Принцип работы вентилятора радиатора и основные неисправности

Описание датчика включения вентилятора

Где находится датчик температуры в ВАЗ 2107 инжектор или карбюратор, в чем заключается его предназначение? Для начала рекомендуем ознакомиться с назначением и возможными неисправностями.

Место расположения и назначение

Этот контроллер является неотъемлемым элементом охладительной системы силового агрегата и фактически выполняет аналогичную термостату функцию. Когда температура мотора увеличивается до определенного значения, контроллер активирует вентилирующее устройство, что способствует охлаждению радиатора ДВС. Вентилирующее устройство используется для отгона тепла от радиатора благодаря нагнетанию воздушного потока на него. Основное предназначение датчика вентилятора является предотвращение перегрева силового агрегата.

Что касается места установки, то искать это устройство следует в моторном отсеке ВАЗ 2107. Открыв капот, вы сразу же можете увидеть радиаторный узел, в нем и установлен датчик. В зависимости от формы радиаторного устройства контроллер может располагаться снизу слева или справа.

Принцип действия

Принцип работы состоит в следующем:

1. На нижней части контроллера располагается специальная пластина, которая видоизменяется, то есть изгибается в случае увеличения температуры силового агрегата.
2. Во время изгибания пластина оказывает определенное давление на поршень. Последний начинает двигаться вперед, во время перемещения он замыкает контакты на устройстве. Речь идет как о подвижных, так и о неподвижных контактах.
3. В случае, если охлаждающая жидкость остается холодной и не нагревается, то пластина, соответственно, не будет изгибаться.

Принудительное включение вентилятора

В соответствии с техническими характеристиками системы охлаждения «Семерки», вентилятор не должен работать постоянно. Но в некоторых случаях все равно реализуется принцип его принудительного включения. Это происходит в результате поломки контроллера — датчик температуры, расположенный в подкапотном отсеке, вывел на приборку данные о перегретом силовом агрегате, при этом вентилятор не включается. Это может свидетельствовать о поломке датчика вентилятора либо о его плохом контакте с бортовой сетью автомобиля.

Решить проблему можно двумя способами:

1. При движении по ровной дороге можно попробовать ехать без остановок, это позволит обдуть потоком встречного воздуха радиатор двигателя. При этом обязательно нужно следить за температурой мотора, то есть стрелкой указателя на панели приборов. При необходимости остановиться на светофоре включайте отопитель на полную мощность.
2. Но лучше будет принудительно активировать вентилятор. Для этого из датчика необходимо вытащить два контакта, после чего замкнуть их друг с другом, но перед выполнением этих действий следует отключить аккумуляторную батарею. После замыкания подключите аккумулятор — это приведет к тому, что устройство будет работать без перерыва. После остановки автомобиля вентилятор продолжит работать и будет делать это, пока АКБ не разрядится.

Диагностика регулятора

Чтобы выполнить проверку, вам понадобится обычная вода, емкость, термометр, которые сможет работать при высоких температурах, а также обычная бытовая печь.

Диагностика выполняется с помощью мультиметра и осуществляется она следующим образом:

1. Для начала воду нужно налить в тару.
2. Опустите в жидкость часть датчика, противоположную той, на которой находятся контакты.
3. Затем щупы тестера нужно подсоединить к контактам контроллера. Сам мультиметр нужно настроить в режим замера сопротивления или прозвона.
4. Поставьте емкость на плиту и включите газ, постепенно нагревая жидкость в нем. Также в емкости должен находиться и термометр.
5. Когда температура жидкости увеличится примерно до 92 градусов, контакты на контроллере, если она рабочий, должны замкнуться. В этот момент тестер может издать характерный звук. Если этого не произошло, то устройство подлежит замене. Показания тестера необходимо сравнить с нормированными, которые указаны в сервисной книжке (видео о диагностике снял Яковлев Дмитрий)

Устройство и виды вентилятора

Несмотря на ключевое значение для системы охлаждения, данный механизм имеет довольно простое устройство. Независимо от модификаций, конструкция вентилятора будет состоять из трех элементов:

• Кожуха, который является основой механизма, и устанавливается на сам радиатор. Особенность этого элемента в том, что его конструкция заставляет работать поток воздуха только в одном направлении – не рассеиваться при контакте с теплообменником, а проходить сквозь него. Такая конструкция кожуха позволяет более эффективно охлаждать радиатор;
• Крыльчатки. Каждая лопасть немного смещена относительно оси, как и у любого вентилятора, но так, чтобы при их вращении воздух всасывался через теплообменник. Обычно этот элемент стоит из 4-х или более лопастей;
• Привода.

В зависимости от модели устройства привод может иметь разный тип. Существует три основные разновидности:

• Механическая;
• Гидромеханическая;
• Электрическая.

Рассмотрим каждую модификацию отдельно.

Механический привод

Механический привод имеет простое устройство. По сути, такой тип вентиляторов имеет постоянное подключение. В зависимости от особенностей мотора он может соединяться с коленвалом через шкив или через ремень ГРМ. Запуск мотора сразу же приводит к работе крыльчатки, выполняется постоянный обдув теплообменника и силового агрегата.

Недостаток этого типа вентиляторов заключается в том, что он охлаждает радиатор, даже когда в этом нет необходимости

Например, при прогреве холодного мотора важно, чтобы агрегат вышел на рабочую температуру, а в зимний период это происходит дольше из-за слишком холодной жидкости. Любая неисправность такого механизма может серьезно сказываться на работе силового агрегата, так как часть крутящего момента используется и на вращательный элемент вентилятора

Также подобная компоновка не позволяет увеличивать скорость вращения лопастей отдельно от работы мотора. По этим причинам такая модификация не используется в современных автомобилях.

Гидромеханический привод

Гидромеханический привод – более усовершенствованный вариант, который также работает от силового агрегата. Только в его конструкции есть несколько дополнительных элементов. В таком вентиляторе используется специальная муфта, которая имеет вязкостный или гидравлический тип срабатывания. Несмотря на различия, они имеют одинаковый принцип действия. В гидравлическом варианте вращение крыльчатки зависит от количества поступающего в него масла.

Вязкостная муфта обеспечивает запуск и остановку вентилятора за счет изменения температуры силиконового наполнителя (меняется его плотность). Так как подобные механизмы имеют сложную конструкцию, и движение лопастей зависит от рабочей жидкости, то они подобно механическому аналогу также крайне редко используются в современных машинах.

Электрический привод

Электрический привод – самый надежный и вместе с тем простой вариант, который используется во всех современных авто. В конструкции такого вентилятора имеется электродвигатель, приводящий в движение крыльчатку. Данный тип привода имеет электрический или электромагнитный принцип срабатывания. Вторая модификация чаще встречается в грузовиках. Электромагнитная муфта имеет следующее строение.

Электромагнит насажен на ступицу, которая соединяется с якорем электромотора через пластинчатую пружину, и способна вращаться. В спокойном состоянии электромагнит не работает. Но как только ОЖ достигает приблизительно 80-85 градусов, термодатчик замыкает контакты магнита. Он создает магнитное поле, благодаря чему притягивает к себе якорь электромотора. Этот элемент попадает в катушку, и активируется вращение лопастей. Но из-за сложности в конструкции такая схема не используется в легковом транспорте.

Использование электроники позволяет обеспечить несколько режимов работы устройства в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и оборотов коленвала. Особенность такого привода в том, что его включение может происходить независимо от работы ДВС. Например, пока мотор прогревается, вентилятор не работает, а когда ОЖ достигает пиковой температуры, начинает вращаться крыльчатка.

Чтобы обеспечить систему охлаждения дополнительным потоком воздуха, в последнем случае достаточно прикрутить вентилятор на соответствующее место и соединить его с бортовой проводкой автомобиля. Так как подобная модификация используется в современных транспортных средствах, дальше мы рассмотрим принцип работы именно данного типа вентиляторов.

Немного теории

Характеристика

Пояснение

Располагается датчик в радиаторе печки. Определить, что перед вами именно он, не сложно, поскольку в радиаторе это единственный элемент, к которому подключены провода. А если взять ключ на 30, то только датчик имеет соответствующий размер крепежа.

Датчики могут иметь разные температурные пределы. Но для ВАЗ 2114 включение происходит при 102-105 градусах Цельсия, а выключение — при 85-87 градусах. При выборе нового измерителя, ориентируйтесь на тот, который вышел из строя, либо приобретайте с показателя включения и выключения 102 и 87 градусов соответственно

Внутри датчика имеется специальная контактная группа. При нагреве ОЖ в радиаторе эта группа греется и расширяется. Когда расширение доходит до определенного предела, происходит замыкание контактов, они передают сигнал на проводку и вентилятор включается

Как определить, что ДВВ нуждается в замене?

Принято считать, что конструкция термодатчиков надежна из-за своей простоты. Но это не совсем так. Сбои могут быть вызваны нарушением градуировки, которая приводит к изменениям сопротивления и вызывает сбои в работе электронного блока.

Когда для регулировки запуска используется один датчик, то явным указанием на его неисправность является прекращение работы вентилятора.

Современные автомобили способны вывести информацию о неисправности на дисплей бортового компьютера. Однако, эти показатели не всегда означают, что пора осуществлять замену чувствительного элемента. Возможно, была повреждена проводка или окислились детали.

Эксплуатация поврежденного термодатчика в скором времени скажется на функционировании многих устройств: повысится расход топлива, повысится частота оборотов при холостом ходе, возникнет детонация. Вероятно, машина станет намного хуже заводиться после прогрева, может перегреться силовая установка.

Иногда, водители стремятся сэкономить и ее торопятся заменять запчасти. Такие действия могут привести к еще большим затратам, так как сбой одной из деталей неизбежно ведет к ухудшению состояния многих других. Лучше купить новую запчасть современно, чем потом, второпях решать еще более сложные проблемы.

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.

Проверка работоспособности датчика

Проверку работоспособности устройства следует начинать с контроля температуры срабатывания. Для этого потребуется термометр и мультиметр. Все действия можно выполнять самостоятельно, не прибегая к визиту в сервисный центр. Если мультиметр оборудован термопарой, то необходимость в термометре отпадает. Для проверки датчика следует придерживаться нижеприведенной инструкции:

1. Перевести мультиметр в режим измерения сопротивления. Для удобства можно выбрать режим прозвонки;
2. Погрузить резьбовую часть датчика в воду;
3. Начать постепенно нагревать воду. Контролировать температуру можно при помощи термометра, либо временно переключая мультиметр в режим работы с термопарой;
4. Дождаться срабатывания устройства;

Устройство системы охлаждения и принцип включения вентилятора

Индикатор температуры двигателя

Прежде чем приступить непосредственно к рассмотрению температуры, при которой включается вентилятор охлаждения, стоит понять сам принцип работы. Так, циркулирует по системе и выводит тепло с двигателя в радиатор. Этот элемент, в свою очередь, проводит естественное охлаждение жидкости встречным потоком воздуха.

Прежде чем рассмотреть все факторы и температуру включения вентилятора стоит понимать устройство системы охлаждения и циркуляцию охлаждающей жидкости:

Устройство двигателя

1 – элемент в виде пробки для бака расширения; 2 – ; 3 – шланг отвода жидкости из патрубка; 4 – шланг проходящий между радиатором и бачком расширительным; 5 – шланг отводящий от радиатора; 6 – бачок с лева от радиатора; 7 – трубка алюминиевая; 8 – системы заглушки; 9 – бачок с права от радиатора; 10 – пробка для слива; 11 – середина радиатора; 12 – кожух для электрического вентилятора; 13 – пластиковые крылья электрического вентилятора; 14 – электрический двигатель; 15 – насосный шкив зубчатый; 16 – крыльчатка насоса; 17 – ремень привода вала распределительного; 18 – блок для двигателя; 19 – насосная труба; 20 – шланг для радиатора с подводящей функцией; 21 – шланг радиатора отопителя с функцией отвода; 22 – шланг подводящий охлаждающую жидкость к дроссельному патрубку; 23 – выпускной патрубок; 24 – шланг для заправки; 25 – шланг радиатора отопителя с функцией подвода; 26 – термостат; 27 – ; 28 – датчик указателя уровня охлаждающей жидкости.

Какой должна быть температура двигателя?

Согласно автомобильной международной конвенции от 1.12.1992 года, где собралось 92 представителя автоиндустрии, было решено установить единый стандарт для температуры двигателя в рабочем состоянии.

Схема включения вентилятора охлаждения

Но, учитывая регион эксплуатации и температуру окружающей среды, данная температура имеет свойства подниматься. Именно для этого автопроизводители придумали вентилятор системы охлаждения, который проводит дополнительное охлаждение жидкости в системе. Он приводится в работу при помощи датчика температуры, который определяет её в двигателе и расположен непосредственно на силовом агрегате.

Когда включается вентилятор на ВАЗ-2114

Таким образом, для нормального функционирования двигателя температура системы не должна подниматься выше 105 градусов. Именно такой показатель является отправной точкой включения вентилятора системы охлаждения. Эти данные забиваются в электронный блок управления, который как раз и регулируют работу вентилятора.

Схема включения вентилятора выглядит примерно так: температура двигателя достигает 105 градусов Цельсия, затем датчик отдает сигнал на ЭБУ, который включает вентилятор и останавливает его, когда температура в системе стала 93-99

градусов Цельсия.

Датчик температуры охлаждения

В летнее и зимнее время, как показывает практика, вентилятор включается при разной температуре и на разный срок. Летом принудительное охлаждение будет включаться чаще, поскольку радиатор охлаждается горячим потоком воздуха. В зимнее время, или работа его ограничена малым сроком, поскольку природного охлаждения вполне достаточно. Поэтому происходят в тёплое время года.

Как выбрать вентилятор системы охлаждения

Вентилятор охлаждения двигателя – это устройство, которое обдувает радиатор, а также нагретый мотор двигателя воздухом из атмосферы. Как вам наверняка известно, автомобильное охлаждение делится на 2 типа: жидкостное и воздушное. За последнее как раз отвечает вентилятор. По сути, во всей системе охлаждения является гибридным. Однако в большинстве случаев вентилятор не активен. Его активная работа начинается только в случае сильного нагрева ДВС. Разберемся же с тем, как работает вентилятор, как выбрать его в случае нужды и какие вещи могут указать водителю на скорую поломку устройства.

Системы с регулируемой величиной воздушного потока

Оптимальное решение. Системы охлаждения с регулируемой величиной воздушного потока позволяют обеспечивать высокую максимальную рабочую температуру без чрезмерных паразитных затрат мощности. Два наиболее распространенных способа регулировки величины воздушного потока – изменение частоты вращения или угла поворота лопастей вентилятора. Следует заметить, что уменьшение частоты вращения вентилятора выгодно не только с точки зрения экономии мощности, но и для снижения шума работы.

Вентиляторы охлаждения с поворачивающимися лопастями (изменяемым шагом) позволяют регулировать воздушный поток. Использование таких вентиляторов дает возможность разработчикам систем охлаждения обеспечить требования при экстремально высоких температурах окружающего воздуха и в то же время свести к минимуму потребление мощности на привод.

На рис. 5 представлена зависимость величины воздушного потока, проходящего через радиатор, от статического давления: при увеличении статического давления воздушный поток уменьшается. Чем больше воздуха будет проходить через радиатор, тем большее давление потребуется создать. На графике видно, как изменяется величина воздушного потока при изменении угла поворота лопастей (кривые сдвигаются на графике).

Испытания показали, что даже при относительно теплой погоде (+27 °С) использование вентилятора с поворачивающимися лопастями позволило снизить потребляемую мощность до 50%.

Типы приводов вентилятора

Вентилятор состоит из нескольких частей, включая привод.

Место вентилятора в системе охлаждения.

Выделяют три вида:

1. Механический.
2. Гидромеханический.
3. Электрический.

Механический привод

Механический вариант привода считают затратным для мощности из-за того, что сила для функционирования отбирается от вала коленчатого характера с помощью ремня. Такой тип подключения считают устаревшим и используют на старых моделях авто или на спецтранспорте.

Гидромеханический привод

Привод гидромеханического характера также считают неэффективным для большинства современных автомобилей. Наибольшее применение он получил среди внедорожников и мощных автомобилей. Принцип работы основан на вязкостной муфте, которая соединена приводом с коленвалом.

Электропривод

Электропривод наиболее распространенный вариант для вентилятора охлаждения. Его устанавливают почти на все современные автомобили. Отличием считают сложность системы и наличием большого количества элементов.

При наличии электропривода его подключают к электронной системе автомобиля и оборудуют специальными датчиками.

Единственными минусами будет необходимость регулярной проверки настроек и эффективная работа блока управления.

Важным моментом считают тандемную работу электродвигателя и системы управления. Электрический привод в вентиляторах является наиболее перспективным для автомобилей легкового типа.

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.