Objetivo e princípio de operação do ventilador de resfriamento

Já o funcionamento de um motor de combustão interna está associado não apenas a altas cargas mecânicas, mas também a temperaturas criticamente altas. Para apoiar Temperatura de trabalho unidade de potência, para que não falhe devido a cargas pesadas, cada modificação é equipada com um sistema de refrigeração. Há resfriamento por ar e líquido. Detalhes sobre o dispositivo de resfriamento do motor são descritos em outra revisão.

Para remover o excesso de calor do motor, existe um radiador nos sistemas de refrigeração líquida e, em alguns modelos de carro, ele não está sozinho. Um ventilador é instalado próximo a este elemento. Considere o propósito desta parte, em que princípio funciona, como funciona e o que fazer se o mecanismo falhar no caminho.

O que é um ventilador do radiador do carro

Quando o motor está funcionando, ele gera muito calor. O próprio bloco de cilindros de um motor clássico de combustão interna é projetado de forma que haja uma cavidade em suas paredes, que é preenchida com refrigerante (camisa de resfriamento). O sistema de resfriamento inclui uma bomba d'água que funciona enquanto o virabrequim gira. É conectado ao virabrequim por meio de uma correia dentada (leia mais sobre o assunto separadamente) Este mecanismo cria uma circulação do fluido de trabalho no sistema, devido ao qual remove o calor das paredes do motor.

O anticongelante ou anticongelante quente vai do motor para o radiador. Este elemento se parece com um trocador de calor com um grande número de tubos finos e aletas de resfriamento para aumentar a superfície de contato. Mais detalhes sobre o dispositivo, tipos e princípio de funcionamento dos radiadores são descritos aqui.

O radiador só é útil quando o carro está em movimento. Neste momento, o fluxo de ar frio que se aproxima é soprado sobre a superfície do radiador, devido ao qual ocorre a troca de calor. Claro, sua eficiência depende da temperatura ambiente, mas durante a condução, esse fluxo ainda é muito mais frio do que o líquido de arrefecimento do motor.

O princípio de funcionamento do resfriamento é, ao mesmo tempo, sua desvantagem - o resfriamento máximo só é possível quando a máquina está em movimento (o ar frio deve penetrar no trocador de calor). Em condições urbanas, é impossível garantir um processo constante devido aos semáforos e frequentes congestionamentos nas áreas metropolitanas. A única solução para este problema é criar injeção de ar forçada na superfície do radiador. Isso é exatamente o que o ventilador realiza.

Quando a temperatura do motor aumenta, os sensores são acionados e o sopro do trocador de calor é ligado. Mais precisamente, as lâminas são ajustadas de forma que o fluxo de ar não seja fornecido contra seu movimento, mas seja sugado. Graças a isso, o dispositivo é capaz de aumentar o fluxo de ar do radiador mesmo com o carro em movimento, e quando o veículo está parado, o ar fresco entra no compartimento do motor e o ambiente quente próximo ao motor não está envolvido.

Em carros mais antigos, o ventilador era rigidamente preso ao virabrequim, de modo que tinha um acionamento permanente. Se no verão esse processo só é benéfico para a unidade de potência, no inverno, o resfriamento excessivo do motor não é bom. Esse recurso de operação constante do dispositivo levou os engenheiros a desenvolver um análogo que funcionaria apenas quando fosse necessário.

Dispositivos e tipos de ventilador

Apesar da importância fundamental para o sistema de refrigeração, este mecanismo possui um dispositivo bastante simples. Independentemente das modificações, o design do ventilador consistirá em três elementos:

• A caixa, que é a base do mecanismo, é instalada no próprio radiador. A peculiaridade desse elemento é que seu design força o fluxo de ar a funcionar apenas em uma direção - não para se dissipar ao entrar em contato com o trocador de calor, mas para passar por ele. Este projeto de carcaça permite um resfriamento mais eficiente do radiador;
• Impulsores. Cada lâmina é ligeiramente deslocada em relação ao eixo, como qualquer ventilador, mas de forma que, quando giram, o ar é sugado pelo trocador de calor. Normalmente, este elemento consiste em 4 ou mais lâminas;
• Dirigir.

Dependendo do modelo do dispositivo, a unidade pode ser de um tipo diferente. Existem três variedades principais:

• Mecânico;
• Hidromecânica;
• Elétrico.

Vamos considerar cada modificação separadamente.

Acionamento mecânico

O acionamento mecânico possui um design simples. Na verdade, este tipo de ventilador está permanentemente conectado. Dependendo das características do motor, ele pode ser conectado ao virabrequim por meio de uma polia ou de uma correia dentada. A partida imediata do motor leva ao funcionamento do impulsor, um sopro constante do trocador de calor e da unidade de potência é executado.

A desvantagem desse tipo de ventoinha é que ela resfria o dissipador mesmo quando não é necessária. Por exemplo, ao aquecer um motor frio, é importante que a unidade atinja a temperatura de operação, e no inverno isso demora mais devido ao líquido muito frio. Qualquer mau funcionamento de tal mecanismo pode afetar seriamente o funcionamento da unidade de potência, uma vez que parte do torque também é usado no elemento rotativo do ventilador.

Além disso, esta disposição não permite aumentar a velocidade de rotação das pás separadamente da operação do motor. Por essas razões, esta modificação não é usada em veículos modernos.

Impulso hidromecânico

O acionamento hidromecânico é uma versão mais avançada que também opera a partir da unidade de potência. Apenas em seu design existem vários elementos adicionais. Em tal ventilador, uma embreagem especial é usada, que tem um tipo de operação viscoso ou hidráulico. Apesar das diferenças, eles têm o mesmo princípio de funcionamento. Na versão hidráulica, a rotação do impulsor depende da quantidade de óleo que entra nele.

A embreagem viscosa garante que o ventilador comece e pare, alterando a temperatura do enchimento de silicone (alterando sua densidade). Uma vez que tais mecanismos têm um design complexo e o movimento das lâminas depende do fluido de trabalho, eles, como um análogo mecânico, também são extremamente raramente usados ​​nas máquinas modernas.

Acionamento elétrico

O acionamento elétrico é a opção mais confiável e ao mesmo tempo mais simples, que é utilizada em todos os carros modernos. No projeto de tal ventilador, existe um motor elétrico que aciona o impulsor. Este tipo de acionamento possui um princípio de operação elétrico ou eletromagnético. A segunda modificação é mais comum em caminhões. A embreagem eletromagnética tem a seguinte estrutura.

O eletroímã é montado em um cubo, que é conectado à armadura do motor elétrico por meio de uma mola de lâmina, e é capaz de girar. Em um estado silencioso, o eletroímã não funciona. Mas assim que o líquido refrigerante atinge aproximadamente 80-85 graus, o sensor de temperatura fecha os contatos magnéticos. Cria um campo magnético, devido ao qual atrai a armadura do motor elétrico. Este elemento entra na bobina e a rotação das lâminas é ativada. Mas, devido à complexidade do design, esse esquema não é usado em veículos leves.

O uso da eletrônica possibilita prover vários modos de operação do dispositivo, dependendo da temperatura do refrigerante e da velocidade do virabrequim. A peculiaridade de tal acionamento é que ele pode ser ligado independentemente da operação do motor de combustão interna. Por exemplo, enquanto o motor está esquentando, o ventilador não funciona e, quando o refrigerante atinge sua temperatura máxima, o rotor começa a girar.

Para fornecer uma vazão de ar adicional ao sistema de refrigeração, neste último caso, basta aparafusar o ventilador no local adequado e conectá-lo à cablagem do automóvel. Uma vez que tal modificação é usada em veículos modernos, mais adiante consideraremos o princípio de operação desse tipo específico de ventiladores.

O princípio de operação do ventilador de refrigeração do motor

Para acionar o ventilador quando necessário, ele é conectado a outro sistema que monitora o ambiente de trabalho. Seu dispositivo, dependendo da modificação, inclui um sensor de temperatura do líquido refrigerante e um relé de ventilador. Este circuito elétrico é conectado ao motor do ventilador.

Um sistema tão simples funciona da seguinte maneira. Um sensor instalado na entrada do radiador registra a temperatura do líquido refrigerante. Assim que atinge o valor apropriado, o dispositivo envia um sinal elétrico para o relé. Neste momento, o contato eletromagnético é acionado e o motor elétrico é ligado. Quando a temperatura na linha cai, o sinal do sensor para de chegar e o contato do relé se abre - o impulsor para de girar.

Em sistemas mais avançados, dois sensores de temperatura são instalados. Um fica na entrada do refrigerante para o radiador e o outro na saída. Neste caso, o ventilador é acionado pela própria central, que determina esse momento pela diferença de indicadores entre esses sensores. Além deste parâmetro, o microprocessador leva em consideração a força de pressionar o pedal do acelerador (ou abrir estrangular), velocidade do motor e leituras de outros sensores.

Alguns veículos usam dois ventiladores para melhorar o desempenho do sistema de refrigeração. A presença de um elemento giratório adicional permite um resfriamento mais rápido do trocador de calor devido ao maior fluxo de ar frio. O controle de tal sistema também é realizado pela unidade de controle. Nesse caso, mais algoritmos são acionados no microprocessador. Graças a isso, a eletrônica pode não só alterar a velocidade de rotação das pás, mas também desligar um dos ventiladores ou ambos.

Além disso, muitos carros são equipados com um sistema no qual o ventilador continua a funcionar por algum tempo depois que o motor é desligado. Isso é necessário para que, após um trabalho intenso, o motor quente continue a esfriar por algum tempo. Ao desligar o motor, o líquido refrigerante para de circular no sistema, fazendo com que a temperatura da unidade sobe bruscamente, e a troca de calor não seja realizada.

Isso acontece muito raramente, mas se o motor estava funcionando na temperatura máxima e foi desligado, o anticongelante pode começar a ferver e formar uma barreira de ar. Para evitar essa carga em algumas máquinas, o ventilador continua a soprar ar para o bloco de cilindros. Este processo é denominado fan free run.

Os principais problemas de funcionamento do ventilador do radiador

Apesar do design simples e da alta confiabilidade, os ventiladores também falham, como qualquer outro mecanismo no carro. Pode haver muitas razões diferentes para isso. Vamos considerar as falhas mais comuns e como corrigi-las.

Na maioria das vezes, os motoristas enfrentam os seguintes problemas de funcionamento:

• Quando o motor está funcionando (o carro fica parado por um longo tempo), o sopro forçado do trocador de calor não é ligado
• O ventilador opera em temperaturas mais altas;
• O ar é soprado continuamente no radiador;
• As lâminas começam a girar muito mais cedo do que o líquido refrigerante atinge o aquecimento necessário;
• O ventilador liga com muita frequência, mas a luz de superaquecimento do motor não funciona. Neste caso, deve-se verificar o quão sujas estão as células do radiador, pois o ar não deve apenas fluir para a superfície do trocador de calor, mas passar por ele;
• Quando o fluxo de ar do radiador é ligado, o fluxo não vai para o compartimento do motor, mas é alimentado na direção oposta. O motivo desse trabalho é a pinagem errada dos cabos (é preciso trocar os pólos do motor elétrico);
• Quebra ou deformação da lâmina. Antes de substituir o impulsor por um novo, é necessário descobrir a causa de tal avaria. Às vezes, isso pode acontecer com uma instalação analfabeta ou instalação de um ventilador que não se destina a este modelo de carro. Caso contrário, a quebra das lâminas é consequência do desgaste natural do material.

Embora todos esses "sintomas" sejam indesejáveis ​​para a operação adequada da unidade de potência, é pior se o ventilador nem ligar. Isto porque, neste caso, está garantido o sobreaquecimento do motor. Se você continuar a operá-lo em temperaturas elevadas, ele irá falhar rapidamente.

Se o ventilador operar a uma temperatura superior a 80-85 graus (na maioria das vezes isso acontece após a substituição do sensor de temperatura), você deve verificar se o sensor de temperatura do líquido de arrefecimento está selecionado corretamente. Existem modificações para veículos que operam nas latitudes norte. Nesse caso, o dispositivo está configurado para operar em temperaturas mais altas.

Um termostato com defeito também pode causar superaquecimento. Detalhes sobre este dispositivo dizem aqui... Nesse caso, um lado do sistema de resfriamento estará excessivamente quente e o outro lado frio.

O motivo da quebra do sistema de resfriamento forçado (não relacionado ao termostato) pode ser a falha de um dos sensores (se houver vários) da temperatura do refrigerante, a quebra do motor do motor ou a perda de contato no o circuito elétrico (por exemplo, um núcleo de fio quebra, o isolamento está danificado ou o contato está oxidado). Primeiro, você precisa realizar uma inspeção visual da fiação e dos contatos.

Separadamente, vale a pena mencionar o problema raro de um ventilador funcionando com um motor frio. Este problema é típico de veículos equipados com ar condicionado interno.

Detalhes sobre ela são descritos neste vídeo:

VENTILADOR FUNCIONANDO COM MOTOR FRIO. O QUE FAZER. Para todas as máquinas com AR CONDICIONADO.

Além disso, o sistema pode ser testado das seguintes maneiras:

1. "Toque" a fiação usando um testador, multímetro ou "controle";
2. O desempenho do motor elétrico pode ser verificado conectando-o diretamente à bateria. Nesse caso, é importante observar a polaridade. Se o motor funcionar, o problema está nos fios, mau contato ou no sensor de temperatura;
3. A facilidade de manutenção do sensor é verificada fechando seus fios. Se o ventilador ligar ao mesmo tempo, o sensor de temperatura precisa ser substituído.

Vale a pena considerar que, para muitos modelos de automóveis mais recentes, tais diagnósticos não estão disponíveis devido ao fato de que a fiação neles pode estar bem escondida e nem sempre é fácil chegar ao sensor. Mas se houver um problema com o ventilador ou um dos componentes do sistema, a unidade de controle eletrônico irá gerar imediatamente um erro. Na maioria dos casos, o ícone do motor acenderá no painel de instrumentos. Alguns sistemas integrados permitem o autodiagnóstico padrão. Como você pode chamar o menu correspondente na tela do computador de bordo, leia aqui... Caso contrário, você precisa ir para o diagnóstico do computador.

Quanto à operação antecipada do ventilador, isso geralmente é um sintoma de um sensor de temperatura do líquido de arrefecimento com defeito. Embora todo mecânico de automóveis não possa concordar com essa conclusão, se o motor normalmente atinge a temperatura operacional, você não deve se preocupar se o sistema ligar antes do necessário. O superaquecimento é muito pior para o motor de combustão interna. Mas se é importante para o motorista que o carro atenda aos padrões ambientais, então esse problema deve ser resolvido, já que em um motor frio a mistura ar-combustível não queima de forma tão eficiente. Com o tempo, isso afetará negativamente o catalisador (para saber por que você precisa dele no carro, leia aqui).

Se o motor do ventilador funcionar constantemente, isso é um sintoma de um sensor com falha, mas mais frequentemente isso acontece devido a contatos "presos" no relé (ou a bobina do elemento eletromagnético queimada, se esta modificação for usada na máquina ) Se o termostato quebrar, geralmente o radiador estará frio e o ventilador não funcionará, mesmo em uma temperatura crítica do motor. Isso acontece quando o termostato está preso na posição fechada. Se estiver bloqueado no estado aberto, o motor de combustão interna frio demorará muito para atingir a temperatura de operação (o refrigerante imediatamente circula em um grande círculo e o motor não aquece).

O que fazer se o ventilador falhar durante a viagem?

Não é incomum um ventilador de resfriamento quebrar em algum lugar na estrada. Se parar de funcionar, no modo urbano o anticongelante certamente ferverá. Aqui estão alguns truques que podem ajudar neste caso:

• Em primeiro lugar, se ocorrer uma avaria na rodovia, no modo de alta velocidade é mais fácil fornecer fluxo de ar para o trocador de calor. Para isso, basta deslocar-se a uma velocidade não inferior a 60 km / h. Neste caso, o ar frio em grandes quantidades fluirá para o radiador. Em princípio, o ventilador raramente liga neste modo, então o sistema funcionará normalmente.
• Em segundo lugar, o sistema de aquecimento do habitáculo utiliza a energia térmica do sistema de refrigeração, portanto, em modo de emergência, pode ligar o aquecimento para ativar o radiador do aquecedor. Claro que, no verão, dirigir com o aquecimento interno ligado ainda é um prazer, mas o motor não falha.
• Em terceiro lugar, você pode mover em "travessões" curtos. Antes que a seta da temperatura do refrigerante atinja o valor máximo, paramos, desligamos o motor, abrimos o capô e esperamos esfriar um pouco. Em nenhum caso, durante este procedimento, não molhe a unidade com água fria, para não causar rachaduras no bloco do motor ou cabeçote. Claro, neste modo, a viagem será significativamente atrasada, mas o carro ficará intacto.

No entanto, antes de realizar tais procedimentos, você deve verificar por que o ventilador não liga. Se o problema for na fiação ou no sensor, para economizar tempo, você pode conectar o motor elétrico diretamente à bateria. Não se preocupe em ficar sem bateria. Se o gerador estiver funcionando corretamente, enquanto o motor de combustão interna estiver funcionando, o sistema de bordo será alimentado por ele. Leia mais sobre o funcionamento do gerador. separadamente.

Embora em muitos carros você mesmo possa substituir o soprador de ar, se o carro ainda estiver na garantia, é melhor usar os serviços de um centro de serviço.

Perguntas e Respostas:

Qual é o nome do ventilador do motor? A ventoinha do radiador também é chamada de cooler. Alguns veículos estão equipados com um radiador duplo (dois ventiladores independentes).

Quando o ventilador do carro deve ser ligado? Geralmente liga quando o carro fica parado por muito tempo ou em um congestionamento. O refrigerador é ligado quando a temperatura do refrigerante excede o indicador de operação.

Como funciona um ventilador de carro? Durante a operação, o motor ganha temperatura. Para evitar o superaquecimento, um sensor é acionado, o que ativa o acionamento do ventilador. Dependendo do modelo do carro, o ventilador funciona em diferentes modos.

Como o ventilador resfria o motor? Quando o resfriador é ligado, suas lâminas sugam o ar frio através do trocador de calor ou o bombeiam para o radiador. Isso acelera o processo de transferência de calor e o anticongelante é resfriado.