Предмети:
- Вступ
- Вентилятор з віскомуфтою
- Управління електровентилятором за допомогою термовимикача
- Управління електровентилятором за допомогою приладу керування
- Управління електровентилятором за допомогою пристрою керування (реле керування)
- Управління електровентилятором за допомогою блоку управління (ШІМ управління)
- Можливі несправності, через які охолоджуючий вентилятор продовжує працювати
Вступ:
В автомобілях ми знаходимо багато типів вентиляторів охолодження: у моторному відсіку, у багатофункціональному радіо, використовуються в акумуляторних блоках гібридних та електромобілів, див. альтернативний привід. Ця сторінка присвячена вентилятору охолодження двигуна.
Вентилятор охолодження автомобіля з двигуном внутрішнього згоряння захищає систему охолодження від перегріву. Вентилятор охолодження має різні конструкції (див. різні розділи на цій сторінці), але всі вони мають одну спільну особливість: пластикові лопаті вентилятора розташовані спереду, біля радіатор (іноді спереду, зазвичай ззаду). Вентилятор починає працювати, коли охолоджуюча рідина нагрілася, або коли включений кондиціонер.
На зображенні вище ми бачимо електричний вентилятор охолодження від BMW у пластиковій оболонці. Технік знімає вентилятор охолодження з моторного відсіку, посунувши його з напрямних.
У наступних параграфах розглядаються різні методи керування охолоджуючим вентилятором.
Вентилятор з віскомуфтою:
На додаток до вентилятора з електронним керуванням, є також автономний / регулюючий вентилятор, а саме версія з віскомуфтою. Електроніка більше не задіяна. А біметалічні Стрип і рідка силіконова рідина забезпечують вмикання та вимикання вентилятора при зміні температури шляхом з’єднання двох камер зберігання (камери зберігання та робочої камери).
Віскомуфта кріпиться за допомогою фланця насос охолоджуючої рідини підтверджено. На зображенні ми бачимо частину фланця. Розглядається віскомуфта прикручується до насоса охолоджуючої рідини чотирма болтами. Є також варіанти з однією центральною гайкою кріплення.
Віскомуфта знаходиться позаду радіатор. Повітря, що протікає через радіатор, нагріває віскомуфту. Біметалева стрічка також нагрівається і тому деформується. Коли біметалева стрічка викривляється, відкривається клапан листової пружини, і силіконова рідина може текти з камери зберігання в робочу камеру. Рідина дозволяє передавати обертовий рух приводного диска (з боку двигуна) на корпус вентилятора (з боку вентилятора). Силіконова рідина може повертатися в камеру зберігання через зворотний канал.
- Коли двигун холодний, вентилятор вимикається. Фланець на насосі охолоджуючої рідини обертається, але корпус вентилятора нерухомий. У цій ситуації камери віскомуфти не з’єднані одна з одною;
- Коли двигун прогрітий, включається вентилятор. Силіконова рідина в робочій камері забезпечує захоплення та обертання корпусу вентилятора.
Ступінь деформації біметалічної стрічки (що знову ж таки залежить від температури повітря) визначає, скільки рідини може надходити в робочу камеру. Більше рідини в робочій камері призводить до меншого ковзання, а отже, до вищої швидкості вентилятора. Віскомуфта завжди мінімальна.
Під час руху віскомуфту охолоджує вітер. Таким чином, охолоджуючий вентилятор в основному починає працювати, коли стоїть на місці або їде повільно.
За звуком ми можемо розпізнати, чи є в автомобілі вентилятор охолодження, який приводиться в дію від електродвигуна або від вискомуфти. Віскомуфта приводиться в рух від колінчастого вала через багаторемінний ремінь. Більша швидкість колінчастого вала призводить до більшої швидкості вентилятора. Якщо при збільшенні обертів двигуна вентилятор дме сильніше і вимикається через кілька секунд через охолодження, автомобіль оснащений вискомуфтою. Коли двигун працює на холостому ходу, електричний вентилятор не працюватиме швидше чи м’якше, ніж під час прискорення.
На наступному малюнку показано операцію демонтажу вискомуфти з центральним болтовим з’єднанням. Болтове з’єднання – і, таким чином, вискомуфту, включаючи вентилятор – можна послабити за допомогою двох великих ріжкових ключів. Розсуваючи ріжкові ключі протилежними рухами, можна демонтувати муфту насоса охолоджувальної рідини. Варіант розбирання залежить від типу автомобіля. Не у всіх випадках можна відкрутити вентилятор двома ріжковими ключами:
- на віскомуфті є тільки одна гайка і відсутня опція блокування. Помістивши гайковий ключ на гайку та вдаривши по ній молотком, гайка вперше від’єднається від насоса охолоджувальної рідини. Зверніть увагу: це може пошкодити підшипники та ущільнення насоса охолоджуючої рідини!
- вентилятор можна заблокувати кількома виїмками за допомогою спеціальних інструментів.
Управління електровентилятором за допомогою термовимикача:
У цій системі електричний вентилятор охолодження вмикається та вимикається за допомогою перемикача, що залежить від температури, або термовимикача. Цей компонент знаходиться в радіаторі.
Термовий вимикач розташований над шлангом, який служить зворотним шлангом; по цьому шлангу охолоджена в радіаторі рідина повертається в двигун. Під час руху достатнє охолодження в основному забезпечує вітер. Коли теплоносій на виході радіатора стає занадто гарячим, контакти термовимикача замикаються. Це створює електричне з’єднання на стороні керування ланцюга реле та вмикає реле вентилятора охолодження. Вентилятор включається і починає працювати.
Під час роботи вентилятора охолоджуюча рідина в радіаторі знову охолоджується. Коли температура стає достатньо низькою, термовимикач розриває електричне з’єднання. Реле, а отже і вентилятор охолодження, вимикається.
На наступній електричній схемі показано спосіб керування охолоджуючим вентилятором. На схемі бачимо:
- що це водоспадна схема з клемою 30 угорі (плюс акумулятора), клемою 15 внизу (вихід замка запалювання) і клемою 31 внизу (маса акумулятора);
- реле з підключеннями 86 і 85 (вхід і вихід струму керування) ліворуч і 30 і 87 (вхід і вихід основного струму) справа.
- тепловий вимикач між клемою 85 і заземленням акумулятора
- вентилятор охолодження між 87 і заземленням акумулятора.
Термовий вимикач керує стороною струму керування реле вентилятора. Коли температура в радіаторі загрожує піднятися занадто високо, вимикач замикається. Ланцюг на стороні керуючого струму реле замкнуто; струм протікає через котушку між клемами 86 і 85. Котушка стає магнітною і замикає перемикач між клемами 30 і 87. Це призводить до того, що основний струм тече від позитивного боку батареї через електродвигун до землі. Вентилятор буде працювати до тих пір, поки не буде розірвано контакт з реле.
Управління електровентилятором за допомогою пристрою керування:
Зараз ми все частіше бачимо вентилятори охолодження, якими керує контрольний пристрій. У цій версії термовимикач більше не потрібен: блок керування зчитує значення одного або кількох датчиків температури охолоджуючої рідини та використовує це для визначення керування вентилятором охолодження. Перевагами управління ECU є:
- Контроль (моменти включення і виключення) можна контролювати набагато точніше, ніж у версії з термовимикачем;
- Один охолоджуючий вентилятор може взяти на себе функції раніше двох окремих (часто великого і малого) вентиляторів.
Блок управління визначає, коли вентилятор вмикається або вимикається і на якій швидкості він працює. Струм до вентилятора не проходить через пристрій керування: інтенсивність струму настільки висока, що в пристрої керування буде виділяти занадто багато тепла. Системи вентиляторів, керовані ECU, можуть бути розроблені двома способами:
- Релейне управління;
- ШІМ управління.
Ці дві системи описані в наступних параграфах.
Електронне управління вентилятором за допомогою блоку управління (реле управління):
Як описано в попередньому абзаці, керування ECU замінює систему керування тепловим вимикачем. Наступне схема показана схема ланцюга вентилятора охолодження Fiat Grande Punto 199. На цій діаграмі ми бачимо такі основні компоненти:
- R02: резистор вентилятора;
- M05: вентилятор радіатора;
- K07: реле високої швидкості;
- K07L: реле низької швидкості;
На підставі температури охолоджуючої рідини та значення датчика високого тиску в системі кондиціонування блок керування двигуном визначає, чи повинен і з якою швидкістю запускатися вентилятор охолодження. Коли кондиціонер увімкнено, швидкість 1 вмикається стандартно, а швидкість 2, коли двигун (надто) теплий. Вентилятор (M05) можна регулювати на двох швидкостях:
- для низької швидкості ЕБУ двигуна перемикає котушку реле K07L на масу. Реле вмикає основний струм, який надходить на електродвигун вентилятора через послідовно з'єднаний резистор R02.
- Для високої швидкості ECU вимикає реле K07L і вмикає K07: тепер електродвигун живиться напругою та струмом без послідовного резистора. Вентилятор працюватиме на максимальній швидкості. Це трапляється, серед іншого, якщо двигун дуже гарячий, коли він застряг у пробці, або під час несправності в температурному контурі: для безпеки ECU керує вентилятором охолодження на найвищій швидкості.
На двох зображеннях нижче показано послідовний резистор R02 (ліворуч) і розташування послідовного резистора в кожусі охолоджуючого вентилятора (праворуч). Біло-зелена пластикова частина послідовного резистора порожня всередині: через неї продуває повітря вентилятор охолодження. Металеві смуги передають тепло від опору до потоку повітря. Цей елемент запобігає перегріву послідовного резистора.
Het перевага схеми реле та послідовного резистора полягає в тому, що це відносно проста система. У разі несправності можна легко виміряти напругу до та від реле. Спосіб усунення несправностей див. на сторінці про це реле.
Het недолік полягає у використанні послідовного резистора в положенні 1. Резистор поглинає енергію, що зрештою призводить до втрати енергії. Крім того, резистор чутливий до дефектів. Якщо резистор перегорів, вентилятор більше не працюватиме на рівні 1. Якщо є підозра, що послідовний резистор несправний, опір можна виміряти. Розберіть штекер і виміряйте опір на контактах компонента. З результатом «ПР» або «1». є так званий нескінченно високий опір і вказує на те, що він несправний. Опір у кілька Ом — це нормально.
Коли автомобіль оснащений одним реле вентилятора і вентилятор при включенні працює на високій швидкості, це йде на шкоду комфорту. Звук увімкнення та вимикання вентилятора може заважати. Крім того, при включенні спостерігатиметься пік споживання енергії: такі споживачі, як освітлення, на короткий час тьмяніють після включення реле та запуску вентилятора.
Електронне управління вентилятором за допомогою блоку управління (ШІМ-контроль):
За допомогою вентилятора охолодження з ШІМ-регулюванням швидкість обертання вентилятора можна плавно збільшувати або зменшувати. Якщо термоперемикач змушує вентилятор працювати на максимальній швидкості після ввімкнення або може працювати на низькій або високій швидкості за допомогою послідовного резистора, ШІМ-контроль дозволяє вентилятору охолодження працювати на будь-якій бажаній швидкості. Переваги порівняно з системою з фіксованою швидкістю:
- Більше комфорту: вентилятор працює набагато тихіше на найнижчій швидкості, ніж коли він працює на (надто) високій швидкості з керуванням увімкнення та вимкнення. Постійна або низька швидкість також не матиме впливу на освітлення, яке на короткий час тьмяніє у раніше розглянутій системі;
- Енергозбереження: якщо потрібно невелике охолодження, вентилятору не потрібно сильно охолоджувати. Повільно обертовий вентилятор споживає менше енергії (включаючи паливо);
Наступне схема від системи охолодження Mercedes C-180. На цій діаграмі ми бачимо, серед іншого, такі компоненти:
- P05: головний блок запобіжників;
- K04: головне реле;
- A10: модуль електроніки моторного відсіку;
- A11: ЕБУ двигуна;
- M05: вентилятор радіатора;
- B13: датчик температури охолоджуючої рідини.
На цій діаграмі ми бачимо, що вентилятор охолодження отримує постійний плюс на контакті 2 через блок запобіжників, перемикання плюса на контакті 3, коли реле K04 вмикається ECU, і керуючий сигнал від ECU двигуна на контакті 4.
ЕБУ двигуна керує вентилятором охолодження за допомогою сигналу ШІМ. Керування залежить, серед іншого, від температури двигуна.
У разі несправності вентилятора охолодження ми можемо перевірити, чи отримує двигун постійний і комутований плюс (контакти 2 і 3) порівняно з масою (контакт 1). Якщо ці напруги правильні (принаймні 12 вольт при працюючому двигуні), ми вимірюємо, чи сигнал керування (ШІМ) від контакту 16 на ЕБУ надходить до контакту 4 вентилятора.
У корпусі вентилятора охолодження M05 ми також бачимо ECU: це блок керування вентилятором охолодження. ЕБУ двигуна завжди посилає керуючий сигнал на ЕБУ вентилятора охолодження; навіть якщо він не повинен працювати. Таким чином, ЕБУ вентилятора охолодження розпізнає, що зв’язок хороший і що вентилятор слід вимкнути. Якщо цей сигнал відсутній або неправильний, ECU більше не може розпізнавати, чи повинен вентилятор залишатися вимкненим, або з якою швидкістю він повинен обертатися. З міркувань безпеки ECU керує двигуном вентилятора охолодження на повній швидкості. Водій автомобіля помітить, що коли він/вона вмикає запалювання, вентилятор починає дути дуже голосно.
Можливо, що вентилятор продовжує активно працювати при включеному або вимкненому запаленні (значно залежить від типу автомобіля). Якщо керуючий сигнал від ЕБУ двигуна правильний, ЕБУ вентилятора охолодження може бути несправним.
Звичайно, іншою несправністю може бути підозра, що вентилятор взагалі не працює. Щоб запустити вентилятор під час діагностики, ми можемо контролювати його за допомогою діагностичного обладнання за допомогою тесту приводу та одночасно вимірювати напругу живлення та керування.
На наступному екрані показано перевірку приводу вентилятора охолодження (контур керування вентилятором охолоджуючої рідини 1) у програмі VCDS.
Після натискання «Пуск» програма VCDS дає ЕБУ двигуна команду керувати вентилятором охолодження. Потім відбувається керування: кожні п’ять секунд вентилятор працює на максимальній швидкості та знову вимикається.
На зображеннях осциллографа нижче показані сигнали управління ШІМ при вимкненому вентиляторі (ліворуч) і на повній швидкості (праворуч).
Вентилятор може працювати з будь-якою бажаною швидкістю, роблячи активну частину сигналу довшою або коротшою.
Можливі несправності, через які охолоджуючий вентилятор продовжує працювати:
Може статися, що вентилятор охолодження продовжує працювати на високій швидкості, навіть коли двигун вимкнено. Нижче наведено список найпоширеніших несправностей, через які охолоджуючий вентилятор переходить у так звану «процедуру аварійного запуску».
- Один або кілька кодів помилок: зчитайте коди помилок із системи керування двигуном або кондиціонером. Може бути код помилки, що стосується датчика температури охолоджуючої рідини, датчика високого тиску або його проводки;
- Датчик температури охолоджуючої рідини показує нелогічне значення. Перевірте поточну температуру під час зчитування за допомогою живих даних;
- Забитий радіатор. Це може бути або канал охолоджуючої рідини, який перешкоджає належній циркуляції охолоджуючої рідини, або блокування потоку повітря. Останнє легко перевірити: перевірте радіатор на наявність видимих пошкоджень.
- Реле замикається: це в основному стосується лише версії з послідовним резистором;
- Немає належного зв’язку між ЕБУ двигуна та ЕБУ вентилятора охолодження: це стосується ЕБУ вентилятора, керованого ШІМ. Сигнали на обох ECU можна виміряти за допомогою осцилографа. Тут не повинно бути ніякої різниці. Ви вимірюєте різницю напруги? Тоді ви можете мати справу з обірваним проводом, перехідним опором або коротким замиканням.
