Назначение и принцип работы вентилятора системы охлаждения
Для отведения излишков тепла, возникающего в процессе работы двигателя, и его более эффективного охлаждения в конструкции автомобиля предусмотрен специальный вентилятор. Он может располагаться со стороны моторного отсека или перед радиатором системы охлаждения. В современном автомобилестроении применяется несколько типов вентиляторов, которые отличаются типом привода, способом управления и геометрическими параметрами.
Устройство вентилятора системы охлаждения двигателя
Конструктивно вентилятор для охлаждения мотора автомобиля представляет собой простой механизм, состоящий из шкива, на котором расположены лопасти (крыльчатка). Они установлены с некоторым углом наклона по отношению к плоскости вращения, что улучшает их аэродинамические характеристики и повышает интенсивность нагнетания воздуха. Количество лопастей (от 4 и более), а также их геометрические размеры (диаметр вентилятора, частота расположения) зависят от модели автомобиля и подбираются индивидуально.
Современные автомобили оснащены так называемой комбинированной системой охлаждения, состоящей не только из вентилятора, но также имеющей радиатор и специальные контуры (магистрали) с охлаждающей жидкостью. А потому “кулер” двигателя часто называют вентилятором радиатора.
В ряде конфигураций автомобилей могут использоваться сдвоенные вентиляторы системы охлаждения двигателя, в которых предусмотрено два шкива с независимыми лопастями. Они могут приводиться в рабочий режим одновременно или по отдельности, поскольку каждый имеет свою систему подключения.
Расположение ветилятора охлаждения двигателя
При интенсивном вращении шкива поток воздуха “всасывается” снаружи при помощи лопастей. Тем самым увеличивается и объем воздуха, проходящий через радиатор, что обеспечивает его более эффективную работу и ускоряет процесс отведения тепла. Для принудительного вращения шкива (лопастей) и обеспечения необходимой скорости могут быть использованы несколько типов привода:
- механический;
- гидромеханический;
- электрический.
Как работает механический привод
Самый простой тип привода вентилятора для охлаждения радиатора мотора основан на передаче вращательного движения от коленчатого вала с помощью ремня. Этот способ является полностью механическим и постоянным, обеспечивая запуск “кулера” синхронно с работой двигателя.
Несмотря на простоту конструкции, такой привод снижает полезную мощность мотора, поскольку часть энергии затрачивается на нагнетание воздуха. Помимо этого, отсутствует возможность регулировки интенсивности работы лопастей. В силу этих особенностей механический привод в современных автомобилях практически не применяется.
Особенности гидромеханического типа привода
Для более рациональной эксплуатации вентилятора системы охлаждения двигателя используется гидромеханический тип привода. Его особенность заключается в том, что лопасти соединены со шкивом посредством герметичной муфты. Она может быть двух типов:
- вязкостная (вискомуфта);
- гидравлическая.
Главной задачей муфты является запуск вентилятора охлаждения радиатора при увеличении нагрузки на двигатель. Когда же двигатель работает на малых оборотах, принудительного нагнетания воздуха не происходит. Вязкостная или вискомуфта соединена с коленвалом мотора. Внутри нее находится силиконовая жидкость (гель), которая реагирует на температуру. При нагревании муфты гель изменяет свои свойства и происходит блокировка. В гидравлической муфте блокировка обеспечивается благодаря изменению объема масла.
Электрический и электромагнитный привод
Помимо вязкостных и гидравлических муфт в системе привода вентилятора радиатора может быть использована электромагнитная муфта. Она реагирует на температуру охлаждающей жидкости, поддерживая ее в диапазоне от 80-85°C. Электромагнитные муфты устанавливаются преимущественно на грузовом транспорте и строительной технике.
Электрический вентилятор охлаждения
Такая конструкция состоит из электромагнита, установленного на ступице вентилятора. Последняя соединена с якорем при помощи пластинчатой пружины и совершает вращательные движения. При температуре ниже 80°C якорь находится вне электромагнитной катушки и вентилятор отключен, если же температура поднимается свыше 85°C срабатывает тепловой датчик, замыкающий контакты и включающий электромагнит. Якорь втягивается внутрь катушки и вентилятор приводится в движение.
Наиболее популярным типом привода для современных автомобилей является электрический. Он предполагает установку в системе дополнительного электродвигателя. Его работа контролируется блоком управления, который фактически и запускает вентилятор, когда это необходимо. Также как и для электромагнитной муфты, режим включения и отключения определяется температурой охлаждающей жидкости, которая фиксируется термодатчиком.
Преимуществом использования электродвигателя для запуска вентилятора системы охлаждения является возможность реализации управляемого выбега вентилятора. На практике это означает, что обдув может продолжаться даже после выключения мотора автомобиля, ускоряя его охлаждение.
Неисправности вентилятора радиатора и их последствия
Главной задачей вентилятора мотора является “засасывание” охлажденного воздуха извне через радиатор в подкапотное пространства автомобиля. Фактически охлаждение осуществляет жидкостная система, а обдув лишь ускоряет этот процесс. С другой стороны, при высокой температуре окружающей среды, а также при длительных простоях автомобиля в дорожных пробках без дополнительного охлаждения двигатель может сильно перегреться. Это означает, что исправностью этого узла пренебрегать не стоит.
Вентиляторы двигателя с разным количеством лопастей
Основные неисправности вентилятора охлаждения мотора:
- Не включается. Такая неисправность может быть следствием поломки привода вентилятора (обрыв ремня, разрушение муфты, неисправность электродвигателя, окисление контактов) или неточностью работы температурного датчика.
- Постоянная работа и невозможность отключения до полной остановки автомобиля (за исключением авто с механическим приводом). Чаще всего такая поломка связана с неисправностью температурного датчика (термостата) или заклиниванием муфты.
- Несвоевременное включение. Более раннее включение обычно не является проблемой. Если же запуск происходит с опозданием, возможно, установлен термодатчик, предназначенный для эксплуатации при пониженных температурах (например, автомобиль не подходит для регионов с жарким климатом). В этом случае датчик нужно заменить.
- Обратное направление нагнетания воздуха. Происходит при неправильном подключении полюсов электродвигателя.
- Разрушение крыльчатки вследствие износа и повышенных нагрузок.
Направление движения потока воздуха при правильном подключении вентилятора охлаждения осуществляется всегда в сторону двигателя.
Профилактика состояния и очистка вентилятора радиатора охлаждения мотора от загрязнений должна выполняться не реже одного раза в год. Выполнить процедуру очистки можно без демонтажа узла при помощи обычных щеток. Если требуется замена, лучше обратиться в специализированные ремонтные сервисы, что позволит исключить ошибки при диагностике, подборе нужной конфигурации вентилятора и его подключении.
Принцип работы вентилятора радиатора и основные неисправности
Как известно, во время работы автомобильного двигателя происходит сгорание топлива. При этом образуется большое количество тепла в рамках преобразования тепловой энергии в механическую. При этом излишки тепла необходимо отводить от ДВС во внешнюю среду для предотвращения перегрева механизмов и деталей.
Сам двигатель не должен перегреваться выше оптимальных 80-90°C. Для этого задействуются специальные устройства, которые в комплексе образуют систему охлаждения. Системы охлаждения также разделяются на два типа: жидкостную и воздушную. В современных автомобилях эти два типа систем совмещены и являются гибридными.
Хотя основной принято считать жидкостную систему, отдельного внимания заслуживает и воздушное охлаждение, без которого при определенных условиях двигатель автомобиля неизбежно перегреется. Давайте рассмотрим систему воздушного охлаждения и ее неисправности более подробно.
Неисправности вентилятора системы охлаждения: признаки и способы устранения
Как уже было сказано выше, двигатель внутреннего сгорания является сложной системой, требующей бесперебойной работы системы охлаждения. Иначе произойдет перегрев силовой установки, что может привести к поломке и, следовательно, дорогостоящему ремонту.
Жидкостная система охлаждения, по которой циркулируют специальные охлаждающие жидкости (антифриз/тосол), является закрытой. В двух словах, принцип работы жидкостной системы охлаждения заключается в том, что во время работы двигателя через его рубашку (каналы в БЦ и ГБЦ) циркулирует жидкость, которая отводит лишнее тепло от нагретых деталей.
Затем горячая жидкость попадает в радиатор, охлаждается и снова возвращается в двигатель для его охлаждения. Во время прохождения радиатора нагретая ОЖ попадает в сеть тонких трубочек. Это способствует ее быстрому охлаждению. Также набегающим потоком воздуха при движении ТС излишки тепла выносятся за пределы подкапотного пространства машины.
Важно понимать, что только при взаимодействии этих двух систем происходит эффективное охлаждение двигателя. Если просто, термовыключатель вентилятора (датчик вентилятора) срабатывает и вентилятор включается. В результате создается поток воздуха и вентилятор работает до того момента, пока не будет достигнута оптимальная температура.
Он состоит, как минимум, из четырех лопастей, скрепленных вместе под специальным углом для максимального забора и подачи воздуха. Самой популярной стала крыльчатка на 8 лопастей. По конструкции привод вентилятора можно разделить на 3 типа:
- механический
- гидромеханический;
- электрический;
Сегодня первый тип практически не используется, особенно на гражданских автомобилях, хотя остается на мощных внедорожниках как наиболее надежный. Второй тип также постепенно отходит на задний план. В любом случае, при выходе устройства из строя необходима немедленная диагностика и устранение причины поломки.
Проверка вентилятора системы охлаждения
Итак, при поломке современного вентилятора, нужно учитывать, что они зачастую электрические. Как правило, проблема кроется в проводке, датчиках, предохранителях и т.д. Среди основных неисправностей вентилятора можно выделить наиболее распространённые случаи, когда вентилятор охлаждения:
- Не включается.
- Не выключаются.
- Рано включается.
- Неправильно направляет потока воздуха.
Подавая напряжение на сам вентилятор, проверяется именно его исправность. Если он будет крутиться, значит, проблема не в нем. Если же вентилятор не крутится, лучше обратиться в автосервис. Доехать до СТО можно своим ходом, придерживаясь определённых правил:
- Двигаться со скоростью, не менее 60 км/ч. Тогда функцию сломанного вентилятора выполнит набегающий воздух.
- Включить на максимум печку во время езды, чтобы лишнее тепло вывелось в салон. В салоне будет жарко, зато повышаются шансы на то, что мотор не перегреется;
- Следить за стрелкой температуры двигателя на панели. При ее приближении к красной зоне нужно остановить автомобиль, открыть капот, охладить мотор.
При проверке температурного датчика, его провода отсоединяются и замыкаются между собой. Если проблема в нем, то вентилятор заработает. В таком состоянии можно доехать до ближайшей СТО для ремонта. А если вентилятор не работает, значит его, скорее всего, нужно менять.
Если же вентилятор радиатора, наоборот, работает не останавливаясь, значит проблемы в термодатчике, замыкании проводов или в «залипании» контактов реле, когда его контакты не могут разомкнуться и напряжение для работы вентилятора продолжает подаваться.
При поломке термостата этот клапан заклинивает, антифриз нередко движется только по малому кругу (не попадая в радиатор для остывания). В результате вентилятор будет работать все время.
Определить эту проблему несложно. Если при ощупывании шлангов радиатора они будут холодными, а сам двигатель горячим, значит проблема в термостате . Добавим, что обычно заклинивание клапана термостата можно решить, постучав по его корпусу. Если это не помогает, значит устройство необходимо снимать и менять.
- Еще вентилятор может включаться раньше необходимости. Скорее всего, это поломка термодатчика, который подлежит замене. Также надо учитывать типы датчиков. Они могут быть рассчитаны на разную температуру (так называемые «летние» и «зимние» термодатчики). Они работают с учетом заданной температуры. Если используется «зимний» датчик, необходимо знать, что он запаздывает и включается немного позже.
В таком случае вентилятор включится до появления сигнала о перегреве. Получается, создается эффект преждевременного включения. Данная ситуация нарушением не является. Если же вентилятор обдувает не двигатель, а радиатор, значит он неправильно установлен. Возможно, были спутаны клеммы при подключении или допущены ошибки. Так или иначе, необходимо произвести правильное переподключение вентилятора.
Что в итоге
Рассмотрев особенности работы вентилятора радиатора, становится очевидным тот факт, что система охлаждения ДВС в комплексе и сам вентилятор охлаждения двигателя позволяют поддерживать необходимый температурный режим ДВС.
Также важно понимать, что бесперебойная работа системы охлаждения зависит от слаженной работы всех составных частей. Например, в норме вентилятор включается при повышении температуры двигателя выше 90°C для его охлаждения, а затем должен отключаться.
Однако на практике зачастую можно самостоятельно провести диагностику проблемного устройства, выявить причину поломки и, по возможности, устранить неполадки. Напоследок отметим, что большинства проблем, связанных с перегревом двигателя, можно избежать путем профилактических проверок, а также регулярной очистки клемм и контактов вентилятора охлаждения.
В системе охлаждения мотора воздух: симптомы завоздушивания, причины образования воздушной пробки. Как развоздушить систему охлаждения двигателя.
Вентилятор охлаждения двигателя включается на холодном двигателе или после включения зажигания: основные причины и способы устранения неисправности.
Устройство и принцип работы вентилятора охлаждения радиатора. Распространенные неисправности, диагностика неполадок и ремонт. Советы по эксплуатации.
Распространенные поломки системы охлаждения мотора: водяной насос, термостат, радиатор, вентилятор охлаждения и другие. Как самому определить причины.
Почему двигатель перегревается или кипит, при этом радиатор охлаждения холодный. Признаки перегрева мотора, как не допустить серьезных последствий.
Радиатор в системе охлаждения, устройство и принцип работы, терморегуляция охлаждающей жидкости. Диагностика неисправностей и самостоятельный ремонт
Источник