Вентилятор радиатора

Принципы построения систем охлаждения

Снижение эффективности работы системы охлаждения приводит к увеличению температуры поршней, уменьшению зазоров между поршнем и цилиндром. Тепловые зазоры уменьшаются до нуля. Поршень задевает за стенки цилиндра, образуются задиры, перегретое масло теряет смазочные свойства и масляная плёнка разрывается. Такой режим работы может привести к заклиниванию двигателя. Перегрев сопровождается неравномерным расширением головки блока, болтов крепления, блока двигателя и пр. В дальнейшем разрушение двигателя неизбежно: трещины в головке блока, деформация плоскостей стыка головки и самого блока цилиндров, образуются трещины сёдел клапанов и т.п. — неприятно даже перечислял, всё это, поэтому лучше до этого не доводить!

Система охлаждения двигателя и масла призвана не допустить подобного развития событий, но для того, чтобы система справилась с поставленными задачами, необходимо использовать качественную охлаждающую жидкость (ОЖ). Низкозамерзающие ОЖ называют антифризами — от английского слова «antifreeze». Ранее ОЖ приготовляли на основе водных растворов одноатомных спиртов, гликолей, глицерина и неорганических солей. В настоящее время предпочтение отдано моноэтиленгликолю — бесцветной сиропообразной жидкости с плотностью примерно 1,112 гсм2 и температурой кипения 198 гр. Задача ОЖ не только охлаждать двигатель, но и не кипеть во всём диапазоне температур работы двигателя и его компонентов, иметь высокую теплоёмкость и теплопроводность, не пениться, не оказывать вредного воздействия на патрубки и уплотнения, обладать смазывающими и антикоррозийными свойствами.

В 70 х годах выпускался антифриз на основе водного раствора моноэтиленгликоля с температурой начала кристаллизации — 40 гр. Он не требовал разбавление водой при добавлении в систему охлаждения. Этот препарат получил название ТОСОЛ — по названию лаборатории «Технология Органического Синтеза». Т.к. название не запатентовано, то ТОСОЛом называют готовый к применению продукт, а «антифризом» — концентрированный раствор (хотя ТОСОЛ тоже антифриз).

Готовые антифризы окрашивают для безопасности и выбирают броские цвета: синий, зелёный, красный. В процессе эксплуатации антифриз теряет полезные свойства — снижаются антикоррозийные свойства, возрастает склонность к пенообразованию. Срок службы отечественных ОЖ от 2 до 5 лет, импортных 5-7 лет.

На рисунке, приведённом ниже, изображена схема системы охлаждения автомобиля. Ничего особенного или сложного в системе охлаждения нет и тем не менее…

При пуске двигателя начинает вращаться помпа (водяной насос). Привод помпы может иметь свой шкивок, приводимый во вращение ремнем вспомогательного оборудования или приводиться вращением ремня ГРМ. В системе охлаждения находится крыльчатка, которая вращаясь, приводит в движение охлаждающую жидкость. Для быстрого прогрева двигателя система «закорочена», т.е. термостат закрыт и не пропускает жидкость в радиатор охлаждения. По мере роста температуры охлаждающей жидкости открывается термостат, переводя систему в другое состояние, когда охлаждающая жидкость проходит по длинному пути — через радиатор системы охлаждения (короткий путь перекрыт термостатом). Термостаты имеют различные характеристики открытия. Обычно на кромке нанесена температура открытия. Наверное не стоит объяснять устройство радиатора. В нижней части радиатора установлен датчик включения вентилятора. Если температура охлаждающей жидкости достигнет определённой величины — датчик замкнётся, а т.к. электрически он соединён на разрыв цепи питания электровентилятора, то при замыкании — должен включиться вентилятор системы охлаждения. По мере остывания охлаждающей жидкости — вентилятор выключается, а термостат перекрывает длинный путь на короткий. Всё просто, но не очень…

Такая схема является основой, но жизнь не стоит на месте и различные производители усовершенствуют системы охлаждения. На некоторых автомобилях Вы не найдёте датчика включения вентилятора системы охлаждения, т.к. вентилятор включается от ЭБУ двигателем в зависимости от показаний датчика температуры охлаждающей жидкости

Стоит обратить внимание на ситуацию, при которой при вклинении зажигания — сразу включается вентилятор системы охлаждения. Или неисправен датчик температуры, или повреждены его цепи, или неисправен сам ЭБУ двигателем — он «не видит» температуру двигателя и на всякий случай включает сразу вентилятор

На некоторых ам на пути к отопителю установлены специальные электроклапана, разрешающие или перекрывающие путь охлаждающей жидкости (БМВ, МЕРСЕДЕС). Такие клапана иногда «помогают» системе охлаждения выйти из строя.

Разнообразие вентиляторов

Сам по себе вентилятор охлаждения радиатора не является чем-то оригинальным. Конструктивно он такой же, как и бытовой вентилятор, спасающий нас с Вами от жары – крыльчатка, нагнетающая воздух, и её привод. В автомобильном мире крыльчатка может раскручиваться по-разному. Существуют такие способы:

  • механический;
  • электрический;
  • гидравлический или гидромеханический.

Первый способ довольно архаичен, встретить его на современном легковом автомобиле практически невозможно, а вот на грузовиках и тракторах ещё вполне реально. Главная фишка механического привода – прямая связь с коленчатым валом двигателя, что влечёт за собой хоть и небольшой, но отбор полезной мощности.

Ещё один нюанс – вентилятор вращается постоянно, пока работает мотор. Это и есть то исключение, о котором мы упомянули выше.

Наиболее распространён электрический вентилятор радиатора. В его основе лежит обычный электромотор, запитанный от бортовой сети. Удобство такой схемы налицо.

Во-первых, им можно легко управлять – включается обдув автоматически электроникой, когда она обнаруживает превышение температуры. Как правило, такое случается во время длительной стоянки, когда нет набегающего потока воздуха.

Во-вторых, дешевизна — электромоторы не дефицит, и всю конструкцию легко заменить.

Гидравлические варианты встречаются под капотами и грузовых, и легковых машин, но, правда, не так часто, как электрические. Подобные вентиляторы идеологически ближе к механическим, так как имеют привод от коленвала мотора, но в их случае вращение передаётся через вязкостные или гидравлические муфты, что позволяет поддерживать стабильные обороты крыльчатки.

Как оказалось, коллеги-автолюбители, даже о такой простой вещице, как вентилятор радиатора, нашлось что рассказать. До встречи на страницах нашего блога, подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие и интересные статьи!

Состав и функционирование типовой системы жидкостного охлаждения

Всё оборудование состоит из основных функциональных узлов и деталей:

  • выполненные в металле головки и блока цилиндров полости и каналы, образующие рубашку охлаждения;
  • основной радиатор, куда снаружи направляется поток воздуха, а изнутри прокачивается антифриз;
  • водяной насос, обеспечивающий циркуляцию в заданных объёмах;
  • термостат, работающий на поддержание температуры двигателя на расчётном уровне, перераспределяя потоки жидкости между малым контуром, с выхода помпы на вход через рубашки, и большим, включая основной радиатор;
  • вентилятор принудительного обдува радиатора, включающийся, когда интенсивности набегающего потока не хватает, или он отсутствует;
  • дополнительные узлы, расширительный бачок, радиатор салонного отопителя, датчики, клапаны и электронное оснащение.

Во время прогрева двигателя до рабочей температуры циркуляция идёт по малому контуру, после чего приоткрываются клапаны термостата, и часть жидкости поступает в радиатор, сбрасывая излишнюю температуру. Под большой нагрузкой, когда тепловой поток максимален, через радиатор прокачивается весь объём антифриза.

Если и в таком режиме температура продолжит расти, подключается принудительный обдув сот радиатора дополнительным вентилятором. Он способен работать с разной интенсивностью, вплоть до максимальной мощности. И только если и это не помогает, давление в системе достигает критической величины, открывается клапан аварийного сброса в пробке радиатора или расширительного бачка, антифриз мгновенно вскипает и выбрасывается наружу. На этой стадии спасти двигатель может только водитель, быстро выключив мотор и приступив к ремонту. В противном случае двигатель необратимо перегревается, клинит или деформируется.Система снабжена индикатором температуры ОЖ, стрелочным, цифровым или обычной красной лампочкой

Водитель должен уделять этому параметру адекватное внимание, особенно в напряжённых режимах, в жару или при максимальной нагрузке

Принципиальная схема нагнетания воздуха в радиатор

Обеспечить прохождение воздушных масс через сотовую структуру радиатора возможно двумя способами – нагнетать воздух вдоль направления естественного потока с внешней стороны или создавать разрежение изнутри. Принципиальной разницы нет, особенно если используется система воздушных щитков – диффузоров. Они обеспечивают минимальный расход потока на бесполезные завихрения вокруг лопастей вентилятора.

Таким образом, типовых вариантов организации обдува два. В первом случае вентилятор располагается на двигателе или радиаторной рамке в подкапотном пространстве моторного отсека и создаёт напорный поток на двигатель, забирая воздух снаружи и пропуская его через радиатор. Чтобы лопасти не работали вхолостую, пространство между радиатором и крыльчаткой максимально плотно закрыто пластиковым или металлическим диффузором. Его форма также способствует использованию максимальной площади сот, поскольку обычно диаметр вентилятора значительно меньше, чем геометрические размеры радиатора.

При расположении крыльчатки с передней стороны привод вентилятора возможен лишь от электромотора, поскольку механической связи с двигателем препятствует радиаторная сердцевина. В обоих случаях выбранная форма радиатора и требуемая эффективность охлаждения может заставить использовать двойной вентилятор с крыльчатками меньшего диаметра. Такой подход обычно сопровождается усложнением алгоритма работы, вентиляторы способны коммутироваться раздельно, регулируя интенсивность обдува в зависимости от нагрузки и температуры.

Сама крыльчатка вентилятора может иметь достаточно сложную и аэродинамически проработанную конструкцию. К ней предъявляется целый ряд требований:

  • количество, форма, профиль и шаг лопастей должны обеспечивать минимальные потери, не внося дополнительных затрат энергии на бесполезное перемалывание воздуха;
  • в заданном диапазоне скоростей вращения срыв потока исключается, иначе падение эффективности отразится на тепловом режиме;
  • вентилятор должен быть отбалансирован и не создавать как механических, так и аэродинамических вибраций, способных нагружать подшипники и соседствующие детали двигателя, особенно тонкие структуры радиаторов;
  • шумность крыльчатки также минимизируется согласно общему тренду снижения производимого автомобилями акустического фона.

Если сравнить современные вентиляторы легковых автомобилей с примитивными пропеллерами полувековой давности, то можно отметить, что наука поработала и с такими достаточно очевидными деталями. Это видно даже внешне, а при работе хороший вентилятор почти бесшумно создаёт неожиданно мощный напор воздуха.

Немного о ремонте

Стоит заметить, что устройство полностью разборное. Следовательно, его замену нужно производить в сборе. Однако в некоторых случаях имеет смысл выполнить самостоятельный ремонт. Например, замкнула обмотка в электродвигателе. Бывают проблемы еще проще, такие как перегоревший предохранитель. Достаточно лишь поменять деталь, и всё будет работать.

Стоит заметить, что вентилятор охлаждения двигателя, цена на который сегодня немаленькая, должен периодически очищаться. После того как мы его снимаем, нужно при помощи щётки чистить от различного рода загрязнений, это способно улучшить его производительность. Так как данное устройство имеет несколько скоростей, то используется специальный резистор, через который подаётся ток. Там есть предохранитель, который довольно часто перегорает, из-за этого, собственно, и может не включаться вентилятор.

Принцип работы вентилятора охлаждения ДВС

Чтобы при необходимости вентилятор срабатывал, он соединяется с еще одной системой, обеспечивающей мониторинг рабочей среды. В ее устройство в зависимости от модификации входит температурный датчик охлаждающей жидкости и реле вентилятора. Эта электрическая цепь соединена с электромотором вентилятора.

Работает такая простая система следующим образом. Датчик, установленный на входе в радиатор, фиксирует температуру ОЖ. Как только она поднимется до соответствующего значения, устройство посылает электрический сигнал на реле. В этот момент срабатывает электромагнитный контакт, и включается электрический мотор. Когда температура в магистрали падает, сигнал от датчика перестает поступать, и контакт реле размыкается – крыльчатка перестает вращаться.

В более продвинутых системах устанавливается два температурных сенсора. Один стоит на входе ОЖ в радиатор, а другой – на выходе. Вентилятор в этом случае включается самим блоком управления, который определяет этот момент по разнице в показателях между этими датчиками. Кроме этого параметра микропроцессор учитывает силу нажатия на педаль газа (или открытие дросселя), обороты ДВС и показания других датчиков.

В некоторых автомобилях для улучшения работы системы охлаждения используется два вентилятора. Наличие дополнительного вращающегося элемента позволяет ускорять охлаждение теплообменника за счет большего потока прохладного воздуха. Управление такой системой также осуществляется блоком управления. В этом случае в микропроцессоре срабатывает больше алгоритмов. Благодаря этому электроника может не только менять скорость вращения лопастей, но и отключать один из вентиляторов или оба.

Также многие автомобили оснащены системой, в которой вентилятор некоторое время продолжает работать после выключения ДВС. Это необходимо, чтобы после интенсивной работы горячий мотор продолжал некоторое время охлаждаться. Когда мотор глушится, охлаждающая жидкость перестает циркулировать по системе, из-за чего температура в агрегате резко подскакивает, а теплообмен не выполняется.

Такое происходит крайне редко, но если мотор работал при максимальной температуре, и был заглушен, тосол может начать вскипеть и образовать воздушную пробку. Во избежание подобной нагрузки в некоторых машинах вентилятор продолжает нагнетать воздух на блок цилиндров. Этот процесс называется свободный выбег вентилятора.

Как работает вентилятор с электрическим приводом

Вентилятор с электроприводом состоит из блока с системным управлением и электродвигателя. Датчики устанавливаются для определения температурного режима, на основе которого будет осуществляться функционирование воздушного охлаждения.

Стандартная система имеет следующие составляющие части:

  1. Блок управления.
  2. Температурный датчик.
  3. ДМРВ или датчик давления.
  4. Регулирующее реле для включения и выключения.
  5. Датчик для отсчета оборотов коленчатого вала.

Функционирование начинается от получения блоком управления сигналов с датчиков, их анализа и последующей команды, отправляемой регулятору. Это может быть реле или специальный управляющий блок, который устанавливают в новых моделях автомобиля.

Блок отличается от реле более точной работой и увеличенным уровнем эффективности. Еще одной отличительной чертой считается регистрация направления воздушного потока за счет фиксирования угла положения вентилятора, а также определение момента, при котором вентилятор отключится.

Диагностика неисправностей вентилятора охлаждения

Ни самый инновационный электрический мотор, имеющий большую мощность, ни сверхнадежный блок или регулятор управления не в состоянии на все сто процентов защитить охлаждающую систему от поломок. Учитывая то, что вышедший из строя вентилятор охлаждения, который дует не туда, куда надо, или вовсе не вращается, способен стать виновником перегрева двигателя, следить за его нормальным функционированием требуется постоянно.

Вовремя сделанный ремонт компонентов системы убережет ваш автомобиль от многих неприятностей, но здесь важно правильно установить причину поломки вентилятора. Другими словами, сначала нужно найти проблему, по которой, например, не работает регулятор оборотов коленвала либо блок управления, либо электрический мотор. Диагностику неисправностей вентилятора может провести любой водитель, ориентируясь на далее приведенные рекомендации

Проверку следует начинать с демонтажа разъема (штекерного) температурного датчика и его обследования. В тех случаях, когда датчик является одинарным, нужно взять небольшой кусок обычной проволоки и замкнуть в штекере клеммы. При исправном вентиляторе блок управления или реле должны дать команду на его включение при замыкании. Если интересующее нас устройство не включается при такой проверке, это значит, что требуется его ремонт либо замена.

При наличии двойного термодатчика принцип проверки немного изменяется, и выполняется в два этапа:

  1. Замыкают красный и красно-белый проводок. При этом должно фиксироваться медленное вращение вентилятора.
  2. Замыкают проводки красного и черного цвета. Теперь вращение должно значительно ускориться.

Если вращения не наблюдается, вентилятор придется демонтировать и установить на его место новое устройство. Если постоянно работает вентилятор охлаждения радиатора (дует без перерывов), есть вероятность того, что из строя вышел датчик его включения. Проверить такое подозрение несложно. Необходимо включить зажигание, а затем удалить наконечник провода с датчика.

Если выключения устройства после этого не произошло, можно смело покупать новый регулятор (датчик) отключения устройства. Ситуации, когда постоянно работает вентилятор охлаждения радиатора, встречаются не редко, и теперь вы знаете, как решить такую проблему. Также имеет смысл выполнить проверку предохранителя в тех случаях, когда вы сомневаетесь в работоспособности описываемого в статье механизма. Делается это так:

  • от плюсовой клеммы аккумуляторной батареи подают на красно-черный или красно-белый проводок в разъеме вентилятора питание;
  • от минусовой клеммы подают заряд на проводок коричневого цвета.

Если регулятор либо блок не отреагировал (устройство не включилось), проверьте провод температурного датчика (все имеющиеся на нем разъемы и штекера). Возможно, понадобится простой ремонт кабеля (например, его изолирование, замена штекера). Если дело не в проводе, значит, придется приобретать новый вентилятор, так как ваш сломался.

СИСТЕМА РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЕНТИЛЯТОРА ОХЛАЖДЕНИЯ.

Датчик термовключения вентилятора (находится в нижнем левом углу радиатора) при нагревании замыкает цепь с малым током, идущую на разгрузочное реле. Отмечу, что данный датчик разрывает «минус», идущий к реле. «Плюс» реле берет от замка зажигания и регулируется предохранителем №19 (находится в салоне автомобиля слева в панели приборов). Датчик чаще всего 3-х контактный. Коричневый провод берет «минус» с корпуса автомобиля. Два других провода (полосатые) при замыкании на них контактов в датчике подают «минус» к разгрузочным реле. В зависимости от степени нагревания охлаждающей жидкости, датчик замыкает цепь, идущую к реле № 214 (первая скорость) или цепь, идущую к реле № 217 (вторая скорость). Реле № 272 и датчики температуры, находящиеся на верхнем патрубке системы охлаждения (синий и серый), в управлении вентилятором охлаждения двигателя не участвуют ни коим образом, вопреки всеобщего убеждения.

Реле № 272 работает только при выключенном зажигании в режиме афтэкулинга, (этот режим я трогать не буду).
Далее, при получении «минуса» от датчика и «плюса» от замка зажигания, разгрузочное реле замыкает силовые контакты и подает «ПЛЮС» непосредственно на вентилятор охлаждения. «МИНУС» вентилятор берет с корпуса автомобиля (с лонжерона). Силовой «ПЛЮС» реле берет с АКБ под защитой предохранителя на 40А (60А если на радиаторе 2 вентилятора), который находится за декоративной накладкой слева от ноги водителя (хрен найдешь, а если найдешь, хрен доберешься).
Ну в общем-то и все. В зависимости от того, на какое реле от датчика поступит «минус», такая и включится скорость.

Причины и признаки неисправностей вентилятора

Чтобы понять, что электровентилятор неисправен, не нужна сложная диагностика – это под силу любому автолюбителю. Следует запустить двигатель и дать ему поработать на холостом ходу до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не подберётся к критической. Отслеживать процесс можно по датчику температуры на панели приборов. Когда стрелка будет находиться близко к красной зоне, датчик должен дать сигнал на контроллер, который запустит вентилятор. Узнать это можно по характерному шуму из моторного отсека. Если же указатель показывает критическую температуру, а вентилятор не включается в работу, значит, есть неисправность, которую нужно незамедлительно устранять. Вентилятор может не работать по ряду причин:

  1. Неисправен электродвигатель. В этом случае он не будет вращать крыльчатку. Обычно на автомобилях ВАЗ электродвигатель выходит из строя редко. Чтобы проверить его работоспособность, понадобится подключить его к аккумулятору напрямую. Для этого нужно взять два провода и их концы подсоединить к клеммам АКБ и колодке проводов электровентилятора. Если в этом случае крыльчатка не вращается, значит, есть неисправность электродвигателя. Ремонту эта деталь подлежит редко. Потребуется снять узел в сборе и заменить электродвигатель. Работа несложная и может быть проведена даже в уличных условиях своими руками с минимальным набором инструментов.
  2. Неисправен датчик температуры. При выходе из строя датчика он не может отследить повышение температуры охлаждающей жидкости, соответственно, показания на контроллер поступают некорректные, и вентилятор не включается в работу, когда это нужно. Для диагностики этой проблемы потребуется отсоединить фишку проводов от датчика и замкнуть два вывода между собой. Если вентилятор сработает, и крыльчатка начнет вращаться, неисправен датчик, и требуется его замена. Процедура осложняется необходимостью сливать охлаждающую жидкость, но она не настолько сложна, чтобы обращаться с этой проблемой в сервис.
  3. Нет напряжения. Самая частая неисправность, связанная с электровентилятором, – это обрыв электроцепи на одном из участков и отсутствие напряжения. Для диагностики необходимо «прозвонить» электропроводку и проверить предохранители, для работы понадобится тестер (мультиметр). Если нет навыков обращения с мультиметром, желательно обратиться к автоэлектрику.
  1. Контакты реле «залипают». Иногда могут возникать ситуации, когда контакты реле включения вентилятора находятся постоянно в положении «включено», из-за чего вентилятор будет запускаться сразу после запуска двигателя. Реле следует заменить и провести проверку на работоспособность.
  2. Неисправен датчик температуры. Датчик передает на электронный блок управления двигателем завышенные показания температуры, из-за этого контроллер подаёт сигнал на включение принудительного охлаждения. Потребуется замена.
  3. Неисправность термостата. Вентилятор охлаждения на Калине не оборудован вспомогательным датчиком слежения за температурой. Это значит, что в расчет берутся только средние показатели. Если клапан термостата заклинил в закрытом положении, охлаждающая жидкость циркулирует только по малому контуру и не может переходить в большой. Антифриз быстро нагревается, и электровентилятор начинает включаться очень часто. При этом жидкость не проходит в большой круг, то есть в радиаторе нет горячего антифриза, вентилятор охлаждает холодный радиатор, а жидкость продолжает нагреваться, что приводит к перегреву двигателя. Термостат может заклинить и в среднем положении, когда клапан открывается не полностью. Это тоже приводит к неэффективному охлаждению – вентилятор будет работать постоянно из-за того, что антифриз не может достаточно охлаждаться. В этих случаях потребуется заменить неисправный термостат, сделать это несложно своими руками. Если же нужно сэкономить время, можно доверить эту процедуру сервису. Замена узлов системы охлаждения не относится к сложным работам и вполне может осуществляться самостоятельно. Исключение составляет замена водяного насоса, так как он имеет единый привод с механизмом газораспределения.

Постоянная работа электровентилятора – это не так страшно, как если бы он вовсе не работал, если только проблема не связана с неисправным термостатом, так как она чревата перегревом и выходом из строя силовой установки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector