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.
Принцип работы вентилятора радиатора
Прежде чем рассматривать этот вопрос, затронем в целом, что собой представляет водяная система охлаждения ДВС, показанная ниже на рисунке. Он позволит нам вспомнить принцип ее работы.
В тех случаях, когда через рубашку мотора проходит холодная жидкость, то она забирает излишки тепла, при этом двигатель охлаждается, а вода нагревается. Затем она проходит через радиатор, где отдает полученное тепло в атмосферу, и опять поступает в мотор.
Конструкция радиатора представляет собой набор тонких трубочек, которые создают большую охлаждающую поверхность. Набегающий поток воздуха, проходя через нее, уносит излишки тепла, которые хранятся в жидкости. В тех случаях, когда набегающий поток воздуха отсутствует (работа мотора на холостом ходу, пробки и другие аналогичные ситуации), или его недостаточно для охлаждения воды до нужной температуры, и предусматривается работа вентилятора радиатора охлаждения.
Для этого существует специальная схема управления, основу которой составляет термовыключатель вентилятора радиатора. Он контролирует температуру жидкости. Когда она превышает установленные пределы, то срабатывает датчик, по его сигналу включается вентилятор радиатора, который и создает необходимый поток воздуха. Этим потоком охлаждается нагревшаяся вода, а когда ее температура принимает необходимое значение, опять срабатывает датчик и выключает обдув.
Вот так можно описать основной принцип, по которому работает вентилятор радиатора – он включается, когда температура воды превышает заданную, и отключается после ее снижения до нужного значения.
Конструкция гидромуфты КАМАЗ
Гидравлическая муфта имеет несложное устройство. Ее основу составляет ведущее колесо, выполненное в виде разрезанного вдоль тора («бублика»), и посредством нескольких болтов соединенное с кожухом. Сам кожух жестко смонтирован на ведущем валу, который, в свою очередь, с помощью подшипника монтируется на задней стенке муфты. Ведущий вал имеет шлицевое соединение с валом привода муфты, играющим роль посредника между муфтой и коленвалом. С внешней стороны к ведущему колесу крепится кольцевая ступица шкива и сам шкив привода генератора.
Внутри кожуха расположено ведомое колесо, которое также представляет собой разрезанный тор, повернутый плоской стороной к ведущему колесу. Во внутренних поверхностях обоих колес, имеющих тороидальную форму, предусмотрены лопатки, расположенные по радиусу. Колеса являются цельнолитыми (с лопатками), что значительно повышает их надежность и прочность. В ведущем колесе муфты насчитывается 33 лопатки, в ведомом — на одну меньше. Между колесами имеется небольшой зазор, который необходим для подачи и удаления масла. Пространство между колесами и их повернутые друг к другу внутренние поверхности образуют рабочую полость гидравлической муфты.
С ведомым колесом жестко соединен ведомый вал, который пропущен через отверстие в центре ведущего колеса и через ступицу шкива, и оканчивается ступицей вентилятора. Крыльчатка вентилятора монтируется на ступицу с помощью болтов и при необходимости ее можно снять. Ведомый вал опирается на один подшипник, расположенный внутри ступицы шкива, второй опорой служит подшипник в кожухе.
Весь узел в сборе монтируется в передней крышке блока цилиндров, гидромуфта находится на одной оси с коленчатым валом двигателя. С внешней стороны выходят шкив привода генератора и ступица вентилятора, с внутренней стороны гидромуфта закрыта крышкой, в которой смонтирован подшипник, удерживающий ведущий вал (поэтому данную деталь часто называют корпусом подшипника гидромуфты).
Регулятор-выключатель также имеет несложное устройство. Его основу составляет корпус, внутри которого находятся масляные каналы, клапан золотникового типа и термосиловой датчик, изменяющий свою длину в зависимости от температуры. Данный узел устанавливается на правый блок цилиндров, на впускной патрубок (через него охлаждающая жидкость подается в водяную рубашку, в данном месте она имеет минимальную температуру), при этом его масляные каналы соединены с главной масляной магистралью двигателя (которая непосредственно соединена с нагнетательной секцией масляного насоса) и масляными каналами в блоке и в корпусе подшипника гидромуфты.
Гидромуфта и регулятор-выключатель всегда работают сообща и лишь в крайних случаях требуют вмешательства водителя.
Чем чревато, если не работает вентилятор радиатора
ДВС – сложное устройство, и его характеристики оптимальны, когда он работает при определенной температуре. Как уже отмечено выше, она зависит от правильной работы системы охлаждения. В случае, когда не удается выдержать нужную температуру, последствия будут достаточно печальными – при перегреве двигатель вполне может заклинить и тогда, как минимум, капитальный ремонт ему обеспечен.
Устойчивость работы всей системы должен создавать вентилятор, позволяя снизить температуру воды в любых условиях. А вот если он не работает, особенно когда жарко, то надо искать, почему вентилятор не включается или не крутится. Сейчас такие устройства обычно бывают электрическими, и отказ самого изделия маловероятен, а возможной причиной этого часто служит выход из строя его обвязки (датчика, предохранителя, соединительных проводов и т.д.).
Значит, выясняя причины, почему постоянно работает вентилятор охлаждения радиатора или почему он не включается или не крутится, надо в первую очередь проверить именно обвязку устройства.
Как проверить вентилятор радиатора
Как мы уже установили, вентилятор радиатора должен включаться, когда температура воды (тосола) превысит заданное значение. Проконтролировать это можно по показаниям приборов на лицевой панели. Если вентилятор не включается, то необходимо проверить всю цепочку прохождения сигнала.
- Проверить наличие питающего напряжения, приходящего на изделие. Для этого можно воспользоваться тестером или лампочкой. Отсутствие напряжения будет свидетельствовать о возможном перегорании предохранителя или плохом контакте в проводах.
- Исправность самого вентилятора можно проверить, подав на него напряжение непосредственно с АКБ. Если он крутится, то с ним все в порядке, и дефект надо искать в других устройствах. Если же нет, и вентилятор не крутится, то причина дефекта именно в нем. В принципе, при этом можно не стоять на месте и двигаться дальше, но надо обязательно постоянно контролировать температуру двигателя. Когда стрелка подойдет к красному сектору, необходимо остановиться, открыть капот и охладить мотор. Два приема позволят вам двигаться и в этом случае. Держите скорость не менее шестидесяти км/ч, тогда постоянно набегающий поток встречного воздуха будет охлаждать воду, проходящую через радиатор, и вы сможете двигаться в обычном режиме, пока поддерживаете скорость. Другим приемом, позволяющим частично заменить неработающий вентилятор, будет использование обогрева. Переведите печку на максимальный режим нагрева, в этом случае часть лишнего тепла будет уходить через отопитель. Правда, в салоне будет как в бане, но вы сможете добраться до ближайшей СТО.
- Чтобы проверить датчик, от него надо отсоединить провода и замкнуть их между собой. Если при этом вентилятор включается и крутится, то значит, не работает сам датчик, он ремонту не подлежит, только замене. Однако если оставить провода замкнутыми, то можно двигаться дальше, при таком варианте вентилятор крутится постоянно, хотя возможно, температура двигателя будет понижена, но это лучше, чем стоять на месте.
avtoexperts.ru
При работе двигателя температура в камерах сгорания достигает порядка 1500-2000 градусов Цельсия. Если не отбирать тепло от стенок цилиндров, то неизбежен перегрев мотора и, как следствие, дорогостоящий ремонт или замена.
Вентилятор охлаждения
Для поддержания рабочего теплового режима двигателя (+90 градусов) в любых условиях эксплуатации предусмотрена система охлаждения. Она включает в себя следующие элементы:
• Радиатор; • Расширительный бачок; • Помпу; • Термостат; • Вентилятор; • Датчики температуры и включения вентилятора; • Набор соединительных патрубков; • Радиатор печки; • Антифриз.
Устройство системы охлаждения
Пока термостат закрыт рабочая жидкость с помощью помпы циркулирует по так называемому малому кругу, охлаждая блок цилиндров и головку блока, отводя часть тепловой энергии. При открытии термостата поток жидкости начинает двигаться по большому кругу, попадая в радиатор охлаждения.
Система охлаждения
Во время движения поверхность радиатора продувается потоком встречного воздуха, снижая температуру рабочей жидкости. Однако предотвратить перегрев жидкости сам радиатор не в состоянии, например, когда авто стоит в пробках или движется длительное время с небольшой скоростью.
В помощь радиатору в систему охлаждения силовой установки и встроен вентилятор, являясь одним из ее главных исполнительных элементов, и при его отказе может возникнуть ряд нежелательных проблем.
Как работает вентилятор
На машинах старшего поколения вентилятор работал принудительно, то есть работал всегда, пока запущен двигатель, путем приводного ремня. Обычно сам вентилятор крепился на шкив помпы, связанной ремнем со шкивом генератора.
В большинстве же современных автомобилей применяется электровентилятор, либо привод с вискомуфтой (вязкостная муфта), где его срабатывание происходит автоматически от датчика включения (тарирован отдельно для каждого двигателя).
Вентилятор радиатора
Вентилятор, это простой электродвигатель на 12В, работающий от сети авто. На его валу установлена крыльчатка, для создания потока воздуха направленного на соты радиатора. Сам вентилятор имеет крепежную рамку для соединения с радиатором.
За его срабатывание, в свою очередь, отвечает датчик включения, расположенный в одном из бачков радиатора. Он устанавливается в разрыв проводов питания электродвигателя вентилятора.
Включение вентилятора
Карбюраторные модели
Датчик включения вентилятора запрограммирован на определённый предел температуры, при которой происходит срабатывание его контактов, посылая питания на реле, замыкающее цепь питания вентилятора, и он начинает работать.
Инжекторные двигатели
Вентилятор на этих машинах включается через блок управления. Контроллер получает данные с датчика, далее передавая ее на реле включения электродвигателя.
Возможные причины отказа вентилятора
В случаях, когда температура антифриза резко пошла вверх, а вентилятор на радиаторе не сработал, то, следовательно, где появилась проблема. Автомобиль необходимо остановить и устранить неисправность, чтобы не допустить перегрева и сохранить двигатель от дорогостоящего ремонта.
Неисправности
• Перегорание предохранителя;
• Отказ датчика включения;
• Разрыв или короткое замыкание в цепи питания электродвигателя;
• Неисправность электродвигателя;
• Плохой контакт в соединении или окисление контактов в цепи вентилятора;
• Отказ реле включения;
• Неисправность предохранительного клапана в расширительном бачке.
Проверка
— предохранитель перегорает от какой-либо неисправности в защищаемой им цепи и перед заменой, необходимо найти причину его срабатывания;
— при отказе датчика включения, питающие провода соединяют между собой и если вентилятор сработал, то датчик неисправен и требует замены. Добраться до СТО или гаража, можно оставив провода соединенными, при этом вентилятор будет постоянно в работе, но зато двигатель будет защищен от перегрева;
Схема
На моторах с инжектором отключается датчик, путем снятия с него разъема, мотор запускается и если вентилятор заработал (ЭБУ «поймет», что в системе неисправность и включит вентилятор в аварийном режиме), то датчик неисправен и необходима его замена.
— цепь питания проверяется тестером на предмет целостности и отсутствия короткого замыкания;
Проверка тестером
— при отказе двигателя вентилятора, для проверки разъединяется фишка питания и с помощью двух проводом подается питания с батареи. Если вентилятор не запустился, следовательно, он неисправен (износ щеток, коллектора или проблемы с обмотками якоря и статора) и требует замены;
— при подозрении на ненадежный контакт в разъеме вентилятора, фишка снимается, контакты зачищаются от пыли и грязи и возможных окислений;
— неисправное реле можно временно заменить соседним, при совпадении его параметров;
Реле вентилятора ВАЗ 2114
— когда при полностью исправных элементах в цепи вентилятора, он не срабатывает при наборе температуры выше нормы, то рекомендуется проверить клапан в крышке расширительного бачка.
Клапан удерживает давления в системы свыше атмосферного, не допуская закипания воды, имеющейся в составе рабочей жидкости, при достижении 100 градусов. Если же клапан неисправен, то давление уравнивается с атмосферным и жидкость закипит уже при 100 градусах.
Сам же датчик срабатывает при температуре 105-107 градусов Цельсия. Получится, что жидкость уже кипит, а вентилятор еще не срабатывает. Крышку с клапаном необходимо заменить.
Несколько советов
• Периодически отслеживайте температуру ОЖ и проверяйте срабатывание вентилятора при входе в опасную зону на указателе прибора;
• Проверяйте уровень жидкости в бачке и восполняйте при необходимости;
• Контролируйте систему на предмет возможной утечки жидкости;
• При превышении рабочей температуры, остановитесь, найдите и устраните причину;
• Сезонно возьмите за правило промывать под давлением воды крышку расширительного бачка, что поможет содержать предохранительный клапан в чистоте;
• На моторах, где вентилятор работает принудительно, периодически проверяйте натяжение его приводного ремня.
Вентилятор радиатора работает постоянно
Частично такой случай рассмотрен выше, причиной является отказ датчика температуры или замыкание проводов, идущих на вентилятор. Но если он постоянно крутится, то вызвано это может быть и залипанием реле. Подобное происходит достаточно часто, особенно после того, как срабатывает реле и вентилятор должен включаться. Залипание контактов реле означает, что они не могут разомкнуться, из-за чего происходит постоянная подача напряжения на контакты, вследствие чего электромотор крутится постоянно. К последствиям залипания контактов реле надо отнести то, что не выключается вентилятор радиатора.
Часто причиной того, что не работает отключение вентилятора, может служить термостат. Дело в том, что датчик находится в головке блока, именно он определяет, когда должно происходить включение вентилятора. Но охлаждающая жидкость может двигаться по большому и малому кругу, когда она движется по малому, то в радиатор для охлаждения не попадает. Режим движения воды определяет термостат.
Если его заклинило в положении движения воды по малому кругу, то она так и будет двигаться, перегреется, что вызовет срабатывание датчика и включение вентилятора, но т.к. вода не поступает в радиатор, она не охладится, и датчик постоянно будет сигнализировать о высокой температуре. В результате этого не выключается вентилятор радиатора. Определяется такой случай просто – надо потрогать шланги, идущие к радиатору. Когда заклинило термостат, то при перегретом двигателе они будут холодными.
Если не выключается вентилятор радиатора по причине заклинивания термостата, то порой для устранения такого явления можно постучать по корпусу. Часто этого бывает достаточно, и дефект пропадает. Если же всё остается без изменений, то придется снимать термостат, вынимать из него всю начинку и потом ставить на место само устройство. Другим вариантом того же самого дефекта будет заклинивание термостата в промежуточном положении. Это также может привести к тому, что не выключается вентилятор радиатора, но такая ситуация диагностируется гораздо труднее. Вызваны подобные трудности тем, что некоторое количество воды поступает в радиатор, но ее проходит слишком мало, вся вода не успевает охладиться, что приводит к перегреву двигателя.
Все перечисленное выше не является полным описанием возможных причин, почему не выключается вентилятор радиатора. Их может быть много, порой достаточно странных и неожиданных, но в каждом из таких проявлений неисправностей необходимо искать причины и проводить тщательный анализ.
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.
Рано включается вентилятор радиатора
Другой крайностью является ситуация, когда рано включается вентилятор. В данном случае надо смотреть опять же датчик температуры. Скорее всего, он нуждается в замене. Если конечно, стоит правильный датчик. Дело в том, что датчики бывают рассчитаны на разную температуру, их еще называют летние и зимние, каждый из них должен включаться в своем диапазоне температур. Последние срабатывают позже. И если вы всё время использовали такие, то вам может показаться, что включение вентилятора происходит рано, хотя оно осуществляется вовремя и все работает правильно.
Надо реально оценить, насколько рано все происходит. Если раннее включение установлено по показаниям на комбинации приборов, то это не показатель. Однако когда такое включение вызывает беспокойство, подключите по диагностическому каналу соответствующее оборудование и посмотрите реальные пороги срабатывания датчика.
Охлаждение мотора машины – задача наиважнейшая. Если допустить перегрев двигателя, то в лучшем случае нужен будет его капитальный ремонт. Возможность эксплуатации автомобиля в любых условиях обеспечивается надежной работой системы охлаждения, которая во многом определяется правильной работой всех ее компонентов.
Что еще стоит почитать
Капитальный ремонт двигателя
Чем промыть систему охлаждения
Предохранитель топливного насоса
Замена насоса охлаждающей жидкости
