Cel i zasada działania wentylatora chłodzącego

Ponieważ działanie silnika spalinowego wiąże się nie tylko z dużymi obciążeniami mechanicznymi, ale także z krytycznie wysokimi temperaturami. Za wsparcie temperatura pracy jednostka napędowa, aby nie ulegała awarii z powodu dużych obciążeń, każda modyfikacja wyposażona jest w układ chłodzenia. Jest chłodzenie powietrzem i cieczą. Opisano szczegóły dotyczące urządzenia chłodzącego silnik w innej recenzji.

Aby usunąć nadmiar ciepła z silnika, w układach chłodzenia cieczą znajduje się chłodnica, aw niektórych modelach samochodów nią nie jest. Obok tego elementu jest zainstalowany wentylator. Zastanów się nad celem tej części, na jakiej zasadzie działa, jak działa i co zrobić, jeśli mechanizm zawiedzie po drodze.

Co to jest wentylator chłodnicy samochodu

Podczas pracy silnik generuje dużo ciepła. Sam blok cylindrów klasycznego silnika spalinowego jest tak zaprojektowany, że w jego ścianach znajduje się wnęka, która jest wypełniona płynem chłodzącym (płaszcz chłodzący). Układ chłodzenia obejmuje pompę wodną, ​​która działa, gdy obraca się wał korbowy. Jest połączony z wałem korbowym za pomocą paska rozrządu (czytaj więcej na ten temat osobno). Mechanizm ten tworzy cyrkulację płynu roboczego w układzie, dzięki czemu usuwa ciepło ze ścian silnika.

Gorący płyn niezamarzający lub płyn niezamarzający przepływa z silnika do chłodnicy. Ten element wygląda jak wymiennik ciepła z dużą liczbą cienkich rurek i żeber chłodzących zwiększających powierzchnię styku. Więcej szczegółów na temat urządzenia, typów i zasady działania grzejników opisano tutaj.

Chłodnica jest przydatna tylko wtedy, gdy samochód jest w ruchu. W tym czasie nadciągający strumień chłodnego powietrza wieje nad powierzchnią grzejnika, dzięki czemu następuje wymiana ciepła. Oczywiście jego sprawność zależy od temperatury otoczenia, ale podczas jazdy ten przepływ jest nadal dużo chłodniejszy niż płyn chłodzący silnik.

Zasada działania chłodzenia jest jednocześnie jego wadą - maksymalne chłodzenie jest możliwe tylko podczas ruchu maszyny (zimne powietrze musi przenikać przez wymiennik ciepła). W warunkach miejskich niemożliwe jest zapewnienie ciągłości procesu ze względu na sygnalizację świetlną i częste korki w obszarach metropolitalnych. Jedynym rozwiązaniem tego problemu jest wymuszony wtrysk powietrza na powierzchnię chłodnicy. To jest dokładnie to, co wykonuje wentylator.

Gdy temperatura silnika wzrasta, czujniki są aktywowane, a wymiennik ciepła zostaje zdmuchnięty. Dokładniej, łopatki są ustawione tak, aby strumień powietrza nie był dostarczany wbrew jego ruchowi, ale był zasysany. Dzięki temu urządzenie jest w stanie zwiększyć nadmuch chłodnicy nawet podczas jazdy samochodu, a gdy pojazd stoi, świeże powietrze dostaje się do komory silnika, a gorące otoczenie w pobliżu silnika nie jest zaangażowane.

W starszych samochodach wentylator był sztywno przymocowany do wału korbowego, dzięki czemu miał stały napęd. Jeśli latem taki proces jest korzystny tylko dla jednostki napędowej, to zimą nadmierne chłodzenie silnika nie jest dobre. Ta cecha ciągłej pracy urządzenia skłoniła inżynierów do opracowania analogu, który działałby tylko wtedy, gdy było to wymagane.

Urządzenie i typy wentylatorów

Pomimo kluczowego znaczenia dla układu chłodzenia, mechanizm ten ma dość proste urządzenie. Niezależnie od modyfikacji, konstrukcja wentylatora będzie składać się z trzech elementów:

• Obudowa, która jest podstawą mechanizmu, jest zamontowana na samym grzejniku. Osobliwością tego elementu jest to, że jego konstrukcja wymusza przepływ powietrza tylko w jednym kierunku - nie rozprasza się przy kontakcie z wymiennikiem ciepła, ale przechodzi przez niego. Taka konstrukcja obudowy pozwala na wydajniejsze chłodzenie chłodnicy;
• Wirniki. Każda łopatka jest lekko przesunięta względem osi, jak każdy wentylator, ale tak, że gdy się obracają, powietrze jest zasysane przez wymiennik ciepła. Zwykle ten element składa się z 4 lub więcej ostrzy;
• Napęd.

W zależności od modelu urządzenia napęd może być innego typu. Istnieją trzy główne odmiany:

• Mechaniczny;
• Hydromechaniczne;
• Elektryczny.

Rozważmy każdą modyfikację osobno.

Napęd mechaniczny

Napęd mechaniczny ma prostą konstrukcję. W rzeczywistości ten typ wentylatora jest podłączony na stałe. W zależności od charakterystyki silnika można go połączyć z wałem korbowym za pomocą koła pasowego lub paska rozrządu. Uruchomienie silnika natychmiast prowadzi do pracy wirnika, następuje ciągłe przedmuchiwanie wymiennika ciepła i zespołu napędowego.

Wadą tego typu wentylatora jest to, że chłodzi radiator nawet wtedy, gdy nie jest potrzebny. Na przykład podczas rozgrzewania zimnego silnika ważne jest, aby urządzenie osiągnęło temperaturę roboczą, a zimą trwa to dłużej z powodu zbyt zimnej cieczy. Każda awaria takiego mechanizmu może poważnie wpłynąć na działanie jednostki napędowej, ponieważ część momentu obrotowego jest również wykorzystywana na obracającym się elemencie wentylatora.

Również taki układ nie pozwala na zwiększenie prędkości obrotowej łopatek niezależnie od pracy silnika. Z tych powodów ta modyfikacja nie jest stosowana w nowoczesnych pojazdach.

Napęd hydromechaniczny

Napęd hydromechaniczny jest bardziej zaawansowaną wersją, która działa również z jednostki napędowej. Tylko w jego projekcie jest kilka dodatkowych elementów. W takim wentylatorze stosuje się specjalne sprzęgło, które ma lepki lub hydrauliczny typ pracy. Pomimo różnic mają tę samą zasadę działania. W wersji hydraulicznej obrót wirnika zależy od ilości wpływającego do niego oleju.

Sprzęgło wiskotyczne zapewnia uruchamianie i zatrzymywanie wentylatora poprzez zmianę temperatury silikonowego wypełniacza (zmianę jego gęstości). Ponieważ takie mechanizmy mają złożoną konstrukcję, a ruch ostrzy zależy od płynu roboczego, są one również niezwykle rzadko stosowane w nowoczesnych maszynach, podobnie jak mechaniczny analog.

Napęd elektryczny

Napęd elektryczny jest najbardziej niezawodną i jednocześnie najprostszą opcją, która jest stosowana we wszystkich nowoczesnych samochodach. W konstrukcji takiego wentylatora zastosowano silnik elektryczny napędzający wirnik. Ten typ napędu działa na zasadzie elektrycznej lub elektromagnetycznej. Druga modyfikacja jest bardziej powszechna w ciężarówkach. Sprzęgło elektromagnetyczne ma następującą budowę.

Elektromagnes jest zamontowany na piaście, który jest połączony ze zworą silnika elektrycznego za pomocą sprężyny płytkowej i może się obracać. W stanie cichym elektromagnes nie działa. Ale gdy tylko chłodziwo osiągnie około 80-85 stopni, czujnik temperatury zamyka styki magnesu. Tworzy pole magnetyczne, dzięki czemu przyciąga zworę silnika elektrycznego. Ten element wchodzi do cewki i aktywowany jest obrót ostrzy. Ale ze względu na złożoność projektu taki schemat nie jest stosowany w lekkich pojazdach.

Zastosowanie elektroniki umożliwia zapewnienie kilku trybów pracy urządzenia w zależności od temperatury płynu chłodzącego oraz prędkości obrotowej wału korbowego. Osobliwością takiego napędu jest to, że można go włączyć niezależnie od pracy silnika spalinowego. Na przykład, gdy silnik się nagrzewa, wentylator nie działa, a gdy płyn chłodzący osiągnie swoją szczytową temperaturę, wirnik zaczyna się obracać.

Aby zapewnić układowi chłodzenia dodatkowy przepływ powietrza, w tym drugim przypadku wystarczy wkręcić wentylator w odpowiednie miejsce i podłączyć go do wiązki samochodowej. Ponieważ taka modyfikacja jest stosowana w nowoczesnych pojazdach, dalej rozważymy zasadę działania tego konkretnego typu wentylatorów.

Zasada działania wentylatora chłodzącego silnik

Aby w razie potrzeby aktywować wentylator, podłącza się go do innego systemu monitorującego środowisko pracy. Jego urządzenie w zależności od modyfikacji zawiera czujnik temperatury płynu chłodzącego oraz przekaźnik wentylatora. Ten obwód elektryczny jest podłączony do silnika wentylatora.

Taki prosty system działa w następujący sposób. Czujnik zamontowany na wlocie chłodnicy rejestruje temperaturę płynu chłodzącego. Gdy tylko wzrośnie do odpowiedniej wartości, urządzenie wysyła sygnał elektryczny do przekaźnika. W tym momencie następuje wyzwolenie styku elektromagnetycznego i włączenie silnika elektrycznego. Gdy temperatura w przewodzie spada, sygnał z czujnika przestaje dochodzić, a styk przekaźnika otwiera się - wirnik przestaje się obracać.

W bardziej zaawansowanych systemach instalowane są dwa czujniki temperatury. Jeden stoi przy wlocie płynu chłodzącego do chłodnicy, a drugi przy wylocie. W takim przypadku wentylator jest włączany przez samą jednostkę sterującą, która określa ten moment na podstawie różnicy wskaźników między tymi czujnikami. Oprócz tego parametru mikroprocesor uwzględnia siłę wciśnięcia pedału gazu (lub otwarcia dławić się), prędkość obrotową silnika i odczyty z innych czujników.

Niektóre pojazdy używają dwóch wentylatorów, aby poprawić wydajność układu chłodzenia. Obecność dodatkowego elementu obrotowego pozwala na szybsze chłodzenie wymiennika ciepła dzięki większemu przepływowi chłodnego powietrza. Sterowanie takim systemem jest również realizowane przez jednostkę sterującą. W tym przypadku w mikroprocesorze wyzwalanych jest więcej algorytmów. Dzięki temu elektronika może nie tylko zmienić prędkość obrotową łopatek, ale także wyłączyć jeden z wentylatorów lub oba.

Ponadto wiele samochodów wyposażonych jest w system, w którym wentylator działa jeszcze przez jakiś czas po wyłączeniu silnika. Jest to konieczne, aby po intensywnej pracy gorący silnik jeszcze przez jakiś czas się ochładzał. Gdy silnik jest wyłączony, płyn chłodzący przestaje krążyć w układzie, przez co temperatura w urządzeniu gwałtownie rośnie, a wymiana ciepła nie jest wykonywana.

Zdarza się to niezwykle rzadko, ale jeśli silnik pracował w maksymalnej temperaturze i został wyłączony, płyn niezamarzający może zacząć wrzeć i utworzyć blokadę powietrzną. Aby uniknąć tego obciążenia w niektórych maszynach, wentylator nadal przedmuchuje powietrze do bloku cylindrów. Ten proces nazywa się biegiem bez wentylatora.

Główne awarie wentylatora chłodnicy

Pomimo prostej konstrukcji i wysokiej niezawodności wentylatory chłodzące również zawodzą, jak każdy inny mechanizm w samochodzie. Przyczyn może być wiele. Rozważmy najczęstsze awarie i sposoby ich naprawienia.

Najczęściej kierowcy mają do czynienia z następującymi awariami:

• Gdy silnik pracuje (samochód stoi przez długi czas), wymuszony nadmuch wymiennika ciepła nie włącza się;
• Wentylator pracuje w wyższych temperaturach;
• Powietrze jest stale wdmuchiwane do chłodnicy;
• Ostrza zaczynają się obracać znacznie wcześniej, niż chłodziwo osiągnie wymagane ogrzewanie;
• Wentylator włącza się zbyt często, ale lampka przegrzania silnika nie działa. W takim przypadku należy sprawdzić, jak zabrudzone są komórki chłodnicy, ponieważ powietrze powinno nie tylko przepływać na powierzchnię wymiennika ciepła, ale przez niego przepływać;
• Gdy przepływ powietrza w chłodnicy jest włączony, strumień nie przedostaje się do komory silnika, ale jest podawany w przeciwnym kierunku. Powodem tej pracy jest niewłaściwe wyprowadzenie kabli (należy zamienić bieguny silnika elektrycznego);
• Złamanie lub odkształcenie ostrza. Przed wymianą wirnika na nowy konieczne jest ustalenie przyczyny takiej awarii. Czasami może się to zdarzyć w przypadku niepiśmiennej instalacji lub instalacji wentylatora, który nie jest przeznaczony dla tego modelu samochodu. W przeciwnym razie pęknięcie ostrzy jest konsekwencją naturalnego zużycia materiału.

O ile wszystkie te „symptomy” są niepożądane dla poprawnej pracy zespołu napędowego, najgorzej jest gdy wentylator w ogóle się nie włącza. Dzieje się tak, ponieważ w tym przypadku zapewnione jest przegrzanie silnika. Jeśli nadal będziesz go używać w podwyższonych temperaturach, szybko zawiedzie.

Jeżeli wentylator pracuje w temperaturze przekraczającej 80-85 stopni (najczęściej dzieje się to po wymianie czujnika temperatury) należy sprawdzić czy czujnik temperatury płynu chłodzącego jest dobrany prawidłowo. Istnieją modyfikacje dla pojazdów działających na północnych szerokościach geograficznych. W takim przypadku urządzenie ustawione jest do pracy w wyższych temperaturach.

Wadliwy termostat może również powodować przegrzanie. Mówi o szczegółach na temat tego urządzenia tutaj... W takim przypadku jedna strona układu chłodzenia będzie nadmiernie gorąca, a druga zimna.

Przyczyną awarii wymuszonego układu chłodzenia (niezwiązanego z termostatem) może być awaria jednego z czujników (jeśli jest ich kilka) temperatury płynu chłodzącego, awaria silnika silnika lub utrata kontaktu w obwód elektryczny (na przykład pęknięcie rdzenia drutu, uszkodzenie izolacji lub utlenienie styku). Najpierw musisz przeprowadzić wizualną kontrolę okablowania i styków.

Osobno warto wspomnieć o rzadkim problemie pracującego wentylatora przy zimnym silniku. Ten problem jest typowy dla pojazdów wyposażonych w klimatyzację wewnętrzną.

Szczegóły na jej temat opisano w tym filmie:

WENTYLATOR PRACUJE NA ZIMNYM SILNIKU. CO ROBIĆ. Do wszystkich maszyn z KLIMATYZACJĄ.

System można również przetestować w następujący sposób:

1. „Pierścień” okablowania za pomocą testera, multimetru lub „kontrolki”;
2. Działanie silnika elektrycznego można sprawdzić, podłączając go bezpośrednio do akumulatora. W takim przypadku ważne jest przestrzeganie biegunowości. Jeśli silnik działa, to problem tkwi w przewodach, słabym styku lub w czujniku temperatury;
3. Sprawność czujnika sprawdza się poprzez zamknięcie jego przewodów. Jeśli wentylator włącza się w tym samym czasie, należy wymienić czujnik temperatury.

Warto wziąć pod uwagę, że dla wielu najnowszych modeli samochodów taka diagnostyka nie jest dostępna ze względu na to, że okablowanie w nich może być dobrze ukryte, a dotarcie do czujnika nie zawsze jest łatwe. Ale jeśli wystąpi problem z wentylatorem lub jednym z elementów systemu, elektroniczna jednostka sterująca natychmiast wygeneruje błąd. W większości przypadków ikona silnika zapala się na tablicy wskaźników. Niektóre systemy pokładowe umożliwiają standardową autodiagnostykę. Przeczytaj, jak wywołać odpowiednie menu na ekranie komputera pokładowego tutaj... W przeciwnym razie musisz przejść do diagnostyki komputera.

Jeśli chodzi o wczesną pracę wentylatora, często jest to objaw wadliwego czujnika temperatury płynu chłodzącego. Chociaż każdy mechanik samochodowy nie może zgodzić się z tym wnioskiem, jeśli silnik normalnie osiągnie temperaturę roboczą, nie należy się martwić, że system włączy się wcześniej niż to konieczne. Przegrzanie jest znacznie gorsze w przypadku silnika spalinowego. Ale jeśli dla kierowcy ważne jest, aby samochód spełniał normy środowiskowe, to problem ten należy rozwiązać, ponieważ w zimnym silniku mieszanka paliwowo-powietrzna nie pali się tak wydajnie. Z biegiem czasu wpłynie to negatywnie na katalizator (dlaczego potrzebujesz go w samochodzie, przeczytaj tutaj).

Jeżeli silnik wentylatora pracuje w sposób ciągły, jest to objaw awarii czujnika, ale częściej dzieje się tak z powodu „sklejonych ze sobą” styków w przekaźniku (lub przepalenie cewki elementu elektromagnetycznego, jeśli taka modyfikacja jest zastosowana w maszynie ). Jeśli termostat się zepsuje, często grzejnik będzie zimny, a wentylator nie będzie działał, nawet przy krytycznej temperaturze silnika. Dzieje się tak, gdy termostat utknie w pozycji zamkniętej. Jeśli zostanie zablokowany w stanie otwartym, to zimny silnik spalinowy będzie potrzebował zbyt dużo czasu, aby osiągnąć temperaturę roboczą (płyn chłodzący natychmiast krąży w dużym kole, a silnik nie nagrzewa się).

Co zrobić, jeśli wentylator zawiedzie podczas podróży?

Często zdarza się, że gdzieś na drodze zepsuje się wentylator chłodzący. Jeśli przestanie działać, w trybie miejskim płyn niezamarzający na pewno się zagotuje. Oto kilka sztuczek, które mogą pomóc w tym przypadku:

• Po pierwsze, jeśli na autostradzie nastąpiła awaria, to w trybie dużej prędkości łatwiej jest zapewnić przepływ powietrza do wymiennika ciepła. Aby to zrobić, wystarczy poruszać się z prędkością nie mniejszą niż 60 km / h. W takim przypadku chłodne powietrze w dużych ilościach będzie przepływać do chłodnicy. W zasadzie wentylator rzadko włącza się w tym trybie, więc system będzie działał normalnie.
• Po drugie, system ogrzewania kabiny wykorzystuje energię cieplną układu chłodzenia, dlatego w trybie awaryjnym można włączyć ogrzewanie w celu włączenia grzejnika. Oczywiście latem jazda z włączonym ogrzewaniem wnętrza nadal jest przyjemnością, ale silnik nie zawiedzie.
• Po trzecie, możesz poruszać się krótkimi „myślnikami”. Zanim strzałka temperatury płynu chłodzącego osiągnie swoją maksymalną wartość, zatrzymujemy się, wyłączamy silnik, otwieramy maskę i czekamy, aż trochę ostygnie. W żadnym wypadku podczas tej procedury nie należy podlewać urządzenia zimną wodą, aby nie pęknąć w bloku cylindrów lub głowicy. Oczywiście w tym trybie podróż będzie znacznie opóźniona, ale samochód pozostanie nienaruszony.

Jednak przed wykonaniem takich procedur należy sprawdzić, dlaczego wentylator się nie włącza. Jeśli problem dotyczy okablowania lub czujnika, aby zaoszczędzić czas, możesz podłączyć silnik elektryczny bezpośrednio do akumulatora. Nie martw się, że bateria się wyczerpie. Jeżeli generator działa prawidłowo, to podczas pracy silnika spalinowego zasilany jest z niego układ pokładowy. Przeczytaj więcej o działaniu generatora. osobno.

Chociaż w wielu samochodach można samodzielnie wymienić dmuchawę, jeśli auto jest nadal na gwarancji, lepiej skorzystać z usług centrum serwisowego.

Pytania i odpowiedzi:

Jak nazywa się wentylator na silniku? Wentylator chłodnicy nazywany jest również chłodnicą. Niektóre pojazdy są wyposażone w podwójną chłodnicę (dwa niezależne wentylatory).

Kiedy wentylator samochodowy powinien się włączyć? Zwykle włącza się, gdy samochód stoi przez dłuższy czas lub jest w korku. Chłodnica włącza się, gdy temperatura płynu chłodzącego przekracza wskaźnik pracy.

Jak działa wentylator samochodowy? Podczas pracy silnik nagrzewa się. Aby zapobiec przegrzaniu, wyzwalany jest czujnik, który uruchamia napęd wentylatora. W zależności od modelu samochodu wentylator pracuje w różnych trybach.

Jak wentylator chłodzi silnik? Gdy chłodnica jest włączona, jej łopatki albo zasysają chłodne powietrze przez wymiennik ciepła, albo pompują je do chłodnicy. Przyspiesza to proces wymiany ciepła, a płyn niezamarzający jest schładzany.