Вентилятор системы охлаждения и причины его частого включения

Вентилятор охлаждения двигателя автомобиля - вспомогательный элемент системы охлаждения. Эксплуатация двигателя внутреннего сгорания связана не только с высокими механическими нагрузками, но и с критически высокими температурами. Для поддержания рабочей температуры силового агрегата, чтобы он не выходил из строя из-за больших нагрузок, каждая модификация оснащена системой охлаждения. Для отвода избыточного тепла от двигателя в системах жидкостного охлаждения имеется радиатор. Рядом с этим элементом установлен вентилятор.

Что такое вентилятор охлаждения двигателя

При работе двигателя выделяется много тепла. Охлаждается ДВС системой охлаждения, куда входит и вентилятор охлаждения двигателя. Процесс охлаждения происходит следующим образом: разогретая охлаждающая жидкость, нагревшись двигателем, поступает в радиатор. Этот элемент выглядит как теплообменник с большим количеством тонких трубок и охлаждающих ребер для увеличения поверхности контакта.

Радиатор полезен только тогда, когда автомобиль движется. В это время встречный поток холодного воздуха обдувает его поверхность, за счет чего происходит теплообмен. Его эффективность зависит от температуры окружающей среды, но во время движения этот поток все равно намного холоднее охлаждающей жидкости двигателя.

Принцип работы системы охлаждения является в то же время ее недостатком - максимальное охлаждение возможно только при движении машины. Но в городских условиях движение машины может быть малоактивным из-за пробок, светофоров, «лежачих полицейских» и прочего. Невозможно обеспечить постоянный процесс терморегуляции. Для решения данной проблемы добавили принудительное нагнетание воздуха на поверхность радиатора. Именно в этом основная функция вентилятора охлаждения. При повышении температуры двигателя срабатывают датчики и происходит обдув теплообменника.

Устройство и типы вентиляторов охлаждения

Несмотря на ключевое значение для системы охлаждения, этот механизм имеет довольно простое устройство.

Независимо от модификаций, конструкция вентилятора охлаждения будет состоять из трех элементов:

- Кожух, устанавливающийся на сам радиатор. Его конструкция направляет поток воздуха только в одном направлении – через теплообменник, что обуславливает более эффективное охлаждение;
- Колеса с лопастями, каждая из которых немного смещена относительно оси. Они также направляют воздух в одном направлении.
- Привод (механический, гидромеханический, электрический).

Механический привод имеет простую конструкцию, но сейчас не используется, так как имеет много минусов. Фактически вентилятор этого типа подключается стационарно. В зависимости от характеристик двигателя, он может быть соединен с коленчатым валом через шкив или через ремень ГРМ. Запуск двигателя сразу приводит к срабатыванию крыльчатки, осуществляется постоянная продувка теплообменника и силового агрегата.

Гидромеханический привод оснащен специальной муфтой, которая имеет вязкостный или гидравлический тип работы. В гидравлическом исполнении вращение крыльчатки зависит от количества, поступающего в нее масла.

Вискомуфта обеспечивает запуск и остановку вентилятора охлаждения за счет изменения температуры силиконового наполнителя (изменения его плотности).
Из-за своей сложности, он также довольно редко используются в современных автомобилях.

Электропривод используется практически во всех машинах. Оснащен электродвигателем, приводящий в движение крыльчатку. Данный тип привода имеет электрический или электромагнитный принцип действия. Вторая модификация более распространена в грузовых автомобилях.

Использование электроники позволяет обеспечить несколько режимов работы устройства в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала. Особенностью такого привода является то, что его можно включать независимо от работы двигателя внутреннего сгорания. Например, во время прогрева двигателя вентилятор охлаждения не работает, а когда охлаждающая жидкость достигает своей пиковой температуры, крыльчатка начинает вращаться.

Принцип работы вентилятора системы охлаждения двигателя

Датчик, установленный на входе в радиатор, регистрирует температуру охлаждающей жидкости. Как только она повышается до соответствующего значения, устройство отправляет электрический сигнал на реле. В этот момент срабатывает электромагнитный контакт и включается электродвигатель. Когда температура в магистрали падает, сигнал с датчика перестает поступать, и контакт реле размыкается - крыльчатка перестает вращаться.

В более совершенных системах устанавливаются два датчика температуры. Один стоит на входе охлаждающей жидкости в радиатор, а другой на выходе. В данном случае вентилятор охлаждения включается самим блоком управления, который определяет этот момент по разнице показателей между этими датчиками. Помимо этого параметра, микропроцессор учитывает силу нажатия на педаль газа (или открытия дроссельной заслонки), частоту вращения двигателя и показания других датчиков.

В некоторых автомобилях используются два вентилятора охлаждения для повышения производительности системы охлаждения. Наличие дополнительного вращающегося элемента позволяет быстрее охлаждать теплообменник за счет большего потока холодного воздуха. Управление такой системой также осуществляется блоком управления. Возможно не только изменять скорость вращения лопастей, но и отключать один из вентиляторов охлаждения.

Также многие автомобили оснащены системой, в которой вентилятор охлаждения продолжает работать еще некоторое время после выключения двигателя. Это необходимо для того, чтобы после интенсивной работы горячий мотор продолжал некоторое время остывать. При выключении двигателя, охлаждающая жидкость перестает циркулировать по системе, из-за чего температура в агрегате резко повышается, и теплообмен не осуществляется.

Такое случается крайне редко, но если двигатель работал при максимальной температуре и был выключен, то охлаждающая жидкость может начать закипать и образовывать воздушную пробку. Чтобы избежать этой нагрузки на некоторых машинах, вентилятор охлаждения продолжает нагнетать воздух к блоку цилиндров. Этот процесс называется свободным ходом вентилятора.

Причины частого включения вентилятора охлаждения

- Загрязненные ячейки радиатора - воздух должен не просто поступать на поверхность теплообменника, а беспрепятственно проходить через него;
- Неисправный термостат. Может заблокироваться в закрытом или полузакрытом положении. В первом случае, охлаждающая жидкость будет циркулировать по внутреннему кругу и не попадать в радиатор, во втором замедлится движение жидкости, и как следствие, ухудшится отведения тепла. Двигатель будет постоянно перегреваться, а значит – часто включать вентилятор охлаждения.
- Выход из строя одного из датчиков (если их несколько) температуры охлаждающей жидкости.
- Водяной насос (помпа). При его неисправности и малоэффективной работе, снижается скорость циркуляции охлаждающей жидкости. Следовательно, двигатель перегревается и пытается охладиться, включая чаще вентилятор охлаждения.
- Загрязнение каналов охлаждающей системы – потребуется прочистка системы и замена жидкости.
- Воздушные пробки в системе также могут вызвать частое включение вентилятора охлаждения.
- «Склеенные» контакты в реле (или перегоревшая катушка электромагнитного элемента, если в машине используется данная модификация).
- В норме, частое включение вентилятора охлаждения может быть при температуре воздуха за бортом машины выше 25°, а также при включенном кондиционере.

Чтобы определить причину поломки, необходимо обратиться в сервис, так как причин может быть несколько.