Биографии 

Автоматический регулятор оборотов электродвигателя охлаждения автомобиля. Реле плавного старта вентилятора охлаждения автомобиля. Диагностика неисправностей вентилятора охлаждения

Почему быстрый старт вентилятора охлаждения неприемлем для автомобиля? Тут несколько ответов:

1. На бортовую сеть идет большая нагрузка (это проводка, аккумулятор, генератор);
2. Помимо предыдущего идет и большая физическая нагрузка на крепления вентилятора и его подшипник;
3. Приходится использовать необоснованно большой предохранитель, так как пусковой ток может составлять до 30А.

Теперь определимся с задачами, которые мы поставим перед собой:

1. Главная наша задача – создать, так сказать, соф-старт.
2. Для этого использовать только штатную проводку.
3. Ограничится уже имеющимися кнопками.
4. Изначально автомобиль не обладал реле включения вентилятора, поэтому исправим это.

Как устроено представленное устройство? На самом деле, это ШИМ генератор импульсов, который запускается и начинает генерацию импульсов постоянной частоты на третий выход с изменяющейся по времени шириной следования импульса.

Время ширины задается емкостью конденсатора С3. Эти импульсы следуют до драйвера полевого транзистора, под управлением которого находится мощность нагрузки выхода устройства. Диод, который установлен на выходе, служит для того, чтобы погасить обратные неприемлемые выбросы электродвигателя.

Для диода была использована диодная сборка Шотки с общим катодом. Полевик использован Р-канальный, по причине того, что он должен регулировать положительное напряжение. Если бы использовался N-канальный, то потребовалась бы переработка всей проводки, которая связана с охлаждением двигателя, а в наши задачи это не входит.

В представленном устройстве часть элементов выполнена навесными, а другая – прикреплена на печатную плату.

Рисовка карты производилась в ЛУТе, а травка – хлорным железом.

Сначала нужно достать реле, разобрать его и извлечь все внутренности, оставив только клеммы.



Отрезав все ненужное, приступим к навесному монтажу.

Навесной у нас будет вся правая часть схемы, то есть все, что выходит с 3 ножки NE555. Если паять это все на плате, то размеров платы вообще не хватит.


Можно приступать и к самой плате. У меня самого вышла такая ситуация, что пришлось немного обрезать плату, чтобы транзистор и диоды корректно располагались за пределами платы. В конце статьи плата показана полной, так как ее модификацию под нужные размеры я оставил на потом.


Следующий шаг – впаиваем обрезанную плату в реле.



Напоследок осталось впаять перемычки и прикрепить радиатор.




Вот и все. Устройство уже готово. Теперь его нужно покрыть лаком или попробовать залить канифолью. Собранное устройство не требует никаких настроек и оно подойдет к любому электродвигателю, так как ее максимальный ток составляет 74А. Использованный контролер IRF4905 дешевый, его легко найти в любом магазине электротоваров.

Вот вам вид готового к работе устройства.

При протекании больших токов в цепях, выделяется энергия в виде тепла. Примером таких цепей могут служить блоки питания, усилители низких/высоких частот, ШИМ-контроллеры, выпрямительные диоды. Для отвода тепла используют металлические радиаторы разных форм и размеров, соответственно площадей. Не редко возникает проблема отвода тепла от самого радиатора, в случаях когда радиатор не совсем хорошо справляется с поставленной задачей. Для устранения этой проблемы, часто используют «кулеры» (вентиляторы), устанавливаемые на радиатор.

Также возникла проблема устранения шума, производимого вентилятором при слабых нагрузках. При слабых нагрузках радиатор холодный и хорошо справляется со своей задачей, при сильных нагрузках - горячий. В обоих случаях вентилятор вращается с одинаковыми оборотами, производя шум, даже когда охлаждение радиатора особо не нужно. Для устранения данной проблемы, была отыскана самая простая аналоговая схема регулировки (изменения напряжения, при изменении темепературы) оборотов вентилятора. Данная схема не критична к заменам транзисторов на другие, тех же проводимостей (NPN,PNP).

Схема

Изначально в схеме, в качестве датчика температуры использовался транзистор КТ315. После нескольких опытов, были следующие замечания по поводу использования этих КТ315:

Плюсы : Наличие. КТ315 навалом, они дешевые и очень распространенные. Размеры - размер КТ315 позволяет поместить его между ребер некоторых радиаторов.

Минусы : Температура. Так как у КТ315 корпус не из металла, теплопроводность малая, следственно и регулировка оборотов будет не чувствительная. Отсутствие крепления (отверстия для болта крепления к радиатору).

Из-за низкой чувствительности к изменениям температуры, пришлось заменить КТ315 на КТ940 (коих также навалом) в корпусе ТО126, с отверстием для болта и металлическим основанием. Транзистор прикручивается к радиатору/источнику тепла с использованием теплопроводной пасты.

В качестве второго транзистора, управляющего нагрузкой, подбирается любой подходящий по параметрам нагрузки и проводимостью (PNP). Печатная плата регулятора не создавалась потому, что его можно собрать навесным монтажом.

Настройка

Настройка регулятора производится следующим образом: при помощи подстроечного резистора выставляется нижний предел напряжения на нагрузке, позволяющий вентилятору работать на малых оборотах или вовсе не вращаться. Я остановился на втором варианте, подключив параллельно нагрузке вольтметр, выставил напряжение около 2,5 (В).

Видео работы устройства

Данная схема исправно работает в моем блоке питания. При существенном нагреве радиатора - вентилятор постепенно, в зависимости от температуры датчика (КТ940), изменяет свои обороты. Таким образом, можно избавиться постоянной работы вентилятора, снизить шумы и потребление энергии вентилятором. Холодные радиаторы всем! С Вами был BFG5000 .

Обсудить статью АКТИВНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ РАДИАТОРОВ

Вентилятор системы охлаждения двигателя представляет собой специальное устройство, которое обеспечивает обдув радиатора и разогретого мотора автомобиля посредством постоянного и равномерного отвода в атмосферу излишнего тепла.

Вентилятор охлаждения двигателя – разновидности устройства

Конструкция данного механизма, который нередко называют вентилятором радиатора, достаточно проста. В ней предусмотрено наличие одного шкива, на котором размещаются четыре и больше лопасти. По отношению к плоскости вращения они монтируются под определенным углом, за счет чего интенсивность нагнетания воздуха повышается (ниже мы расскажем, куда именно дует вентилятор).

Также в конструкции имеется привод. Он может быть: гидромеханическим; механическим; электрическим. Привод гидромеханического типа – это гидравлическая либо специальная вязкостная муфта. Последняя получает требуемое движение от коленвала. Такая муфта частично или полностью блокируется при повышении температуры заполняющего ее силиконового состава.

Само повышение температуры обуславливается увеличением нагрузки на мотор транспортного средства, которая возникает при увеличении количества оборотов коленвала. Вентилятор включается в тот момент, когда происходит блокировка муфты. А вот блок гидравлической муфты включается при изменении в ней объема масла. В этом заключается ее принципиальное отличие от вязкостного приспособления.

Под механическим понимают привод, выполняемый ременной передачей от . На современных автомобилях он практически не используется, так как для вращения вентилятора затрачивается значительная мощность ДВС (мотор отдает слишком много своих сил). А вот электропривод, наоборот, применяется очень часто. В его составе два основных компонента – система управления и электродвигатель вентилятора системы охлаждения двигателя.

Система управления отслеживает температуру, которую имеет мотор автомобиля, и обеспечивает функционирование механизма охлаждения. Электромотор привода подключен к бортовому компьютеру. Схема управления стандартного электрического привода состоит из:

  • ЭБУ ();
  • температурного датчика, который следит за температурой охлаждающего состава;
  • расходомера воздуха;
  • реле (по сути, регулятор), по команде коего включается и выключается вентилятор;
  • датчика для отсчета оборотов коленвала.

Исполнительным механизмом при этом является именно электрический мотор, обеспечивающий привод. Принцип работы озвученной схемы достаточно прост: датчики передают сообщения в ЭБУ; электронный блок, куда попадают сигналы, производит их обработку; после анализа сообщений ЭБУ запускает регулятор (реле) вентилятора.

Многие авто последних лет выпуска в своей конструкции имеют не регулятор, по командам которого включается и выключается вентилятор, а отдельный блок управления. Его использование дает гарантию на более экономичное и по-настоящему эффективное функционирование всей охлаждающей системы (блок всегда знает, куда дует вентилятор, под каким углом он расположен, когда требуется отключить устройство и так далее).

Диагностика неисправностей вентилятора охлаждения

Ни самый инновационный электрический мотор, имеющий большую мощность, ни сверхнадежный блок или регулятор управления не в состоянии на все сто процентов защитить охлаждающую систему от поломок. Учитывая то, что вышедший из строя вентилятор охлаждения, который дует не туда, куда надо, или вовсе не вращается, способен стать виновником перегрева двигателя, следить за его нормальным функционированием требуется постоянно.

Вовремя сделанный ремонт компонентов системы убережет ваш автомобиль от многих неприятностей, но здесь важно правильно установить причину поломки вентилятора. Другими словами, сначала нужно найти проблему, по которой, например, не работает регулятор оборотов коленвала либо блок управления, либо электрический мотор. Диагностику неисправностей вентилятора может провести любой водитель, ориентируясь на далее приведенные рекомендации.

Проверку следует начинать с демонтажа разъема (штекерного) температурного датчика и его обследования. В тех случаях, когда датчик является одинарным, нужно взять небольшой кусок обычной проволоки и замкнуть в штекере клеммы. При исправном вентиляторе блок управления или реле должны дать команду на его включение при замыкании. Если интересующее нас устройство не включается при такой проверке, это значит, что требуется его ремонт либо замена.

При наличии двойного термодатчика принцип проверки немного изменяется, и выполняется в два этапа:

  1. Замыкают красный и красно-белый проводок. При этом должно фиксироваться медленное вращение вентилятора.
  2. Замыкают проводки красного и черного цвета. Теперь вращение должно значительно ускориться.

Если вращения не наблюдается, вентилятор придется демонтировать и установить на его место новое устройство. Если постоянно работает вентилятор охлаждения радиатора (дует без перерывов), есть вероятность того, что из строя вышел датчик его включения. Проверить такое подозрение несложно. Необходимо включить зажигание, а затем удалить наконечник провода с датчика.

Если выключения устройства после этого не произошло, можно смело покупать новый регулятор (датчик) отключения устройства. Ситуации, когда постоянно работает вентилятор охлаждения радиатора, встречаются не редко, и теперь вы знаете, как решить такую проблему. Также имеет смысл выполнить проверку предохранителя в тех случаях, когда вы сомневаетесь в работоспособности описываемого в статье механизма. Делается это так:

  • от плюсовой клеммы аккумуляторной батареи подают на красно-черный или красно-белый проводок в разъеме вентилятора питание;
  • от минусовой клеммы подают заряд на проводок коричневого цвета.

Если регулятор либо блок не отреагировал (устройство не включилось), проверьте провод температурного датчика (все имеющиеся на нем разъемы и штекера). Возможно, понадобится простой ремонт кабеля (например, его изолирование, замена штекера). Если дело не в проводе, значит, придется приобретать новый вентилятор, так как ваш сломался.

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.

Куда дует вентилятор охлаждения?

В этой статье мы не можем обойти вниманием вопрос о том, куда дует интересующий нас механизм. Именно его задают экспертам и коллегам-автолюбителям пользователи на десятках и сотнях форумах, посвященных обслуживанию транспортных средств. На самом деле ответ на него очень прост.

Само назначение охлаждающего устройства и принцип его работы, описанный выше, говорит нам о том, что дует он исключительно на двигатель, засасывая холодный воздух через радиатор.

Если в вашем автомобиле поток воздуха направлен не на мотор, а на радиатор, это означает только то, что вентилятор неправильно подключили после технического обслуживания либо выполнения ремонтных работ. Вероятнее всего, просто-напросто спутали клеммы. Следует установить их правильно, и больше никогда не задаваться вопросом, куда вентилятор должен направлять поток охлажденного воздуха.

В данной схеме управление вентилятором или кулером системы охлаждения происходит по сигналу термистора в течении заданного периода времени. Схема простая, собрана всего на трех транзисторах.

Эта система управления может быть использована в самых разных областях жизни, где необходимо охлаждение посредством вентилятора, например, охлаждения материнской платы ПК, в усилителях звука, в мощных блоках питания и в иных устройствах, которые в ходе своей работы могут перегреваться. Система представляет собой сочетание двух устройств: таймера и термореле.

Описание работы схемы управления вентилятором

Когда температура низкая, сопротивление термистора высокое и, следовательно, первый транзистор закрыт, потому что на его базе напряжение ниже 0,6 вольт. В это время конденсатор на 100 мкФ разряжен. Второй PNP-транзистор так же закрыт, поскольку напряжение на базе равно напряжению на его эмиттере. И третий транзистор так же заперт.

При повышении температуры, сопротивление термистора уменьшается. Таким образом, напряжение на базе первого транзистора увеличивается. Когда это напряжение превысит 0,6 В, первый транзистор начинает пропускать ток заряжая конденсатор 100 мкФ и подает отрицательный потенциал на базу второго транзистора, который открывается и включает третий транзистор, который в свою очередь активирует реле.

После того, как вентилятор включается, температура уменьшается, но конденсатор 100 мкФ разряжается постепенно, сохраняя работу вентилятора в течение некоторого времени после того, как температура приходит в норму.

Подстроичный резистор (показан на схеме как 10 ком) должен иметь значение сопротивления около 10% от сопротивления термистора при 25 градусах. Термистор применен марки EPCOS NTC B57164K104J на 100 кОм. Таким образом, сопротивление подстрочного резистора (10%) получается 10 кОм. Если вы не можете найти эту модель можно использовать другой. Например, при использовании термистора 470 кОм сопротивление подстроичного составит 47 кОм.

Схема подключения вентилятора с питанием от 12 вольт.

Схема подключения вентилятора с питанием от 220 вольт

В печатной плате можно увидеть два подстроичных резистора. Первый на 10 кОм для регулирования порога срабатывания вентилятора, второй на 1 мОм позволяет регулировать время работы после нормализации температуры. Если вам нужен больший интервал времени, то конденсатор на 100 мкФ можно увеличить до 470 мкФ. Диод 1N4005 используется для защиты транзистора от индуктивных выбросов в реле.