieurventilator. Dit component wordt ook wel een kachelmotor of aanjager genoemd.
In het midden van de aanjager zitten de schoepen die de ventilatielucht het interieur in blazen. De ventilatielucht wordt aan de zijkant van de motor aangezogen en wordt via de bovenstaande ovalen kanalen door de kachelradiateur of de verdamper van de airconditioning geblazen (die direct na de interieurventilator gemonteerd zitten in het kachelhuis).
De onderstaande afbeeldingen tonen handmatige bedieningspaneel (links) en de automatische (rechts). De automatische regeling heeft als voordeel dat de ventilatorsnelheid, uitstroomtemperatuur, ontwaseming en recirculatie automatisch worden ingesteld op de actuele omstandigheden.
Duty-cycle geregelde interieurventilator:
Moderne ventilatiesystemen zijn steeds vaker uitgevoerd met een duty-cycle geregelde interieurventilator. Het voordeel van deze aansturing is dat er geen verlies ontstaat, zoals bij de kachelweerstand wel het geval is. Met een duty-cycle geregelde interieurventilator schakelt de ECU (het regelapparaat) de elektromotor steeds in en uit. Dit kunnen we meten met een oscilloscoop.
De afbeelding linksonder toont weerskanten van het schakelgedeelte van de kachelmotor. Dit component zit op de kachelmotor gemonteerd. In de behuizing bevindt zich een schakeltransistor die door de ECU wordt bediend. De schakeltransistor voorziet de elektromotor van een voeding of massa. De transistor wordt tijdens het gebruik erg warm. De koelribben staan de warmte af aan de luchtstroom die de ventilator verplaatst.
De afbeelding rechts toont het scoopbeeld waarin de periodetijd (blauw) wordt weergegeven.
- Uitgeschakeld wanneer de spanning op de massazijde in deze periode 12 volt bedraagt. De elektromotor heeft de spanning niet verbruikt.
- Ingeschakeld wanneer de spanning op de massazijde in deze periode 0 volt bedraagt. Op dat moment heeft de elektromotor de 12 volt gebruikt om te draaien.
De ingeschakelde tijd bedraagt 25% van de totale tijd, dus de interieurventilator draait met een lage snelheid. Hoe langer de elektromotor aan massa wordt gelegd, des te harder de ventilator zal draaien. Als de ECU hem volledig aan massa legt zal hij op het maximale toerental draaien. Op de pagina duty cycle en PWM-regeling vindt u meer uitleg over verschillende aanstuurmethoden en signaalverwerking.
Mogelijke gebreken aan het duty-cycle geregelde systeem:
- Input van de ECU niet in orde, denk daarbij aan de bedieningseenheid waar de knoppen en schakelaars in zitten. Deze kan zijn uitgevoerd met LIN-bus-communicatie. Controleer of er communicatie plaatsvindt.
- Voeding (plus of massa) van de ECU niet in orde. De ECU schakelt niet in.
- Voeding van de ventilator niet in orde. Controleer of de ventilator plus- of massa-geschakeld is en meet dit na. In het bovenstaande schema is de elektromotor massa-geschakeld, dus met ingeschakeld contact moet er ten alle tijden 12 volt op de ingang van de motor moeten worden gemeten.
- Defect schakelgedeelte. Controleer wel eerst de bedrading; zijn de voeding en massa op het schakelgedeelte in orde? Vindt er een communicatie met de ECU plaats? De ECU bevindt zich vaak achter de bedieningsknoppen. Als alle metingen in orde zijn, maar het schakelgedeelte stuurt de elektromotor niet aan, is de kans aanwezig dat het schakelgedeelte met transistor moet worden vervangen.
Aansturing van de interieurventilator d.m.v. een voorschakelweerstand:
De interieurventilator moet uiteraard worden voorzien van spanning om te kunnen werken. Met een spanning van 12 volt zal de ventilator op maximale snelheid draaien. Dat komt overeen met stand 4 waar de knop op gedraaid wordt (of de maximale waarde op het digitale display van de automatisch geregelde ventilatie). Wanneer de standen 1, 2, of 3 op de bedieningsschakelaar worden geselecteerd , moet de interieurventilator langzamer gaan draaien. De spanning moet dan worden verlaagd. De voorschakelweerstand zorgt hiervoor. De onderstaande drie afbeeldingen tonen verschillende kachelweerstanden.
De kachelweerstand wordt erg warm; daarom zit hij in een kanaal waar lucht doorheen wordt geblazen. Vaak zit hij in de buurt van de interieurventilator, of zit hij zelfs in dezelfde behuizing. De passerende lucht koelt de kachelweerstand af.
In het schema van de interieurventilator worden de volgende componenten weergeven:
- K55: relais interieurventilator;
- F3: zekering 20 A;
- M28: interieurventilator;
- R28: voorschakelweerstand;
- S28b: schakelaar met vier standen.
Tevens zijn de stekkercoderingen en aanduidingen te zien:
- 10P, 2: stekker op de elektronicabox, positie 2
- X28: draadverbinding;
- G29: massapunt.
De afkortingen van de draadkleuren zijn als volgt:
- sw/rt: zwart/rood;
- rt/bl: rood/blauw;
- ws: wit;
- ge: geel;
- br: bruin.
De plusdraad van de interieurventilator is d.m.v. een zekering aan het relais aangesloten. Het relais wordt bekrachtigd wanneer het contact is ingeschakeld. Dat betekent dat de interieurventilator bij ingeschakeld contact altijd een plus krijgt. De stroom gaat via de voorschakelweerstand en de schakelaar naar de massa. De interieurventilator is dus massa-geschakeld.
De snelheid van de interieurventilator wordt bepaald door welke, en hoeveel weerstanden de stroom gaat.
Hieronder worden drie situaties weergeven waarin de schakelaar de interieurventilator aan massa schakelt.
Stand 1: De schakelaar staat in stand 1. De stroom gaat via aansluiting 3 van de kachelweerstand door twee weerstanden die met elkaar in serie staan. De twee weerstanden zorgen voor een spanningsverlies van in totaal 8 volt bij een boordspanning van 12 volt. De onderstaande formule toont aan dat de interieurventilator in deze stand functioneert op een spanning van 4 volt.
Stand 2: Op het moment dat de schakelaar in stand 2 staat, gaat de stroom nog maar door één weerstand. De formule wordt daardoor iets anders. We laten de waarde van R2 weg. In dit geval is er minder spanningsverlies en draait de interieurventilator op een hogere spanning en stroom. Hij zal harder gaan draaien.
Stand 3: In deze stand wordt de kachelweerstand niet gebruikt. De stroom verlaat de motor en gaat direct naar de schakelaar. Deze schakelt de aanjager direct aan massa. Hij draait daardoor op de hardste stand. De onderstaande formule houdt rekening met de interne weerstand van de elektromotor. De spanning over de elektromotor bedraagt nu 12 volt.
Diagnose ventilatormotor met voorschakelweerstand met zeven mogelijke storingen:
In de vorige paragraaf is uitgelegd hoe de kachelweerstand ervoor zorgt dat de ventilatorsnelheid kan worden geregeld. In deze paragraaf worden mogelijke storingen behandeld, en wordt uitleg gegeven hoe er met metingen een diagnose kan worden gemaakt. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het schema dat hiernaast is te zien.
- bovenin het schema zien we klem 30 (constante +) en klem 15 (geschakelde +);
- Daaronder zien we P03 en K55 (zekering en relais) met daarnaast een aparte zekering (P23) in de zekeringenhouder;
- pin 1 van het relais (DIN-codering 87) voorziet de ventilatormotor M28 van spanning;
- de ventilatormotor M28 staat in serie met de voorschakelweerstand R28;
- de stand van de schakelaar S28b bepaalt hoe de massa vanaf de ventilator door één of meerdere weerstanden, of buitenom gaat;
- in stand 4 is de motor direct aan massa geschakeld zonder dat er een weerstand in serie staat, en draait hij met zijn maximale vermogen;
- in stand 3 t/m 1 wordt er steeds een weerstand extra in serie geplaatst, waardoor de motor langzamer gaat draaien.
De afbeeldingen hieronder tonen metingen in de vier verschillende ingeschakelde standen als er geen storing aanwezig is. Hierin is duidelijk te zien dat als de schakelaar in stand 1 staat, er veel spanning (9 volt) in de weerstanden wordt verbruikt, en er daarom nog maar 3 volt overblijft voor de motor om te draaien.
In de standen 2 en 3 is het spanningsverbruik in de weerstanden lager omdat de stroom door minder weerstanden hoeft te lopen.
In stand 4 loopt de stroom om de voorschakelweerstand heen, en verbruiken de weerstanden geen spanning meer. De motor draait nu op de volledige 12 volt.
Storing 1: ventilator werkt niet op stand 1, op andere standen werkt hij goed.
Een kachelweerstand kan door hitte defect gaan. Een bekend gevolg van een defecte kachelweerstand is, dat de ventilator alleen nog maar in stand 4 werkt, en in alle andere standen uit blijft. In dit geval is er één weerstand defect. Met het meten van spanningen kunnen we erachter komen welke weerstand is doorgebrand.
- de spanning over de ventilatormotor bedraagt 0 volt. Dit is de reden dat hij helemaal niet functioneert;
- het spanningsverschil over de weerstand t.o.v. massa bedraagt 12 volt, wat wijst op een onderbreking ergens daartussenin;
- het spanningsverschil over de meest linker weerstand bedraagt -12 volt. Dit meten we op pin 3 t.o.v. pin 1. Daarmee weten we dat er tussen die twee meetpunten een onderbreking zit;
- de waarde is negatief omdat de spanning op de zwarte meetdraad 12 volt hoger is dan op de rode meetdraad;
- conclusie: kachelweerstand is defect, en moet worden vervangen.
Belangrijk: tijdens het meten van spanningen moet de ventilator zijn ingeschakeld. Ook moet de schakelaar in de stand staan waarin de storing aanwezig is. Zet de ventilator dus niet op stand 0 of 2 als je het spanningsverschil over de weerstand van stand 1 gaat meten. Het lijkt vanzelfsprekend, maar in de praktijk wordt dit nog wel eens fout gedaan.
Storing 2: de ventilator draait in stand 1 te zacht:
Bij het inschakelen van één van de vier standen kunnen we opmerken dat de ventilator minder hard draait dan hij zou moeten doen. Dit kan in stand 1 zijn zoals in dit voorbeeld, maar ook in stand 2. In dat geval zou de ventilator in stand 2 net zo zacht kunnen draaien als in stand 1.
We hebben een overgangsweerstand in de draad tussen de kachelweerstand en de schakelaar.
- het spanningsverschil over de kachelmotor bedraagt 2 volt. In de storingsvrije situatie was dit 3 volt, dus door de lagere spanning zal hij minder hard draaien;
- het spanningsverschil over de kachelweerstand is 9 volt, wat laat zien dat er spanning in de weerstanden wordt opgenomen, maar niet duidt op een eventuele storing;
- het spanningsverschil over de witte draad, tussen pin 3 van de weerstand en pin 8 van de schakelaar is 1 volt. Dit is een verlies als gevolg van een overgangsweerstand;
- door het spanningsverlies in de draad blijft er voor de ventilatormotor minder spanning over om te functioneren, waardoor hij minder hard gaat draaien;
- conclusie: de witte draad is beschadigd en moet worden gerepareerd.
Storing 3: de ventilator draait in alle standen te zacht:
Op het moment dat de interieurventilator in alle standen te zacht blaast, kan dat duiden op een defecte ventilator. In dat geval kan hij het beste op stand 4 worden gezet om de spanning over de ventilatormotor te meten. Deze spanning zou (volgens de theorie van de V4-meting) ongeveer de accuspanning moeten bedragen. In de onderstaande afbeelding zien we dat de spanning in stand 4 slechts 7 volt is, omdat er 5 volt verlies is in de massadraad tussen de schakelaar en het massapunt. Deze 5 volt meten we ook als we tussen pin 2 van de motor en G23 (massa) meten. In de afbeelding is de betreffende draad al gevonden.
Op het moment dat er een overgangsweerstand in een draad zit en de schakelaar staat níet in stand 4 maar in stand 3, dan maken we het ons onnodig ingewikkeld. Er wordt dan namelijk een weerstand in serie geschakeld om de motor minder hard te laten draaien. We hebben dan én een overgangsweerstand als storing én een weerstand die we bewust in serie van de motor zetten om de ventilator minder hard te laten draaien. De laatste twee afbeeldingen geven de spanningsverschillen weer in stand 3.
Conclusie: als de motor in alle standen te zacht draait, zet hem op de hoogste stand (zodat de kachelweerstand niet in serie staat) en voer de V4-meting uit over de accu (V1) en de ventilatormotor (V2) met vervolgens de V3 en V4 indien V2 meer dan 0,5 volt verschilt van V1. Lees daarover alles op: meten met de multimeter.
Storing 4: ventilator werkt niet op stand 3, op andere standen werkt hij goed.
De klacht lijkt op storing 1, maar in dit geval is er een draadbreuk tussen de kachelweerstand en de schakelaar aanwezig. Met een V4-meting maken we de spanningsverschillen inzichtelijk. Omdat de V4-meting als bekend wordt beschouwd, worden de V1- en V3-metingen weggelaten.
- het spanningsverschil over de motor (v2) is 0 volt;
- het verschil over de massa (pin 2 van de motor t.o.v. een massapunt) is 12 volt, wat wijst naar een onderbreking;
- de meting tussen pin 2 (weerstand) en 6 (schakelaar) komt uit op 12 volt verschil. Deze draad is onderbroken;
- conclusie: de bruine draad tussen pin 2 en 6 is onderbroken en moet worden gerepareerd.
Storing 5: ventilator draait in standen 1, 2 en 3 goed, maar in stand 4 draait hij even hard als in stand 3.
Tussen stand 3 en 4 wordt geen verschil in werking ervaren. Daar waar in stand 3 een spanning van 3 volt werd opgenomen in de weerstand, wordt deze 3 volt nu opgenomen in de overgangsweerstand tussen de ventilatormotor en de schakelaar. De klacht geeft ons wel inzicht in de locatie van de weerstand: omdat de storing niet aanwezig is in andere schakelaarstanden, weten we zeker dat de storing zich na het knooppunt bevindt.
Conclusie: de draad tussen het knooppunt en de schakelaar is beschadigd en moet worden gerepareerd.
Storing 6: stand 4 functioneert niet meer.
In de standen 1 t/m 3 werkt de ventilatormotor goed. Met een V4-meting wordt duidelijk gemaakt dat in stand 4: V2 0 volt en V4 12 volt is, dus dat we een spanningsverschil van 12 volt in de massa hebben, wat een onderbreking betekent. Tussen pin 2 van de motor en pin 2 van de schakelaar meten we 12 volt. Daarmee is de onderbreking gevonden.
Net als bij de overgangsweerstand in storing 5 moet de onderbreking wel rechts na het knooppunt zitten, omdat de ventilator in andere standen wel goed werkt.
Storing 7: interieurventilator werkt niet meer.
Op het moment dat de interieurventilator niets meer doet, controleren we eerst de spanningsverschillen door middel van de V4-meting in stand 4. Daarbij worden de volgende spanningen gemeten:
- V1 (accu): 12 volt
- V2 (ventilatormotor): 0 volt
- V3 (verlies +): 12 volt
- V4: (verlies -): 0 volt
Aan de hand van deze waardes kunnen we een tussentijdse conclusie stellen dat er een onderbreking zit tussen de plus van de accu en pin 1 van de motor.
Een meting over het relais (pin 5 t.o.v. pin 1) toont een waarde van 12 volt. Het relaiscontact is geopend en dit is de “oorzaak” van de uitkomst van de V4-meting. Het relais schakelt de voedingsspanning niet door naar de motor en dit is nu feitelijk de onderbreking.
Metingen aan de aanstuurzijde moeten uitsluitsel geven of het relais wel of niet wordt aangestuurd. Om een stuurstroom door de spoel tussen pin 2 en 4 te laten lopen, moet pin 4 aan massa worden geschakeld door de schakelaar. In een goed werkende situatie zal het spanningsverschil tussen pin 4 en een massapunt ongeveer 0 volt moeten bedragen.
In deze situatie wordt er een spanningsverschil van 12 volt gemeten over de aanstuurdraad van het relais. Hierdoor kan het relais niet door de schakelaar worden bediend en schakelt hij niet de spanning en stroom door naar de ventilatormotor.
Conclusie: aanstuurdraad tussen pin 4 van het relais en pin 3 van de schakelaar onderbroken.
Gerelateerde pagina’s: