Двигатель играет важнейшую роль в работе любого автомобиля. От характеристик и состояния силового агрегата зависит, насколько быстро будет передвигаться машина и какими возможностями она будет обладать. Система охлаждения позволяет производить своевременное регулирование рабочей температуры мотора и предохранение его от перегрева. Сегодня мы рассмотрим такое устройство, как вентилятор охлаждения двигателя, и выясним, зачем он нужен и на какие виды подобные устройства подразделяет официальная классификация.

Функции и назначение

Вентилятор охлаждения предназначен для непосредственного забора раскаленного воздуха от радиатора. В некоторых старых автомобилях вентилятор был единственным устройством, которое обеспечивало в жару и при интенсивной работе. К сожалению, даже самого мощного вентилятора недостаточно, чтобы производить охлаждение в полной мере, поэтому во всех современных моделях, предусмотрена система отвода газов картера, оборудованная специальным клапаном.

Кроме того, в устройства охлаждения, помимо клапана вентиляции картера, внедряются различные блоки и контроллеры, которые позволяют точно определять все необходимые параметры двигателя с целью наиболее эффективного его охлаждения.

Стоит отметить, что наряду с клапаном картера и вентилятором, в схему охлаждения включается также радиатор, наполненный жидкостью, и водяная помпа, которая обеспечивает ее циркуляцию в двигателе. Это позволяет достичь наибольшей эффективности работы и, как следствие, большего ресурса самого двигателя.

Механический тип

Рассмотрим теперь схемы и принципы работы, которыми обладает вентилятор охлаждения двигателя, основные типы приводов и источников их питания.

В прошлом веке наибольшую популярность имели системы, которые работают достаточно примитивно и не имеют многочисленных датчиков и контроллеров, облегчающих функционирование как самого вентилятора, так и других устройств автомобиля.

Одним из простейших подобных устройств является вентилятор охлаждения, функционирующий по механическому принципу. Данная модель не обладает ни датчиками, ни контроллерами, а интенсивность и скорость вращения крыльчатки зависит лишь от скорости оборотов маховика двигателя.

Механический тип имеет привод от маховика посредством ременной передачи. Это позволяет не использовать дополнительные устройства в виде датчиков и не усложнять схему функционирования различными дорогостоящими элементами.

Диагностика и ремонт

Проверку вентилятора и элементов его электрической цепи рекомендуется проводить в следующем порядке:

1. Предохранитель.
2. Реле.
3. Электродвигатель.
4. Датчик температуры.

Проверка работоспособности предохранителя

Предохранитель обычно проверяется в первую очередь, так как этот процесс наиболее простой и не занимает много времени. Для его осуществления потребуется только автотестер или контрольная лампа. Суть диагностики заключается в том, чтобы определить, пропускает ли он электрический ток.

Предохранитель цепи вентилятора установлен в монтажном блоке автомобиля, который расположен в моторном отсеке. На схеме он обозначен как F-7 с номиналом 16 А. Для его проверки и замены необходимо выполнить следующие работы:

1. Отсоединить минусовую клемму от АКБ.
2. Снять крышку монтажного блока.
3. Найти предохранитель F-7 и изъять его из посадочного места.

Диагностика реле

Как мы уже говорили, в инжекторных «семёрках» для разгрузки электрической цепи вентилятора радиатора предусмотрено реле. Оно установлено в дополнительном монтажном блоке, расположенном под вещевым ящиком в салоне машины, и обозначено, как R-3.

Проверить реле самостоятельно довольно проблематично. Гораздо проще взять новое устройство и установить его на место диагностируемого. Если электровентилятор включится при нагреве хладагента до нужной температуры, значит, проблема была именно в нём.

Вентиляторы с вискомуфтой

Вентиляторы берут на себя достаточно небольшую роль в устройствах охлаждения, по сравнению с жидкостными системами. Тем не менее, в исключительных случаях требуется высокая мощность обдува и достаточно прочная крыльчатка, которая не боится неблагоприятных условий в виде влаги и пыли.

Одним из подобных устройств является гидровентилятор. Гидровентиляторы широко применяются, в основном, на автомобилях повышенной проходимости, которые по той или иной причине часто вынуждены преодолевать водные броды. Здесь крайне необходима максимальная герметичность всего устройства охлаждения, за счет чего будет осуществляться максимальное предохранение крыльчатки и клапана вентиляции картера от воды.

Принцип функционирования подобного устройства достаточно сложен. Однако те, кто так или иначе сталкивался с изучением принципов функционирования современных автоматических трансмиссий, с легкостью освоит и гидровентиляторы.

В системах гидровентиляторов все основывается на функционировании двух пакетов фрикционов, которые располагаются в герметичной камере, наполненной силиконом. Контроллер осуществляет сбор данных о скорости вращения и температуре двигателя, и на основе их выдает указание на выдачу гидровентилятору определенного давления. Таким образом, фрикционам передается строго определенный крутящий момент, и скорость вентилятора может варьироваться.

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.

Вентиляторы с управляющими устройствами

Вентиляторы, оборудованные блоком управления и собственным контроллером, применяются на подавляющем большинстве выпускающихся на данный момент моделей. Преимущества устройств с блоками управления в том, что контроллер может собирать сведения обо всех необходимых характеристиках мотора и на их основе выдавать команды на запрограммированные режимы охлаждения мотора.

Наряду с блоком управления клапаном вентиляции картера, здесь также присутствует система датчиков скорости коленчатого вала, скорости вращения лопастей вентилятора и других жизненно важных показателей.

Задача контроллера — получить всю необходимую информацию с датчиков и выдать импульс на смену режима вращения. Это способствует экономии ресурса, которым обладает двигатель вентилятора, и более эффективному охлаждению силового агрегата.

Принудительное включение вентилятора

Некоторые владельцы «классики», в том числе и ВАЗ 2107 устанавливают в свои автомобили кнопку принудительного включения вентилятора. Она позволяет запускать электродвигатель устройства независимо от температуры хладагента. С учётом того, что конструкция системы охлаждения «семёрки» далека от идеальной, этот вариант когда-нибудь может сильно выручить. Пригодится он и тем водителям, которые часто перемещаются по просёлочным дорогам или вынуждены стоять в пробках.

Принудительное включение вентилятора уместно лишь на карбюраторных автомобилях. В машинах с инжекторными двигателями лучше полагаться на электронный блок управления и не вносить в его работу никаких изменений.

Видео: принудительное включение вентилятора

Самый простой способ заставить вентилятор включаться по желанию водителя — это вывести два провода от контактов датчика температуры в салон и подсоединить их к обычной кнопке на два положения. Для реализации этой идеи понадобятся только провода, кнопка и изолента или термоусадочная изоляция.

Если же вы хотите «разгрузить» кнопку от лишних нагрузок, можно установить в цепь реле по приведённой ниже схеме.

В принципе, ничего сложного ни в конструкции самого вентилятора, ни в цепи его подключения нет. Так что в случае возникновения любой поломки можете смело приступать к самостоятельному ремонту.

Вентилятор с термодатчиком

Вентиляторы с термостатирующим датчиком нашли применение на моделях автомобилей второй половины прошлого столетия. Они также взаимодействуют с клапаном отвода газов картера и имеют некоторую, пусть и примитивную, автоматическую электронику.

Что же хорошего в данной разновидности вентиляторов? В первую очередь, это максимальная простота применяемой техники и ее несложный ремонт, который под силу даже неопытному мастеру. Второе преимущество — это крайне недорогие запчасти и комплектующие, которые способствуют немалой популярности применения подобных систем на автомобилях отечественного производства.

Способ, по которому функционирует подобное устройство, достаточно прост и примитивен. Вентилятор соединяется напрямую с термодатчиком, который выполняет роль реле и выключателя одновременно. При нагревании охлаждающей жидкости до определенного порога, датчик срабатывает, и вентилятор приводится во вращение. Аналогичным образом происходит его отключение, как только температура тосола вновь приходит в норму.

Газоотведение двигателя

Вентиляторы охлаждения, безусловно, играют крайне важную роль в поддержании рабочей температуры силового агрегата во всех режимах его работы. Тем не менее, на современных автомобилях применяется также клапан отведения газов картера, который позволяет дополнительно охлаждать мотор и препятствует образованию сажи на стенках двигателя.

Задача клапана отведения газов картера — открываться в строго необходимые моменты и выпускать в коллектор пары масла, топлива и воды, которые скапливаются в моторе.

Подобная электроника функционирует следующим образом. В картере двигателя устанавливается датчик, который анализирует текущее давление газов в системе и постоянно передает информацию на ЭБУ. Последний, в свою очередь, проверяет выданную датчиком информацию и выпускает газы, если их давление дошло до определенного значения. Таким образом, происходит дополнительное охлаждение двигателя и препятствование его засорению.

Резюме

Вентиляторы охлаждения двигателя — это крайне важные устройства, без которых поддержание постоянной температуры мотора и предохранение его от перегрева стали бы невозможными. В связи с этим настоятельно рекомендуется производить регулярную проверку данного устройства во избежание проблем в пути и поломок, требующих дорогостоящего и сложного ремонта.

Сегодня хочется рассказать о принципе работы вентилятора радиатора. Его лопасти располагаются таким образом, чтобы подача воздуха была более массивной, а охлаждение, соответственно, более действенным. Для этого лопасти, которых у вентилятора не меньше четырех, находятся на общем шкиве, под определенным углом к области вращения.

От вида привода зависит тип вентилятора радиатора. Существуют:

• механические;
• электрические;
• гидромеханические.

Электрический привод вентилятора радиатора

Вентилятор радиатора с таким приводом имеет свой принцип работы, пожалуй, самый распространенный в современном автопроизводстве. Такой механизм охлаждения включает в себя электромотор и систему управления. Сам электродвижок запитан от автомобильной бортовой сети. Умная система управления сама рассчитывает работу радиаторного вентилятора, ориентировавшись на степень нагрева двигателя. Во многих современных автомобилях уже существует функция управляемого выбега вентилятора. Это сделано для того, чтобы после остановки автомобиля и выключения мотора, движок обдул бы вентилятор. Режим «остужения» система управления выберет самостоятельно, опираясь на степень нагрева автомобильного двигателя.

Схема включения электродвигателя вентилятора системы охлаждения двигателя автомобиля ВАЗ 2107:

Электромотор вентилятора

Электрический двигатель является основным узлом устройства. В ВАЗ 2107 применялись два типа моторов: МЭ-271 и МЭ-272. По характеристикам они практически идентичны, а вот что касается конструкции, то она несколько отличается. В двигателе МЭ-271 корпус штампованный, т. е. неразборный. Он не нуждается в периодическом обслуживании, однако в случае неисправности, его можно только заменить.

Устройство и характеристики электродвигателя вентилятора

Конструктивно мотор состоит из:

• корпуса;
• четырёх постоянных магнитов, приклеенных по окружности внутри корпуса;
• якоря с обмоткой и коллектором;
• щёткодержателя со щётками;
• шарикового подшипника;
• опорной втулки;
• задней крышки.

Электромотор МЭ-272 также в обслуживании не нуждается, но в отличие от предыдущей модели в случае необходимости его можно частично разобрать и попытаться восстановить. Разборка осуществляется путём отворачивания стяжных болтов и снятия задней крышки.

На практике ремонт электровентилятора нецелесообразен. Во-первых, запчасти к нему можно купить только бывшие в употреблении, а во-вторых, новое устройство в сборе с крыльчаткой стоит не больше 1500 рублей.

Гидромеханический привод вентилятора радиатора

Такой привод у вентилятора автомобиля может быть представлен гидравлической муфтой либо вязкостной муфтой. Что касается последней, то тут постоянный привод осуществляется коленным валом. Муфта может быть блокирована силиконовой жидкостью, которая находится внутри неё. От нагревания двигателя частота вращения коленчатого вала увеличивается, муфта может быть блокирована как полностью, так и частично, и это действие запустит механизм работы вентилятора. В гидравлической муфте внутри находится масло, объём которого зависит от степени нагрева. Когда произойдет нужное изменение содержимого муфты, она будет опять таки блокирована, и механизм охлаждения запустится автоматически.

Что касается типовой схемы управления электроприводного вентилятора, то она включает в себя следующие элементы:

1. Датчик температуры охлаждающей жидкости, который фиксирует температуру охлаждающей жидкости. Надо сказать, что таких датчиков на одном автомобиле может быть несколько. Один устанавливается на выходе из радиатора, а другой на входе. Основываясь на разницу между показателями этих датчиков, будет осуществляться управление вентилятором.
2. Реле включения вентилятора.
3. Электронный блок управления двигателем.
4. Электродвигатель.

Кроме этого для управления вентилятором, автопроизводители используют и другие входные устройства. В этом перечне есть: расходометр воздуха и датчик частоты вращения коленчатого вала. Показатели этих датчиков также очень важны, так как исходя из них, более точно определяется режим работы движка.
Эти сигналы попадают в электронный блок управления мотором. После того, как информация, будет обработана, может быть активизироваться реле включения радиаторного вентилятора.

В тех транспортных средствах, которые оборудованы тягово-сцепным устройством либо климатической установкой, как правило, установлены сразу 2 вентилятора, которые могут работать как по отдельности, так и одновременно. У каждого автомобильного вентилятора существует свое реле включения.

В современном мире всё чаще стали использовать вместо реле включения вентилятора блок управления вентилятором. Благодаря нему обеспечивается экономичная и эффективная работа охлаждающего устройства.

Вентилятор, предназначенный для принудительного охлаждения радиатора осуществляет обдувку его поверхности и обеспечивает снижение температуры жидкости до нормального уровня. Если автомобиль долго едет на небольшой скорости или остановился без отключения двигателя, то запуск вентилятора происходит автоматически. Рассеивая тепло рядом с охлаждающим радиатором вентилятор, не дает перегреться силовому агрегату. Он начинает работать автоматически, когда температура двигателя превысит допустимую норму. Команду на включение вентилятора дает ЭБУ, после получения соответствующего сигнала от температурного датчика.

В настоящее время на автомобилях используется 2 разновидности вентиляторов

:

Электронный и механический

. Работа механического связана с вращением коленвала. Для того чтобы корпус и лопасти устройства не развалились при высоких оборотах, крыльчатка соединяется со шкивом через привод гидромеханического типа.

Когда коленвал начинает вращаться быстрее муфта начинает подтормаживать, для того чтобы вентилятор не вышел из строя. В последнее время приобрел популярность вентилятор с электронным приводом

. Он состоит из двух частей электродвигателя и системы управления. Электроника позволяет равномерно охлаждать двигатель и защищает вентилятор.

Электродвигатель вентилятора радиатора системы охлаждения двигателя Mitsubishi Lancer 9

Автоновости

Автомобили Tesla китайской сборки будут поставляться в Европу

Что касается начала поставок китайских автомобилей в Европу, то тут сообщается, что они начнутся возможно даже в конце этого года.
13 Sep 2020 07:11:28 +0000

MINI увеличила цены на три модели в России

Три модели MINI в этом месяце выросли в цене. Так, автопроизводитель повысил стоимость трех своих представленных моделей из четырех.

13 Sep 2020 19:52:10 +0000

Глава Volkswagen оценил Tesla Model Y после тест-драйва

Напомним, ранее глава Tesla Илон Маск протестировал электромобиль Volkswagen ID.3. В соцсетях предположили, что встречи глав автопроизводителей и взаимные тест-драйвы свидетельствуют о будущем сотрудничестве, но Дисс отметил, что сделок между компаниями не планируется.

13 Sep 2020 18:12:45 +0000

Интерьер новых Renault Sandero и Logan раскрыт до премьеры

Как выяснилось, в салоне бюджетных моделей будет немало изменений, ведь там появится новая информационно-развлекательная система с 7-дюймовым экраном, новый блок управления климатом и приборная панель. Рулевое колесо судя по всему внешне не изменилось, но на нем появилось больше кнопок.

13 Sep 2020 13:35:50 +0000

Специалисты рассказали, как быстро должно потемнеть масло в двигателе

Цвет моторного масла является одним из признаков, по которому можно определить состояние как двигателя, так и качество самой смазки. Возникает логичный вопрос: как быстро должен лубрикант чернеть при обычной, без экстремальных нагрузок, эксплуатации авто.

13 Sep 2020 07:24:06 +0000

Chery повысил цены на кроссоверы Tiggo 4 и Tiggo 8 в России

Китайская компания Chery в очередной раз пересмотрела расценки на некоторые комплектации вседорожников Chery Tiggo 4 и Chery Tiggo 8 в России. По данным экспертов портала «Цена Авто», выполнивших мониторинг российского авторынка в сентябре 2020-го, прибавка составила 10-20 тыс. рублей.

11 Sep 2020 12:58:34 +0000

В России самым популярным автомобилем с пробегом стал Ford Focus

Самым популярным автомобилем с пробегом в России стал Ford Focus. За январь—август 2020 года его подержанные экземпляры нашли 77,6 тыс. владельцев. Об этом сообщает аналитическое агентство «АвтоСТАТ».

13 Sep 2020 16:55:00 +0000

Mercedes-Benz грозит запрет на продажу авто в Германии

Новое разбирательство может стать причиной запрета продаж автомобилей Mercedes-Benz в Германии. Концерн Daimler AG проиграл еще один патентный спор на используемые в автомобилях мобильные технологии. На этот раз иск исходил от японской компании Sharp.

13 Sep 2020 09:47:19 +0000

Станции Tesla бесплатно заряжают электрокары других марок

Как стало известно, владельцы электрокаров имеют возможность бесплатно зарядится на станциях Supercharger V3 от компании Tesla. В первую очередь эти зарядные станции предназначены для зарядки электрокаров американской компании, но воспользоваться ими могут и владельцы электромобилей других брендов.

13 Sep 2020 13:50:00 +0000

Причины и неисправности вентилятора охлаждения радиатора

Начинающие автолюбители часто не знают что делать, если вентилятор охлаждения перестал работать или преждевременно включается или безостановочно вращается. Перечисленные проблемы могут привести к перегреву агрегата или наоборот усложнить его нагрев до рабочей температуры. Чтобы устранить неисправность и предотвратить серьезные повреждения в дальнейшем, необходимо изучить, способы проверки вентилятора и устранения его неисправностей. Рассмотрим их.
1. Если вентилятор не работает

, необходимо выполнить диагностик термостата. Это несложно, нужно коснуться нижней радиаторной трубки при нагретом моторе. Если он холодная, термостат следует заменить.

Для дальнейшей проверки необходимо выполнить следующие шаги

:

☛ Проверить предохранитель, внутри монтажного блока, через который идет цепь звукового сигнала авто. Чтобы определить его неисправность, надо просто нажать по клаксону. При отсутствии сигнала, предохранитель следует заменить новым.

☛ Если предохранитель в порядке, следует провести осмотр реле вентилятора. Если его контакты прикипели или реле вообще не работает, его нужно заменить.

☛ Проверить моторчик вентилятора. Для этого необходимо соединить его вывода с АКБ и если начинается его вращение, значит он исправен.

☛ Проверить датчик контролирующий включение вентилятора. В данном случае есть 2 варианта проверки в зависимости от типа двигателя. На карбюраторном двигателе, нужно соединить контакты датчика. При этом если вентилятор начал крутиться, значит, датчик исправен. На датчике инжекторного двигателя, необходимо отсоединить разъем, вентилятор при этом должен включиться в режиме аварийной работы. Если ни одна из вышеописанных неисправностей обнаружена не была, возможно, произошел обрыв провода во вторичной цепи транспортного средства.

2. Вентилятор охлаждения не отключается

. Также иногда случается, что вентилятор продолжает работать и после того, как закончил выполнять возложенные на него функции по снижению температуры.

3. Вентилятор включается рано

. Также устройство системы охлаждения может начать вращаться, при температуре, которая еще не достигла предельных значений. Это может происходить из-за неправильной работы или выхода из строя .

Большая часть автовладельцев недооценивают значение охлаждающего вентилятора радиатора. Его неисправность может привести к серьезным поломкам двигателя и необходимости дорогостоящего ремонта. Поэтому если появились первые признаки неисправности охлаждающей системы, необходимо произвести своевременную диагностику устройства, для ее устранения.

В процессе эксплуатации транспортного средства происходит нагревание двигателя. Чтобы предотвратить перегрев силового агрегата, автомобили оборудованы системой охлаждения. Главная деталь, которая обеспечивает обдув мотора и жидкости в радиаторе — это вентилятор системы охлаждения двигателя.

Как проверить датчик вентилятора

Чтобы проверить работоспособность датчика включения вентилятора его необходимо демонтировать с его посадочного места. Как указывалось выше, расположен он обычно либо на радиаторе, либо в блоке цилиндров. Однако перед тем как демонтировать и проверять датчик, необходимо убедиться, что к нему подается питание.

Проверка питания

Проверка питания ДВВ

На мультиметре включаем режим измерения постоянного напряжения в пределах около 20 Вольт (зависит от конкретной модели мультиметра). В отсоединенной фишке датчика нужно проверить наличие напряжение. Если датчик двухконтактный, то вы сразу увидите есть ли там 12 Вольт. В трех контактном датчике следует попарно проверить напряжение между выводами в фишке с тем, чтобы найти, где один «плюс», и где два «минуса». Между «плюсом» и каждым «минусом» тоже должно быть напряжение 12В.

Если питания на фишке нет — в первую очередь нужно проверить цел ли предохранитель (он может быть как в блоке под капотом так и в салоне авто). Его расположение зачастую указано на крышке блока с предохранителями. Если предохранитель целый — нужно «прозвонить» проводку и проверить фишку. Потом стоит приступать к проверке непосредственно самого датчика вентилятора.

Однако прежде чем сливать антифриз и выкручивать датчик вентилятора охлаждения радиатора стоит провести еще один небольшой тест который позволит убедится в исправном срабатывании вентилятора.

Проверка срабатывания вентилятора

При помощи какой-либо перемычки (кусочка тонкого провода) замкнуть попарно «плюс» и сначала один, а потом второй «минус». Если проводка цела, а вентилятор исправный, то в момент замыкания включится сначала одна, а потом вторая скорость вентилятора. На двухконтактном датчике скорость будет одна.

Также стоит проверить, отключается ли вентилятор при отключении датчика, не залипли ли в нем контакты. Если же при отключении датчика вентилятор продолжает работать, то это означает, что с датчиком что-то не так, и необходима его проверка. Для ее выполнения датчик нужно демонтировать с машины.

Проверка датчика включения вентилятора

Проверять ДВВ можно двумя методами — подогревая его в теплой воде либо можно даже нагреть паяльником. Оба они подразумевают проверки на обрыв. Только в последнем случае понадобится мультиметр с термопарой, а в первом — термометр, способный измерять температуру выше 100 градусов по Цельсию. Если проверяться будет трехконтактный датчик включения вентилятора, с двумя скоростями включения (ставится на многих иномарках), то желательно одновременно использовать сразу два мультиметра. Один — для проверки одной цепи, а второй чтобы одновременно проверить вторую цепь. Суть проверки в том, чтобы узнать, срабатывает ли реле при нагреве до той температуры которая указана на датчике.

Проверяют датчик включения вентилятора охлаждения радиатора по следующему алгоритму (на примере трехконтактного датчика и одного мультиметра, а также мультиметра с термопарой):

Проверка ДВВ в теплой воде с помощью мультиметра

1. Установить электронный мультиметр в режим «прозвонки».
2. Подсоединить красный щуп мультиметра к «плюсовому» контакту датчика, а черный — к «минусу», отвечающему за меньшую скорость вращения вентилятора.
3. Щуп, измеряющий температуру подсоединить к поверхности чувствительного элемента датчика.
4. Включить паяльник и приложить его жало к чувствительному элементу датчика.
5. Когда температура биметаллической пластины достигнет критического значения (указанного на датчике), то исправный датчик замкнет цепь, и мультиметр будет сигнализировать об этом (в режиме прозвонки мультиметр пищит).
6. Переместить черный щуп на «минус», отвечающий за вторую скорость вращения вентилятора.
7. По мере продолжения нагрева через несколько секунд на исправном датчике должна замкнуться и вторая цепь при достижении пороговой температуры, мультиметр опять запищит.
8. Соответственно, если при прогреве датчик не замыкает свою цепь — он неисправен.

Проверка двухконтактного датчика выполняется аналогично, только сопротивление нужно измерять лишь между одной парой контактов.

Если нагрев датчика производит не паяльником, а в емкости с водой, то следите чтобы покрывала не весь датчик целиком, а лишь его чувствительный элемент! По мере нагрева (контроль осуществляется термометром) будет происходить такое же срабатывание как и описывалось уже выше.

После покупки нового датчика включения вентилятора его также имеет смысл проверить на работоспособность. В настоящее время в продаже много подделок и изделий низкого качества, поэтому проверка не помешает.

Приводное устройство вентилятора

Конструкция вентилятора охлаждения агрегата состоит из шкива и закрепленных на нем лопастей. Эффективность нагнетания воздуха обеспечивается установкой лопастей под определенным углом.

Принцип работы вентилятора охлаждения двигателя зависит от конструктивных особенностей привода.

Механический

Вращение на шкив от коленчатого вала через ременную передачу. Это простейшая установка, которая находится в постоянном зацеплении с коленвалом. Недостаток такого механизма в том, что для постоянного вращения вентилятора охлаждения радиатора ДВС затрачивает много полезной энергии.

На сегодняшний день механический тип привода почти не встретить. Обычно их устанавливают на агрегаты с продольным расположением, вездеходные джипы.

Гидромеханичиеский

Это приводное устройство, работающее от разницы давления в муфте. Муфты бывают двух типов: гидравлическая и вязкостная. Частота вращения последнего равна входным оборотам коленчатого вала. Поэтому, для сохранения крыльчатки и лопастей при высоких оборотах мотора используют вязкостную муфту.

Как она работает

Корпус такой муфты заполнен специальной жидкостью — силиконом. Когда движок работает под постоянной нагрузкой или на высоких оборотах, происходит процесс нагрева силиконовой жидкости. По мере нагрева жидкость расширяется, постепенно зажимая муфту, что приводит в работу вентилятор охлаждения.

Гидравлическая конструкция работает в зависимости от изменения объема масла. Момент блокировки не зависит от частоты вращения коленвала. В режиме высоких оборотов ДВС муфта не дает крыльчатки разгонятся, предохраняя ее от разрушения. Первоначальной задачей системы управления вентилятором является удерживать оптимальные обороты необходимые для эффективного охлаждения.

Пропорциональное управление вентилятором охлаждения двигателя автомобиля

Предлагаемое устройство позволяет перейти от релейного принципа управления вентилятором системы охлаждения двига­теля «температура выше нормы — включён, ниже нормы — выключен» к более, по мнению автора, благоприятному для дви­гателя пропорциональному управлению. Теперь с ростом темпе­ратуры охлаждающей жидкости частота вращения ротора венти­лятора линейно увеличивается.

Сегодня во многих автомобильных двигателях вентилятор охлаждения имеет электрический привод, но управ­ляют им в большинстве случаев по релейному принципу. Такое управление имеет только одно достоинство — прос­тоту реализации. Достаточно иметь дат­чик температуры с контактным выходом, непосредственно или через промежу­точное реле управляющий электро­двигателем вентилятора.

Основной недостаток этого метода — резкое снижение температуры охлаж­дающей жидкости на выходе радиатора после включения вентилятора. Работа­ющий на полную мощность вентилятор понижает температуру охлаждающей жидкости на выходе радиатора на 15…25°С и более. Поступая в рубашку охлаждения двигателя, существенно охлаждённая жидкость наносит термо­удар по горячим поверхностям, что негативно сказывается на работе двига­теля. Для его комфортной работы тем­пературу охлаждающей жидкости жела­тельно поддерживать близкой к опти­мальной, рекомендуемой заводом-изготовителем, а резкие скачки темпера­туры (термоудары) должны быть исклю­чены в принципе.

На части автомобилей, имеющих механический привод вентилятора ох­лаждения, это достигнуто соединением вентилятора с коленчатым валом двига­теля через вискомуфту. Она изменяет передаваемый на вал вентилятора кру­тящий момент в зависимости от темпе­ратуры охлаждающей жидкости. Это стабилизирует температурный режим.

Предлагаемое устройство представ­ляет собой электронный аналог вискомуфты для вентилятора с электриче­ским приводом. Оно автоматически регулирует частоту его вращения в зависимости от температуры охлаж­дающей жидкости.

Устройство работает от бортсети автомобиля при напряжении в ней 10… 18 В и может управлять вентилято­ром с максимальным потребляемым током до 20 А или до 30 А при условии увеличения площади теплоотвода си­ловых элементов. Собственное по­требление тока устройством не превы­шает нескольких миллиампер. Значе­ния температуры включения вентиля­тора с минимальной частотой враще­ния и температуры, при которой часто­та вращения вентилятора достигает максимума, задают с дискретностью 0,1 °С при программировании микро­контроллера.

При отказе датчика температуры ох­лаждающей жидкости устройство пере­ходит в аварийный режим, позволяю­щий безопасно для двигателя доехать до ремонтной мастерской.

Схема устройства изображена на рис. 1. Измеряет температуру цифро­вой датчик DS181B20 (ВК1). Применение этого датчика позволяет отказаться от калибровки изготовленного устройства и улучшает его повторяемость.

Рис. 1

Информацию о температуре считы­вает с датчика микроконтроллер ATtiny2313A-PU (DD1), который тактиру­ется импульсами частотой 1 МГц от внутреннего RC-генератора. Пропор­ционально температуре он регулирует напряжение питания двигателя венти­лятора и, следовательно, частоту вра­щения его ротора. На двигатель посту­пает импульсное напряжение, постоян­ная составляющая которого, определя­ющая частоту вращения, зависит от ко­эффициента заполнения (отношения длительности импульсов к периоду их повторения). Коэффициент заполнения программа задаёт восьмиразрядными двоичными числами, загружаемыми в регистр сравнения работающего в ре­жиме ШИМ таймера микроконтроллера.

Сформированные микроконтролле­ром импульсы управляют работой сило­вого ключа на полевом транзисторе VT1, замыкающего и размыкающего цепь питания двигателя вентилятора от бортовой сети автомобиля. При этом постоянная составляющая приложенно­го к двигателю напряжения равна

где U0 — напряжение в бортсети, В; N — число, загруженное в регистр микро­контроллера. Её можно изменять с ша­гом

При напряжении в бортсети 12 В ΔU=0,05 В, что позволяет регулировать частоту вращения вентилятора практи­чески плавно.

Для обеспечения надёжной работы ключевого транзистора VT1 в переход­ных режимах микроконтроллер управ­ляет им через драйвер ТС4420ЕРА (DA1). Современные полевые транзис­торы, имея очень малое сопротивление открытого канала (единицы миллиом), способны коммутировать значитель­ный ток даже без применения тепло­отвода. Однако большая входная ём­кость полевого транзистора, доходящая у мощных прибо­ров до нескольких тысяч пикофарад, в процессе его пере­ключения заряжается и разряжается. Это занимает тем больше времени, чем больше выходное сопротив­ление источника уп­равляющего сигнала.

Плохо то, что в процессе перезаряд­ки ёмкости полевой транзистор находится в активном режи­ме и сопротивление его канала до­вольно велико. Поэтому за время пере­ключения в кристалле транзистора вы­деляется значительная мощность, что может привести к его перегреву и не­обратимому повреждению. Единствен­ный способ борьбы с этим явлением — ускорение процесса перезарядки. Для этого полевыми транзисторами управ­ляют через специализированные усили­тели (драйверы), имеющие низкое выходное сопротивление и обеспечи­вающие большой (до нескольких ампер) импульсный зарядно-разрядный ток. Это обеспечивает быструю перезарядку входной ёмкости полевого транзистора и, следовательно, минимизирует про­должительность его работы в активном режиме и снижает рассеиваемую на нём мощность.

Резистор R4 поддерживает на входе драйвера низкий логический уровень напряжения во время запуска микро­контроллера, пока все его выходы оста­ются в высокоимпедансном состоянии. Это исключает ненужное в это время от­крывание транзистора VТ1. Диод VD1 устраняет импульсы ЭДС самоиндук­ции, возникающие в обмотках двигате­ля вентилятора в моменты закрывания транзистора VТ1.

Во время работы программа микро­контроллера постоянно следит за нали­чием и работоспособностью датчика температуры. Если связи с ним нет, она переходит в аварийный режим работы. В этом режиме независимо от темпера­туры охлаждающей жидкости вентиля­тор на 33 с будет включён на полную мощность, а затем на такое же время выключен. Конечно, это далеко не опти­мальный вариант охлаждения двигате­ля, но он предотвращает его полный отказ в отсутствие охлаждения. О пере­ходе в аварийный режим сигнализирует включение светодиода HL1. Если нару­шение связи с датчиком было времен­ным, после её восстановления устрой­ство переходит в нормальный режим работы.

В программу микроконтроллера для управления вентилятором заложены в виде констант следующие исходные данные:

• Тmin = 87 — температура охлажда­ющей жидкости, °С, при которой венти­лятор должен начинать работать с ми­нимальной частотой вращения;
• Тmax = 92 — температура охлаж­дающей жидкости, °С, при которой час­тота вращения вентилятора должна достичь максимального значения;
• N1 = 70 — значение загружаемого в регистр сравнения таймера кода, обеспечивающее вращение ротора вентилятора с минимальной частотой.

Как известно, промышленные дат­чики, предназначенные для управления работой вентиляторов охлаждения, имеют два основных параметра — тем­пературу включения и температуру выключения. Их и следует выбрать в ка­честве Тmax и Тmin. Значение N1 нужно задать таким, при котором постоянная составляющая напряжения на двигате­ле вентилятора равна напряжению его трогания Uтр.

Проблема в том, что напряжение тро­гания не принято указывать в техниче­ских данных вентиляторов, поэтому найти в литературе или в докумен­тации значение этого параметра автору не удалось. Его пришлось определять экспериментально. Ме­тодика проста — подавая напряже­ние на двигатель, найти его значе­ние, при котором вал начнёт мед­ленно (оборот за одну-две секун­ды), но устойчиво вращаться. Для большинства двигателей посто­янного тока с номинальным напря­жением питания 12 В напряжение трогания лежит в пределах 3…5 В.

При запуске программы микро­контроллер на основании значений Тmax, Тmin и N1 рассчитывает Dn — требуемую крутизну зависимости значения загружаемого регистр сравнения таймера кода от темпе­ратуры:

Затем начинается главный цикл программы. Прежде всего, происходит проверка связи с датчиком температу­ры, а при её отсутствии — переход в аварийный режим работы. Такую про­верку программа выполняет каждую секунду. Если очередная проверка показывает, что датчик работает, восста­навливается нормальный режим рабо­ты.

Когда датчик исправен, он измеряет текущую температуру охлаждающей жидкости Т. Если она ниже Тmin, про­грамма выключает вентилятор, в про­тивном случае вычисляет требуемое значение управляющего кода по фор­муле

Пропорционально ему будут уста­новлены коэффициент заполнения пи­тающего двигатель напряжения и, сле­довательно, частота вращения его ро­тора. В результате температура охлаж­дающей жидкости при неизменной нагрузке на двигатель поддерживается постоянной. При переменной нагрузке температура колеблется в небольших пределах внутри интервала Тmin…Тmax.

Рис. 2

Все детали устройства, за исключе­нием датчика ВК1 и светодиода HL1, размещены на печатной плате разме­рами 58×65 мм, чертёж которой пока­зан на рис. 2, а расположение элемен­тов — на рис. 3.

Рис. 3

Микросхемы впаяны непосредст­венно в плату без панелей, применение которых в условиях повышенной вибра­ции нежелательно. На плате имеются не показанные на схеме контактные площадки SCK, RST, VCC, MISO, MOSI, GND, к которым на время программи­рования микроконтроллера припаи­вают одноимённые провода от про­грамматора. При этом плату и програм­матор во время программирования следует питать напряжением +5 В (VCC) от одного источника.

Принцип крепления транзисто­ра 5 или диода к теплоотводу 1 и всего узла к печатной плате 2 пока­зан на рис. 4. Диод изолирован от теплоотвода слюдяной прокладкой, а от крепящего винта 4 и металли­ческой втулки 3 — изоляционной втулкой (изолирующие элементы на рисунке не показаны). Между корпусами диода и транзистора находится третья точка крепления теплоотвода к плате. Здесь он так­же закреплён винтом и втулкой.

Рис. 4

Все печатные проводники пла­ты, по которым течёт ток двигателя вентилятора, должны быть покрыты слоем припоя толщиной не менее 0,7… 1 мм, а сечение подводящих проводов должно обеспечивать пропускание этого тока.

Светодиод HL1 целесообразно вынести в салон автомобиля, чтобы водитель имел оперативную инфор­мацию о текущем режиме работы устройства.

Датчик DS18B20 (ВК1) следует по­местить в корпус от штатного контакт­ного датчика температуры охлаждаю­щей жидкости, из которого предвари­тельно следует удалить всю «начинку». Такой корпус можно и выточить из латуни с сохранением габаритных и присоеди­нительных размеров. Размещение дат­чика DS18B20 в корпусе показано на рис. 5. Датчик 4 с припаянным к его выводам разъёмом 1 поме­щают в полость корпуса 3 так, чтобы его верхушка, на которую нанесён слой теплопроводной пасты 5, касалась дна полости. После этого полость заливают термостойким герметиком 2.

Рис. 5

Разъём 1 должен иметь анти­коррозийное покрытие контактов, быть брызгозащищённым, надёж­но фиксировать ответную часть, не допуская её отстыковки под действием вибрации. Подго­товленный датчик устанавливают на место штатного.

Собранная плата помещена в корпус подходящих размеров, ко­торый размещён в моторном от­секе автомобиля. В корпусе пре­дусмотрены вентиляционные от­верстия.

Микроконтроллер ATtiny2313A может быть заменён другим семейства AVR, имеющим как минимум один 8-разрядный и один 16-разрядный таймер и не менее 2 Кбайт программной памяти. Естественно, замена микроконтролле­ра потребует перекомпиляции програм­мы и, возможно, изменения топологии печатной платы.

Вместо неинвертирующего драйве­ра нижнего плеча ТС4420ЕРА можно использовать другой подобный, напри­мер, МАХ4420ЕРА.

Диод с барьером Шотки SR2040 можно заменить аналогичным с допус­тимым обратным напряжением не ме­нее 25 В и допустимым прямым током не менее рабочего тока вентилятора. Однако диоды Шотки с обратным напря­жением более 40 В применять не реко­мендуется, так как большее прямое па­дение напряжения на таком диоде при­ведёт к возрастанию тепловыделения.

Замену полевому транзистору IRF3808 с изолированным затвором и каналом n-типа следует подбирать с допустимым постоянным током стока при температуре 100 °С в 2,5…3 раза больше рабочего тока вентилятора и с сопротивлением открытого канала при рабочем токе вентилятора до 20 А — не более 10 мОм, а 20…30 А — не более 7 мОм. Допустимое напряжение сток- исток должно быть не менее 25 В, а затвор—исток — не менее 20 В.

Правильно собранное из исправных деталей устройство потребует налажи­вание только в том случае, если исход­ные данные в прилагаемом варианте программы, о которых было сказано ранее, не соответствуют требуемым. В этом случае их нужно откорректировать в исходном тексте программы, заново откомпилировать его в среде разработ­ки Bascom AVR и загрузить в память микроконтроллера вместо приложенно­го к статье файла Cooler-test.hex полу­ченный НЕХ-файл.

Если напряжение трогания двигате­ля вентилятора неизвестно, его можно определить экспериментально. Для это­го в память микроконтроллера вместо рабочей программы нужно загрузить разработанную мной отладочную про­грамму. В приложенном к статье файле Cooler-test.hex содержатся её коды. Конфигурацию микроконтроллера про­граммируют одинаково для рабочей и тестовой программ в соответствии с рис. 6, где показано окно установки конфигурации программатора AVRISP mkll.

Рис. 6

Через 3 с после включения питания программа Cooler-test начинает управ­лять вентилятором, постепенно уве­личивая от 55 до 95 шагами по 5 единиц код, задающий коэффициент заполне­ния питающего вентилятор импульсно­го напряжения. Это примерно соответ­ствует изменению постоянной состав­ляющей этого напряжения от трёх до пяти вольт. Длительность каждой ступе­ни — 10 с, в течение которых вентиля­тор и светодиод HL1 включены, и пауза длительностью 5 с, в течение которой напряжение с вентилятора снято, а све­тодиод погашен. Об окончании работы программы сигнализирует серия из пяти коротких вспышек светодиода.

Наблюдая за светодиодом, неслож­но определить, на какой ступени вен­тилятор начал вращаться, и определить значение N1, которое сле­дует записать в основную про­грамму.

Работу устройства в аварий­ном режиме проверяют, отклю­чив разъём от датчика темпера­туры. При этом вентилятор дол­жен включиться и работать на полную мощность в прерывистом режиме (33 с — работа, 33 с — пауза). Светодиод HL1 при этом должен светиться. Его желаемую яркость устанавливают подбор­кой резистора R3.

Программы микроконтроллера

Автор: А. САВЧЕНКО, пос. Зеленоградский Московской обл. Источник: Радио №11, 2016

Электронное приводное устройство

На современные автомарки, оборудованы автоматическими системами контроля начали устанавливать электрический двигатель вентилятора охлаждения радиатора. Достоинством привода является независимое функционирование, легкость в настройке.

Управление вентилятором охлаждения двигателя осуществляется через температурные модули охлаждающей жидкости. По данным с датчиков блок управления вентилятором охлаждения двигателя корректирует скоростной режим крыльчатки, изменяя скорость вращения и период работы.

Питание на двигатель вентилятора поступает через электронные приборы автомобиля (аккумулятор, генератор).

Методы управление вентилятором системы охлаждения двигателя:

• термовыключатель;
• блок управления.

Технические показатели.

Термовыключатель использовался на ранних этапах производства автомобилей. По показателям с датчика температуры в радиаторе, механизм определяет, включится или отключится вентилятор охлаждения двигателя. В агрегатах с термовыключателя вентилятор системы охлаждения двигателя работает в узком температурном диапазоне. Включается вентилятор охлаждения при прогреве блока до 85 С°, отключение происходит при остывании до 70 С°.

Принцип работы механизма

Когда температура тосола в радиаторе прогревается до максимально заданного значения, происходит замыкание контактов терморегулятора. Цепь питания в двигателе вентилятора замыкается, и вентилятор охлаждения двигателя начитает вращатся. После снижения температуры контакты расходятся, работающий вентилятор останавливается.

Схема управления с ЭБУ

Чтобы узнать, как работает вентилятор охлаждения двигателя с ЭБУ, необходимо ознакомится с ее строением.

Стандартное электронное управление состоит из таких элементов:

• электродвигатель;
• расходомер воздуха;
• модуль частоты вращения коленчатого вала;
• реле момента включения вентилятора;
• датчик колебания температуры охлаждающей жидкости.

Для контроля над температурой жидкости в патрубке радиатора установлен датчик температуры. Некоторые модели авто оборудованы двумя датчиками, один на выходном канале радиатора, другой в блоке цилиндров.

Для более точного определения режима работы движка установлены модуль частоты вращения и воздухомер. Показания с датчиков поступают на центральный блок. ЦБ обрабатывает информацию и задает программу работы на реле.

Вентилятор охлаждения ВАЗ 2107

В силовых установках первых «семёрок» вентилятор радиатора был установлен прямо на валу водяного насоса. Как и помпа, он приводился в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала. Такая конструкция в то время применялась и на других автомобилях. Она практически никогда не выходила из строя, а перегреть двигатель с ней было невозможно. Однако был у неё один недостаток. Постоянно охлаждавшийся силовой агрегат очень медленно прогревался. Именно поэтому конструкторы АвтоВАЗа изменили принцип принудительного обдува, заменив механический вентилятор на электрический, причём с автоматическим включением.

Зачем нужен электровентилятор

Вентилятор предназначен для принудительного обдува радиатора охлаждения. Во время работы силовой установки жидкий хладагент через открывшийся термостат поступает в радиатор. Проходя по его трубкам, оборудованным тонкими пластинами (ламелями), хладагент остывает за счёт процесса теплообмена.

Когда автомобиль движется на скорости, теплообмену способствует встречный поток воздуха, но если машина длительное время стоит, или едет медленно, охлаждающая жидкость остывать не успевает. В такие моменты двигатель от перегрева спасает именно электровентилятор.

Конструкция устройства

Вентилятор радиатора состоит из трёх основных элементов:

• электродвигателя постоянного тока;
• крыльчатки;
• рамки.

Ротор электродвигателя оснащён пластиковой крыльчаткой. Именно она, вращаясь, создаёт направленный поток воздуха. Двигатель устройства установлен в металлическую рамку, при помощи которой он крепится к корпусу радиатора.

Как включается и работает электровентилятор

Процесс включения вентилятора у карбюраторных и инжекторных «семёрок» отличается. У первых за его включение отвечает механический температурный датчик, вмонтированный в нижнюю часть правого бака радиатора охлаждения. Когда двигатель холодный, контакты датчика разомкнуты. При повышении температуры хладагента до определённого уровня его контакты замыкаются, и напряжение начинает подаваться на щётки электродвигателя. Вентилятор будет продолжать свою работу до тех пор, пока охлаждающая жидкость не остынет и контакты датчика не разомкнутся.

В инжекторных «семёрках» схема включения электровентилятора другая. Здесь всё контролирует электронный блок управления. Исходным сигналом для ЭБУ является информация, поступающая с датчика, установленного в выходящем из двигателя патрубке (возле термостата). Получив такой сигнал, электронный блок обрабатывает его и посылает команду на реле, отвечающее за включение мотора вентилятора. Оно замыкает цепь и подаёт электричество на электродвигатель. Работа устройства будет продолжаться до падения температуры хладагента.

И в карбюраторных, и в инжекторных «семёрках» защита цепи электровентилятора осуществляется при помощи отдельного предохранителя.