Как работает вентилятор охлаждения двигателя

Если из-под капота Вашего автомобиля периодически доносится странный монотонный шум, то это не обязательно говорит о какой-то неприятности – возможно, это просто включается вентилятор радиатора. Друзья, в этой статье мы уделим внимание именно ему, ведь данный узел играет не последнюю роль в процедуре охлаждения двигателя машины.

Вентилятор системы охлаждения: зачем и для чего?

Для начала давайте вспомним, для чего вообще нужен этот вентилятор. Данный элемент является частью системы охлаждения двигателя автомобиля, принцип работы который мы сейчас кратенько рассмотрим.

Подавляющее большинство современных легковых авто оборудованы жидкостной системой охлаждения. Это значит, что теплоносителем в ней выступает специальная жидкость – дистиллированная вода или антифриз.

Источником тепла, как Вы знаете, является сам мотор, который в процессе работы довольно ощутимо нагревается. Чтобы избавить сердце автомобиля от такой напасти необходимо его принудительно остужать.

Для этого в ключевых частях силового агрегата проделаны каналы, по которым бежит та самая жидкость. Имея отличную теплопроводность она отбирает ненужное тепло, нагреваясь сама. Понятное дело, что на ходу подливать холодной водички в систему никто не будет, поэтому, прежде чем она вновь поступит к мотору, её температуру необходимо понизить.

Для этого система содержит насос, качающий жидкость, расширительный бачок, термостат, поддерживающий определённый уровень нагрева, необходимый для нормальной работы двигателя, радиатор – основной элемент для понижения температуры жидкости и, собственно, вентилятор радиатора.

На последнем лежит функция по улучшению эффективности охлаждения – он увеличивает поток набегающего воздуха, благодаря чему жидкость, проходящая через радиатор, остывает качественнее. Обычно, вентилятор работает непостоянно — блок управления двигателя включает его только тогда, когда датчик температуры мотора или антифриза сигнализирует о перегреве, но бывают и исключения. О них далее…

Разнообразие вентиляторов

Сам по себе вентилятор охлаждения радиатора не является чем-то оригинальным. Конструктивно он такой же, как и бытовой вентилятор, спасающий нас с Вами от жары – крыльчатка, нагнетающая воздух, и её привод. В автомобильном мире крыльчатка может раскручиваться по-разному. Существуют такие способы:

механический;
электрический;
гидравлический или гидромеханический.

Первый способ довольно архаичен, встретить его на современном легковом автомобиле практически невозможно, а вот на грузовиках и тракторах ещё вполне реально. Главная фишка механического привода – прямая связь с коленчатым валом двигателя, что влечёт за собой хоть и небольшой, но отбор полезной мощности.

Ещё один нюанс – вентилятор вращается постоянно, пока работает мотор. Это и есть то исключение, о котором мы упомянули выше.

Наиболее распространён электрический вентилятор радиатора. В его основе лежит обычный электромотор, запитанный от бортовой сети. Удобство такой схемы налицо.

Во-первых, им можно легко управлять – включается обдув автоматически электроникой, когда она обнаруживает превышение температуры. Как правило, такое случается во время длительной стоянки, когда нет набегающего потока воздуха.

Во-вторых, дешевизна — электромоторы не дефицит, и всю конструкцию легко заменить.

Гидравлические варианты встречаются под капотами и грузовых, и легковых машин, но, правда, не так часто, как электрические. Подобные вентиляторы идеологически ближе к механическим, так как имеют привод от коленвала мотора, но в их случае вращение передаётся через вязкостные или гидравлические муфты, что позволяет поддерживать стабильные обороты крыльчатки.

Как оказалось, коллеги-автолюбители, даже о такой простой вещице, как вентилятор радиатора, нашлось что рассказать. До встречи на страницах нашего блога, подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие и интересные статьи!

Вентилятором охлаждения двигателя называется устройство, которое повышает интенсивность охлаждения двигателя и радиатора, за счет равномерного и постоянного отвода тепла от них в атмосферу.

Вентилятор охлаждения двигателя крепиться к радиатору

Разновидности вентиляторов охлаждения

Существует две работоспособные конструкции вентилятора – механическая и электрическая. Механические вентиляторы работают за счет передачи крутящего момента клиноременной передачей от шкива коленчатого вала.
В последнее время наибольшую популярность завоевал вентилятор с электрическим приводом, состоящим из электрического мотора и системы управления. Интенсивность работы такого вентилятора зависит от показаний температурного датчика.

Принцип работы и устройство вентилятора охлаждения двигателя

Вентиляторы бывают трех типов:

с вискомуфтой;
с электронным блоком управления;
с термовыключателем.

Системы на основе вискомуфты можно встретить довольно редко, в основном на авто с продольным расположением движка и на серьезных внедорожниках, которые предназначены для пересечения водных преград. Это связано с тем, как работает вентилятор охлаждения двигателя. Вискомуфта, которая отвечает за его вращение, является герметичной, что защищает ее от воды. А электрические вентиляторы под воздействием воды сразу же выходят из строя.

Вискомуфта наполнена специальным силиконовым маслом, которое под воздействием температуры меняет свои свойства и в зависимости от степени нагрева скорость вращения вентилятора увеличивается или уменьшается.

Основные составляющие вискомуфты:

Герметичный корпус заполненный силиконовой жидкостью (гель или масло);
Пакет дисков ведомого вала;
Пакет дисков ведущего вала.

Принцип работы вискомуфты основан на передаче вращения от ведущего вала ведомому за счет пакетов дисков помещенных в силиконовую жидкость. Вязкость жидкости меняется в зависимости от температуры

Устройство вентилятора с электроприводом включает в себя электродвигатель, электронный блок управления, температурный датчик, реле включения вентилятора. Более современная конструкция предполагает наличие двух датчиков температуры. Один из них вмонтирован в выходящий из радиатора патрубок, а второй встраивается в корпус термостата или же в патрубок, выходящий из двигателя. Блок управления, в зависимости от разницы показаний этих двух датчиков, управляет вентилятором охлаждения двигателя.

Для настройки режима работы электродвигателя, а значит и самого вентилятора системы охлаждения двигателя, важно также наличие расходомера воздуха и датчика, следящего за частотой вращения коленвала (коленчатого вала). После получения блоком управления сигналов со всех датчиков он их обрабатывает, активирует реле, которое включает вентилятор, и следит за скоростью вращения крыльчатки. Такие вентиляторы охлаждения устанавливаются на многих современных автомобилях, в том числе и Chevrolet-Нива.

Электрические вентиляторы охлаждения двигателя Шевроле Нива

В прошлые времена, когда электронного блока еще не существовало, применялись вентиляторы с термовыключателем, который выполнял функцию включения/выключения электродвижка вентилятора.

Термовыключатель вентилятора радиатора

Принцип действия таких вентиляторов следующий: с температурного датчика, установленного в корпусе блока цилиндров, передается сигнал на специальную шкалу, которая расположена в салоне. В зависимости от этого показателя, а также от реагирования на изменение температуры жидкости в радиаторе непосредственно термовыключателем, происходит его включение и последующее выключение.

При увеличении температуры охладителя до определенного значения, внутри термовыключателя замыкаются контакты, которые подключены к цепи питания вентилятора, и подается ток на электромотор, который начинает вращать крыльчатку вентилятора. Когда температура жидкости падает до нижнего предела, контакты размыкаются, что приводит к выключению вентилятора.

Как найти причину поломки вентилятора?

Неисправный вентилятор системы охлаждения двигателя может стать причиной перегрева силового агрегата, поэтому нужно постоянно следить за работоспособностью вентилятора. В случае его поломки необходимо как можно быстрее найти причину этой проблемы и устранить ее.

Первым делом снимается штекерный разъем с датчика температуры. Если он одинарный, то проверить его исправность можно путем ручного замыкания клемм в штекере отрезком проволоки. Если термодатчик двойной, то сначала замыкаются красно-белый и красный провода – вентилятор должен вращаться медленно. Затем замыкают черный и красный провода – вентилятор должен вращается быстро. Вентилятор во всех случаях должен работать, если же не работает, его следует заменить.

Когда вентилятор работает, но только на большой скорости, необходимо заменить дополнительное сопротивление.

Если все эти проверки не увенчались успехом, то следует проверить предохранитель. В разъем вентилятора на красно-белый либо красно-черный провод подается питание от клеммы аккумулятора с положительным зарядом, а на коричневый подводится отрицательный провод от АКБ. В случае если вентилятор не заработал, значит, он неисправен, в другом случае нужно тщательно осмотреть все штекера и разъемы на проводах, идущие от датчика температуры к вентилятору.

Когда вентилятор охлаждения двигателя не выключается, а работает постоянно, это может свидетельствовать о поломке датчика включения вентилятора. Его исправность можно проверить следующим образом – включается зажигание и с датчика снимается наконечник провода. Вентилятор все равно не выключается – производится замена датчика.

В видео ниже показано, как проверить и заменить датчик температуры на автомобилях ВАЗ.

В некоторых случаях, полностью менять устройство нет необходимости, так как поломка может быть незначительной и гораздо дешевле будет самостоятельно его отремонтировать.

Как самостоятельно выполнить ремонт вентилятора охлаждения двигателя?

Перед снятием вентилятора нужно отключить провод массы от аккумулятора, а также все идущие к вентилятору провода. После этого можно откручивать крепежные болты вентилятора и снимать его.

Чтобы предотвратить поломки и улучшить качество охлаждения нужно периодически чистить вентилятор от различных загрязнений, используя при этом щетку.

Иногда случается, что виновницей неисправности вентилятора является обычная грязь. Чтобы проверить это, нужно только отогнуть кожух движка и оценить состояние всего оборудования. В большинстве случае потребуется замена щеток, так как они часто выходят из строя, что обусловлено чрезмерным загрязнением и последующим быстрым износом.

Довольно часто поломка заключается только в плохом контакте проводов. Это происходит из-за сильного окисления контактов (в соединительных штекерах), которые ни разу, за весь период эксплуатации авто, не чистились. Именно поэтому, перед тем как что-либо менять, надо тщательно проверить состояние проводов, а в случае необходимости заменить либо почистить.

На следующем этапе проверяется работоспособность ротора, а точнее его обмотки. Если она в порядке, то можно вздохнуть с облегчением. Если же произошел обрыв или замыкание, то придется осматривать каждый виток, чтобы выявить неисправность. Но перед этим нужно тщательным образом очистить все от загрязнений при помощи щетки по металлу и ветоши с растворителем, который ни в коем случае не должен содержать химически агрессивных компонентов.

Когда перегревается двигатель, а вентилятор при этом не включается, то это свидетельствует о поломке электрического мотора. Разборке и последующему ремонту эта деталь не подлежит, поэтому электродвигатель необходимо только менять.

Процесс продувки радиатора и замены вентилятора, применительно к автомобилю Форд Фокус, показан в видео.

Системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания разделились на две ветки в процессе своего развития: воздушное охлаждение и жидкостное охлаждение. Систему жидкостного охлаждения более корректно называть гибридной, так как вентилятор используется в обоих типах систем. Средой для рассевания избыточного тепла в процессе его отвода от разогретой силовой установки выступает воздух. Вентилятор охлаждения является устройством, которое обеспечивает стабильный и равномерный отвод тепла в окружающую среду.

Гибридная система охлаждения практически полностью вытеснила воздушную в конструкции серийных автомобилей, так что далее будем беседовать исключительно о ней. Еще стоит отметить, что функция вентилятора в той и другой системе аналогична. Вентилятор охлаждения позволяет принудительным образом реализовать эффективный обдув двигателя и радиатора гибридной жидкостной системы охлаждения.

Вентилятор служит для лучшего охлаждения мотора и жидкости в радиаторе. Такой эффект достигается благодаря обдуву ДВС и увеличению скорости потока и общей массы воздуха, который проходит через ячейки и ребра радиатора. Местом установки вентилятора в большинстве случаев становится пространство между радиатором и силовой установкой. Сам вентилятор радиатора заключен в специальный кожух.

Читайте в этой статье

Устройство вентилятора радиатора

Автомобильный вентилятор системы охлаждения ДВС имеет минимум четыре лопасти, которые закреплены на едином общем шкиве. Лопасти расположены под определенным углом относительно плоскости вращения. Это сделано для максимально эффективного забора и последующей подачи воздуха. Жестко установленных закономерностей в устройстве вентилятора нет, хотя наиболее распространенной стала такая конструкция, которая включает в себя крыльчатку на 8 лопастей.

Разновидности привода

Вентилятор радиатора может отличаться по конструкции привода. Существующие типы делятся на:

механический;
гидромеханический;
электрический;

Механический привод

Такой привод представляет собой конструкцию, которая является по сути постоянным приводом от коленчатого вала силовой установки. Такой привод является простейшим и реализован при помощи ременной передачи. Основным недостатком механического привода является отбор мощности у агрегата, которая расходуется на обеспечение постоянного вращения вентилятора. Сегодня механический привод практически не используется в системах охлаждения на гражданских авто.

Гидромеханический привод

Данный тип привода представляет собой решение, которое реализовано путем установки вязкостной муфты (вискомуфты) или гидравлической муфты. Указанные муфты имеют постоянный привод от коленчатого вала двигателя. Для того, чтобы сохранить лопасти вентилятора в сохранности при работе ДВС на максимальных оборотах и высокой скорости вращения коленчатого вала, крыльчатку вентилятора соединяют со шкивом именно посредством гидро или вязкостной муфты. Встречается также определение термомуфты, которое применительно зависимо от особенностей конструкции.

Муфта может частично или полностью блокироваться под воздействием увеличивающейся температуры жидкости, которой она заполнена. Такой заполняющей жидкостью выступает силикон. Увеличение температуры происходит в результате повышения оборотов коленчатого вала и возрастающей нагрузки на двигатель. Муфта блокируется и начинается вращение вентилятора охлаждения. Гидравлическая муфта отличается по принципу устройства от вязкостной муфты и блокируется зависимо от количества масла, которое находится в муфте.

Получается так, что вискомуфта зачастую заполнена силиконовым гелем, который имеет способность к изменению своих свойств под влиянием температуры. В муфту заливают силиконовое масло в количестве около 30-и или 50-и мл. Блокировка муфты оказывает влияние на скорость вращения вентилятора независимо от частоты вращения коленвала ДВС. Если силовой агрегат выходит на режим высоких оборотов, тогда муфта замедляет вращение крыльчатки, тем самым оберегая вентилятор от разрушения при высокой скорости вращения. Главной задачей всех типов муфт, которые отличаются по принципу работы и конструктивным особенностям, является удержание скорости вращения вентилятора в строго ограниченных рамках. Вискомуфта обеспечивает такой диапазон оборотов, который необходим крыльчатке для наиболее эффективного охлаждения.

Электрический привод

Активное развитие и внедрение электронных устройств управления и контроля различных систем в процессе работы двигателя привело к появлению вентилятора радиатора с электрическим приводом. Данный привод имеет отдельный электродвигатель и собственную систему управления. Контроллер позволяет задавать интенсивность работы крыльчатки и гибко изменять скорость и длительность вращения вентилятора на основе показаний температурного датчика. Датчик измеряет показания температуры охлаждающей жидкости в ДВС. Такое решение повысило не только эффективность, но и позволило добиться улучшенной равномерности охлаждения двигателя сравнительно с системами, которые основаны на использовании вискомуфты.

Вентилятор охлаждения с электроприводом

Электродвигатель вентилятора питается от бортовой сети транспортного средства. Существующие решения стоит разделить на:

вентилятор с термовыключателем;
вентилятор с электронным блоком;

Автомобили на раннем этапе конструктивно не имели электронных блоков управления. Активацию и отключение электромотора вентилятора системы охлаждения выполнял термовыключатель, который некоторые автолюбители путают с датчиком температуры. Датчик температуры зачастую встраивается в корпус блока цилиндров двигателя. Сигнал на приборную панель в салоне поступает именно от него, так как контроль температуры возле камеры сгорания намного важнее температуры ОЖ.

Термовыключатель аналогично задействуется при повышении температуры, но опирается на показания теромодатчика охлаждающей жидкости в радиаторе. Устройство работает в узком температурном диапазоне. Например, вентилятор активируется при температуре ОЖ 85 градусов по Цельсию, а его выключение произойдет при 70 градусах. Принцип работы устройства достаточно прост. Если температура поднялась выше заданного порога, тогда в термовыключателе смыкаются контакты, что и приведет к замыканию цепи питания вентилятора охлаждения. На электродвигатель подается ток, крыльчатка начинает вращаться. Снижение температуры до минимального порога приведет к тому, что контакты разомкнутся и вентилятор прекратит свою работу.

Примечательно то, что конструкцию электропривода вентилятора с термовыключателем можно установить практически на любой мотор. Схема управления вентилятором заметно сложнее в современных моделях с ЭБУ и включает в себя ряд элементов и исполнительных устройств, среди которых основные:

датчик температуры ОЖ;
ЭБУ;
реле включения вентилятора;
электродвигатель;

Температурный датчик измеряет температуру охлаждающей жидкости в силовом агрегате. Современные автомобили могут иметь сразу два датчика, которые установлены в разных местах. Один термодатчик ставят на выходе из мотора или в корпус термостата, другой ставится в патрубок на выходе из радиатора. Вентилятор управляется с учетом показаний обоих элементов и последующей оценкой разницы тех данных, которые поступают от датчиков. Для более эффективного управления задействованы также дополнительные устройства, среди которых стоит отметить датчик частоты вращения коленвала и воздухорасходомер. Показания этих датчиков необходимы для точного определения режима, в котором работает двигатель в определенный момент.

Комплекс сигналов от датчиков передается в ЭБУ двигателя, который производит их анализ и активирует реле включения вентилятора в нужный момент. Вентилятор работает ровно столько, сколько это необходимо для достижения оптимального температурного показателя применительно к конкретному режиму оборотов и нагрузки на ДВС.

Модели автомобилей, которые имеют климатическую установку, зачастую получают сразу два вентилятора. Для каждого из таких вентиляторов предусмотрена отдельная схема включения. Вентиляторы могут работать синхронно или по отдельности, что будет напрямую зависеть от температуры и условий эксплуатации ДВС. Реле включения вентилятора постепенно вытесняет специальный блок управления вентилятором для максимально эффективного контроля его работы.

Распространенные неисправности и диагностика

Помните, что диагностировать неисправность вентилятора системы охлаждения стоит с предельной осторожностью, так как вращающаяся крыльчатка может серьезно повредить пальцы рук или другие части тела! Не редки случаи, когда неисправный вентилятор неожиданно приходит в движение!

Вентиляторы системы охлаждения устанавливаются как перед радиатором, так и за ним, со стороны моторного отека. Устоявшегося единого стандарта касательно места установки среди конструкторов не существует. Многие владельцы автомобилей также часто задаются вопросом о том, в каком направлении дует вентилятор. Бытует мнение, что он осуществляет обдув радиатора для лучшего охлаждения ОЖ. Стоить запомнить, что дует вентилятор исключительно на двигатель независимо от места его расположения. Установка перед радиатором никак не означает, что обдувается только сам радиатор. Изменение направления обдува недопустимо.

Любой электрический двигатель или вискомуфта разной мощности и технологии производства, а также электронный блок или регулятор, созданный для управления, не могут обеспечить 100% гарантию защиты от неисправностей. Проблема усугубляется еще и тем, что вышедший из строя вентилятор системы охлаждения силового агрегата немедленно повлечет за собой серьезные последствия в виде перегрева мотора. Даже контрольные приборы, созданные для своевременного информирования водителя в критический момент, выходят из строя. Контролировать состояние вентилятора и его исправность нужно с завидной регулярностью. В движении также стоит лишний раз взглянуть на указатель температуры на панели приборов при первой такой возможности.

Более простые системы с термовыключателем легко поддаются диагностике неисправностей. Что касается современных авто, тогда очень важно правильно определить не только саму поломку вентилятора, но и выявить вышедший из строя элемент в цепи из нескольких устройств. В самом начале диагностики нужно обнаружить проблему, по причине которой перестал работать вентилятор. Выйти из строя может любой из датчиков, блок управления или сам электрический мотор. Диагностировать неисправность вполне можно самостоятельно, придерживаясь приведенных ниже рекомендаций.

Системы с механическим приводом диагностируются быстро. Просто понаблюдайте за вентилятором, который должен вращаться постоянно. Если Вы видите вращение и лопасти крыльчатки целы, тогда ищите проблему в другом месте. Перегреваются двигатели с вискомуфтой из-за неисправного вентилятора только в том случае, если муфта не обеспечивает достаточной блокировки крыльчатки в режиме высоких оборотов коленвала. Результатом становится низкая скорость вращения вентилятора и такой обдув, который не соответствует нагрузке на мотор. Определить неисправность муфты можно путем анализа скорости вращения вентилятора на низких и высоких оборотах.

Если в автомобиле установлен электрический вентилятор охлаждения, тогда начните с контроля его работы. Когда вентилятор не включается при очевидном перегреве, можно воспользоваться следующим методом диагностики систем с термовыключателем:

нужно отсоединить разъем термовыключателя, который зачастую ввинчен в нижнюю часть бачка радиатора;
далее понадобится немного проволоки. Соблюдая осторожность, используем указанную проволоку в роли перемычки, которой необходимо замкнуть 2 гнезда отсоединенного разъема;

Если вентилятор после такой операции принудительно заработал, тогда вполне очевидна неисправность термомвыключателя. Неработающий же вентилятор будет означать неисправность именно в нем или в других участках цепи. Конструкция может также состоять из двойного термодатчика. Проверку стоит производить в два этапа, хотя принцип остается таким же. В самом начале замыкают первые два контакта, после чего вентилятор должен вращаться на малых оборотах. Далее замыкается вторая пара, после чего скорость вращения должна заметно возрасти.

Бывает и так, что вентилятор охлаждения радиатора дует постоянно, без видимых пауз. Такие симптомы являются достаточно распространенными. Это может указывать на выход из строя датчика включения. Проверку стоит осуществлять при включенном зажигании путем дальнейшего удаления соответствующего разъема с датчика. Если вентилятор после этого не выключился, тогда регулятор отключения следует заменить. Дополнительно можно выполнить проверку предохранителя в том случае, если возникшие проблемы с работоспособностью вентилятора охлаждения не исчезли.

Указанные выше способы нельзя рекомендовать тем автовладельцам, которые обладают машиной с электронным устройством для контроля скорости вращения вентилятора охлаждения. Самостоятельно неискушенному водителю можно проверить только исправность предохранителя, который отвечает за данный участок. Дальше необходимо обратиться за помощью в автосервис.

Профилактика, снятие и ремонт

Обеспечение максимально эффективного охлаждения ДВС и радиатора возможно только тогда, когда вентилятор проходит периодическую чистку, устраняются его мелкие поломки и загрязнения. Выполнять такую проверку желательно не реже одного раза в год. Чистят вентилятор при помощи обычной щетки, которой с него удаляют грязь и пыль.

Если потребовался демонтаж вентилятора охлаждения, тогда:

отсоедините от АКБ провод массы;
отключите все разъемы, которые подключены к устройству,
открутите болты крепления кожуха;.
сдвиньте кожух вентилятора или демонтируйте узел;

Демонтаж вентилятора позволяет устранить большинство поломок посредством ремонта. Очень часто требуется зачистка или замена проводов, так как их нарушенный контакт становится причиной неисправности или отклонений от нормы в процессе работы вентилятора. Может потребоваться ремонт щеток, который подразумевает их замену. Указанный элемент чаще остальных выходит из строя. Щетки подвержены быстрому износу, так как на них собирается грязь с дороги.

Не редко возникает необходимость устранения замыкания или обрыва обмотки ротора. Случается, что обмотка в рабочем состоянии, но функциональность все равно нарушена по причине обильного скопления загрязнений. Данную проблему решают очисткой обмоток при помощи растворителя. Также подойдут специальные щетки, предназначенные для глубокой чистки.

В процессе эксплуатации возникают и такие случаи, которые потребуют замены электромотора. Неисправность часто проявляется на прогретом двигателе, вся цепь исправна, но вентилятор охлаждения не запускается. Как показывает практика, ремонтировать эту деталь нецелесообразно. Электродвигатель имеет приемлемую стоимость, так что его сразу меняют на новый.