Aklaypart.ru

Авто Журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что дает вентилятор на двигателе

Назначение и особенности конструкции вентиляторов

Вентилятор служит для увеличения потока воздуха через сердцевину радиатора. Как правило, он устанавливается непосредственно за радиатором по ходу движения автомобиля. Такое размещение исключает попадание в вентилятор крупных частиц и предметов, задерживаемых сотами радиатора.
Для увеличения эффективности работы вентилятора его размещают в направляющем кожухе – диффузоре.

Для работы вентилятора расходуется значительная доля мощности, развиваемой двигателем – до 5 % (для сравнения – жидкостный насос отнимает у двигателя до 1 % мощности).
Тем не менее, без этого элемента системы охлаждения не обойтись – отказавшись от вентилятора, конструкторам пришлось бы существенно увеличить теплообменную площадь радиатора. А это повлекло бы за собой увеличение габаритов радиатора, его материалоемкость, дополнительный объем охлаждающей жидкости в системе и, как следствие — повышение производительности жидкостного насоса и расходуемой им мощности двигателя.
Как видите, благодаря применению вентилятора можно избавиться от многих проблем технического и экономического характера.

Наибольшее распространение получили осевые вентиляторы (направляющие воздух вдоль оси своего вращения) с числом лопастей от четырех до восьми. Лопасти вентилятора изготавливают литьем, выполняя их совместно со ступицей, или штамповкой, соединяя их со ступицей при помощи клепаного соединения.
Литые лопасти изготавливают из синтетических материалов (пластмасс), а штампованные – из стали или алюминиевых сплавов. Литые вентиляторы имеют более высокий КПД по сравнению со штампованными, но последние проще в изготовлении.

Повысить производительность осевого вентилятора можно несколькими способами – увеличением длины и количества лопастей, а также повышением частоты вращения. Увеличение длины лопастей неизбежно приводит к увеличению динамических нагрузок, особенно при высокой или переменной частоте вращения вентилятора.
Динамическими перегрузками ограничивается и максимальная частота вращения вентилятора.
Увеличение количества лопастей приводит к повышению уровня шума, вызываемого работой вентилятора.
По этим причинам конструкторам, при проектировании, приходится решать ряд комплексных взаимосвязанных задач по определению оптимальных параметров вентиляторов и их приводов.

Некоторые конструкции систем охлаждения двигателей включают два вентилятора, которые устанавливаются за радиатором рядом. Такая конструкция позволяет снизить высоту или ширину радиатора, а также более гибко использовать возможности автоматических приводов, включая вентиляторы раздельно, совместно, или выключая их.

Для снижения уровня шума при работе вентилятора их лопасти размещают вокруг ступицы неравномерно, с переменным шагом. Подобное конструктивное решение требует тщательной балансировки вентилятора при помощи специальных грузиков и перераспределения масс.

Типы приводов вентиляторов

Существуют следующие приводы вентиляторов:

  • клиноременные (наиболее распространенные);
  • зубчатые (от зубчатого колеса ГРМ);
  • фрикционные;
  • электрические;
  • электромагнитные;
  • гидравлические.

Электрический привод устроен относительно просто, и включает в себя электродвигатель, который включается и выключается автоматически в зависимости от температуры охлаждающей жидкости в радиаторе, контролируемой термодатчиком. Непосредственно на валу электродвигателя размещают вентилятор.
При использовании резисторного температурного датчика (изменяющего напряжение и ток в зависимости от температуры двигателя) появляется возможность изменения интенсивности потока воздуха, создаваемого вентилятором. Однако такие конструкции широкого применения не нашли, поскольку вентилятор при этом почти постоянно работает, создавая ненужный шум.

Электромагнитный привод имеет электромагнитную муфту ( рис. 2 ), совмещенную с жидкостным насосом. Она состоит из электромагнита 6, установленного вместе со шкивом 1 на ступице 5 насоса и ступицы 3 вентилятора, соединенной пластинчатой пружиной с якорем, свободно вращающимся вместе со ступицей на двух шарикоподшипниках.

Катушка электромагнита соединена с тепловым реле, датчик которого расположен в верхнем бачке радиатора. При температуре охлаждающей жидкости в верхнем бачке радиатора 85…90 ˚С тепловое реле подает ток в катушку электромагнита. Якорь притягивается к электромагниту, и ступица вместе с лопастями вентилятора начинает вращаться.
Когда температура снизится до 80 ˚С, контакты реле разомкнутся и вентилятор отключится.

Гидравлический привод реализуется посредством гидромуфты, которая передает крутящий момент от коленчатого вала к вентилятору и гасит инерционные нагрузки, возникающие при резком изменении частоты вращения коленчатого вала.

На рис. 3 изображена конструкция гидропривода вентилятора двигателя КамАЗ-740.
Передняя крышка 1 и корпус 2 подшипника соединены винтами и образуют полость, в которой установлена гидромуфта.
Ведущий вал 6 в сборе с кожухом 3, ведущее колесо 10, вал 12 шкива и шкив 11 соединены между собой болтами и составляют ведущую часть гидромуфты, которая вращается в шарикоподшипниках 8 и 19.
Ведущая часть гидромуфты приводится во вращение от коленчатого вала через шлицевой валик 7.
Ведомое колесо 9 в сборе с валом 16, на котором закреплена ступица 15 вентилятора, составляет ведомую часть гидромуфты, вращающуюся в шарикоподшипниках 4 и 13.
Гидромуфта уплотнена резиновыми манжетами 17 и 20.

На внутренних тороидальных поверхностях ведущего и ведомого колес отлиты радиальные лопатки. Межлопаточное пространство колес образует рабочую полость гидромуфты.

Передача крутящего момента с ведущего колеса 10 на ведомое колесо 9 происходит при заполнении рабочей полости маслом. Частота вращения ведомого колеса гидромуфты зависит от частоты вращения ведущего колеса и от количества масла, поступающего в рабочую полость гидромуфты.

Читать еще:  Чем лучше промывать бензиновый двигатель

Масло поступает через выключатель ( рис. 4 ), который управляет работой гидромуфты вентилятора. Выключатель имеет три фиксированных положения, обеспечивающих различные режимы работы вентилятора.

Положение «В» ( рис. 4,а ) – автоматический режим, при котором поддерживается температура 80…95 ˚С.
При повышении температуры охлаждающей жидкости, омывающей термосиловой датчик 15, активная масса, находящаяся в баллончике датчика, начинает плавиться и увеличивается в объеме, при этом шток датчика и золотник 5 перемещаются.
Золотник при температуре 85…90 ˚С открывает масляный канал в корпусе 2 выключателя. Масло из главной магистрали смазочной системы двигателя по каналам в корпусе выключателя, блока и его передней крышке, трубке 5 ( рис. 3 ) и каналам в ведущем валу поступает в рабочую полость гидромуфты. При этом находящееся в гидромуфте масло через отверстие в кожухе 3 сливается в картер двигателя.

Положение «О» ( рис. 4 ) – вентилятор отключен. Масло в гидромуфту не подается при любой температуре. Вентилятор может вращаться с небольшой частотой, увлекаемый трением в подшипниках и набегающим встречным потоком воздуха при движении автомобиля. Этот режим может применяться при эксплуатации автомобиля в период низких температур, когда двигатель не прогревается до оптимального режима работы.
Особенно актуальна возможность принудительного отключения вентиляторов при низких температурах окружающей среды для дизельных двигателей, которые обычно нагреваются медленнее, чем бензиновые двигатели.

Положение «П» — вентилятор включен постоянно. В гидромуфту постоянно подается масло независимо от температуры двигателя. Такой режим работы гидромуфты используется при работе двигателя в жаркую погоду, когда необходимо его эффективное охлаждение.

Некоторой разновидностью гидравлического привода вентиляторов системы охлаждения является вязкостная муфта , принцип работы которой основан на снижении вязкости некоторых жидкостей при нагревании и повышении вязкости при охлаждении.
Вязкостные муфты в автоматическом режиме включают или выключают вентилятор в зависимости от температуры двигателя и изменении вязкости жидкости в рабочем объеме муфты. Кроме того, при использовании таких муфт вентилятор может работать с разной эффективностью, опять же, в зависимости от вязкости рабочей жидкости.

Преимущества и недостатки автоматических приводов вентилятора

Как показывает практика, во время работы автомобильного двигателя применение вентилятора для повышения эффективности системы охлаждения требуется далеко не всегда. Он необходим лишь при жаркой погоде и движении в напряженном режиме нагрузок, например, движении в городском потоке машин, на длительных подъемах, при полностью загруженном автомобиле и т. п.
В других условиях вентилятор выгоднее отключить, поскольку он не только отнимает полезную мощность у двигателя, но и создает шум.

Гидравлический, электрический и электромагнитный приводы вентилятора, в отличие от механического (ременного или зубчатого) привода, обеспечивают более выгодный температурный режим двигателя. Их применение позволяет избежать охлаждения непрогретого двигателя вентилятором, а также уменьшить потери мощности из-за рационального использования вентилятора, благодаря чему снижается расход топлива.
Кроме того, использование автоматических приводов делает управление автомобилем более комфортным, поскольку отпадает необходимость в применении жалюзи для регулировки воздушного потока через радиатор.

Использование автоматического привода вентилятора позволяет добиться снижения уровня шума при движении в оптимальном режиме, что особенно актуально для легковых автомобилей.

Еще одно немаловажное достоинство электрического, электромагнитного и гидравлического привода вентилятора – исключение значительных динамических нагрузок на лопасти, имеющее место при использовании прямых механических приводов от коленчатого вала в периоды резкого изменения частоты вращения.

Тем не менее, автоматика не лишена и некоторых недостатков, из которых наиболее существенным является усложнение конструкции привода вентилятора, что приводит к увеличению его стоимости и снижению надежности.

Применение температурных датчиков и клапанов не всегда позволяет включать и отключать вентилятор точно при достижении заданной температуры в связи с некоторой погрешностью их работы, однако этот недостаток в большинстве конструкций автомобильных двигателей существенным не является.

Кроме того, электрический привод управления вентилятором имеет еще один недостаток – включение электродвигателя привода вентилятора при помощи управляющего датчика возможно даже при заглушенном двигателе, если температура охлаждающей жидкости не снизилась до оптимальной величины.
Это, в свою очередь, требует от водителя внимательности при техническом обслуживании двигателя – осуществлять ремонт и регулировки вблизи вентилятора можно лишь убедившись в том, что двигатель остыл. Электромагнитный и гидравлический приводы этого недостатка не имеют.

Применение гидравлического привода вентилятора влечет за собой некоторое увеличение объема смазочной системы двигателя за счет использования масла для работы гидромуфты.

Тем не менее, преимущества автоматических приводов вентиляторов значительно перекрывают их недостатки, и в настоящее время они практически полностью вытеснили механические приводы, особенно в конструкциях систем охлаждения двигателей легковых автомобилей.

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:

Читать еще:  Chery m11 какой двигатель

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.

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:

  1. Не включается.
  2. Не выключаются.
  3. Рано включается.
  4. 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.

Читать еще:  M271 сколько масла в двигателе

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.

Демонтаж, обслуживание и ремонт вентилятора охлаждения своими руками

Достойный уровень охлаждения радиатора и двигателя машины достигается только в том случае, когда вентилятор периодически проверяют на наличие разных мелких поломок и загрязнений. Совсем несложно регулярно выполнять такую проверку и при помощи щетки очищать устройство от грязи и пыли.

Принцип демонтажа вентилятора прост: от АКБ откидывают провод массы; отключают все без исключения провода, которые подходят к рассматриваемому узлу; откручивают болты крепления устройства. Теперь можно слегка сдвинуть кожух вентилятора и посмотреть на его состояние. Подобный осмотр позволяет выявить немало поломок и выполнить:

  • Зачистку и замену проводов: их некачественный контакт зачастую и является причиной неадекватной работы вентилятора.
  • Ремонт щеток (а точнее их замену): данный элемент системы чаще других выходит из строя, так как щетки очень быстро изнашиваются, собирая всю грязь с дороги.
  • Устранение замыкания либо обрыва обмоток ротора: иногда они находятся в рабочем состоянии, но плохо функционируют из-за скопившихся на них загрязнений. Решить данную проблему и вовсе не сложно – достаточно смочить в растворители ветошь и скрупулезно очистить обмотки (при необходимости допускается использовать и специальные щетки для чистки).

Иногда требуется менять электрический мотор (например, когда вентилятор не запускается при хорошо прогретом двигателе). Ремонт этой важной части устройства охлаждения, к сожалению, не выполняется.

Вентиляторы с термовыключателем

Подобные механизмы устанавливались на автомобили до изобретения электронного блока. Например, вентилятор охлаждения ВАЗ также снабжается термовыключателем. Это устройство отвечает за включение/отключение электродвигателя системы. Принцип действия вентиляторов охлаждения данного типа состоит в следующем: сигнал подается с температурного датчика, который установлен в корпусе блока цилиндров на специальную шкалу, размещенную в салоне автомобиля. Этот показатель и реагирование термовыключателя на изменения температуры жидкости в радиаторе влияют на процедуру включения и выключении движка. Если температура охладителя будет увеличена до максимума, внутри термовыключателя будут замкнуты контакты, подключенные к цепи питания системы. Затем будет подан ток на электродвигатель, который приведет крыльчатку вентилятора в режим вращения. Контакты будут размыкаться в случае понижения температуры до предельного минимума, что гарантирует выключение прибора.

Проблемы, неисправности и ремонт

Включение вентилятора уже можно считать аварийным режимом, поскольку регулирует температуру не он, а термостат. Поэтому систему принудительного обдува делают очень надёжно, и она редко отказывает. Но если вентилятор не включился, и мотор закипел, то следует проверить наиболее подверженные отказам детали:

  • в ременной передаче возможно ослабление и пробуксовка ремня, а также его полный обрыв, всё это легко определить визуально;
  • методика проверки вискомуфты не так проста, но если на горячем моторе она сильно пробуксовывает, то это сигнал к замене;
  • электромагнитные приводы, как муфта, так и электромотор, проверяются замыканием датчика, или на инжекторном моторе снятием разъёма с датчика температуры системы управления двигателем, вентилятор должен начать вращение.

Неисправный вентилятор способен погубить двигатель, ведь перегрев чреват капитальным ремонтом. Поэтому ездить с такими дефектами нельзя даже зимой. Отказавшие детали следует немедленно заменять, причём использовать только запчасти от надёжного изготовителя. Цена вопроса – двигатель, если его поведёт от температуры, то и ремонт может не помочь. На этом фоне стоимость датчика или электромотора просто ничтожна.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector