Scopo e principio di funzionamento della ventola di raffreddamento

Poiché il funzionamento di un motore a combustione interna è associato non solo a carichi meccanici elevati, ma anche a temperature estremamente elevate. Per sostenere temperatura di lavoro unità di potenza, in modo che non si guasti a causa di carichi pesanti, ogni modifica è dotata di un sistema di raffreddamento. C'è aria e raffreddamento a liquido. Vengono descritti i dettagli sul dispositivo di raffreddamento del motore in un'altra recensione.

Per rimuovere il calore in eccesso dal motore, c'è un radiatore nei sistemi di raffreddamento a liquido e in alcuni modelli di auto non è solo. Accanto a questo elemento è installato un ventilatore. Considera lo scopo di questa parte, in base a quale principio funziona, come funziona e cosa fare se il meccanismo si guasta durante il percorso.

Cos'è una ventola del radiatore per auto

Quando il motore è in funzione, genera molto calore. Il blocco cilindri di un classico motore a combustione interna è progettato in modo tale che nelle sue pareti sia presente una cavità riempita di liquido di raffreddamento (camicia di raffreddamento). Il sistema di raffreddamento include una pompa dell'acqua che funziona mentre l'albero motore ruota. È collegato all'albero motore tramite una cinghia di distribuzione (leggi di più a riguardo separatamente). Questo meccanismo crea una circolazione del fluido di lavoro nel sistema, grazie al quale rimuove il calore dalle pareti del motore.

L'antigelo o l'antigelo caldo passa dal motore al radiatore. Questo elemento si presenta come uno scambiatore di calore con un gran numero di tubi sottili e alette di raffreddamento per aumentare la superficie di contatto. Vengono descritti maggiori dettagli sul dispositivo, i tipi e il principio di funzionamento dei radiatori qui.

Il radiatore è utile solo quando l'auto è in movimento. In questo momento, il flusso di aria fredda in arrivo soffia sulla superficie del radiatore, a causa del quale si verifica lo scambio di calore. Naturalmente, la sua efficienza dipende dalla temperatura ambiente, ma durante la guida questo flusso è ancora molto più freddo del liquido di raffreddamento del motore.

Il principio di funzionamento del raffreddamento è allo stesso tempo il suo svantaggio: il massimo raffreddamento è possibile solo quando la macchina è in movimento (l'aria fredda deve penetrare nello scambiatore di calore). In condizioni urbane, è impossibile garantire un processo costante a causa dei semafori e dei frequenti ingorghi nelle aree metropolitane. L'unica soluzione a questo problema è creare un'iniezione d'aria forzata sulla superficie del radiatore. Questo è esattamente ciò che esegue il fan.

Quando la temperatura del motore aumenta, i sensori vengono attivati ​​e lo scambiatore di calore viene soffiato via. Più precisamente, le pale sono regolate in modo che il flusso d'aria non venga fornito contro il suo movimento, ma venga aspirato. Grazie a questo, il dispositivo è in grado di aumentare il flusso d'aria del radiatore anche mentre l'auto è in movimento, e quando il veicolo è fermo, l'aria fresca entra nel vano motore e l'ambiente caldo vicino al motore non è coinvolto.

Nelle auto più vecchie, la ventola era fissata rigidamente all'albero motore, in modo che avesse una trasmissione permanente. Se in estate un tale processo è vantaggioso solo per l'unità di potenza, in inverno un raffreddamento eccessivo del motore non è buono. Questa caratteristica del funzionamento costante del dispositivo ha spinto gli ingegneri a sviluppare un analogo che funzionasse solo quando necessario.

Dispositivo e tipi di ventola

Nonostante l'importanza fondamentale per il sistema di raffreddamento, questo meccanismo ha un dispositivo abbastanza semplice. Indipendentemente dalle modifiche, il design della ventola sarà composto da tre elementi:

• L'involucro, che è la base del meccanismo, è installato sul radiatore stesso. La particolarità di questo elemento è che il suo design costringe il flusso d'aria a lavorare solo in una direzione: non per dissiparsi al contatto con lo scambiatore di calore, ma per attraversarlo. Questo design dell'involucro consente un raffreddamento più efficiente del radiatore;
• Giranti. Ogni pala è leggermente sfalsata rispetto all'asse, come qualsiasi ventola, ma in modo che quando ruotano, l'aria venga aspirata attraverso lo scambiatore di calore. Solitamente questo elemento è costituito da 4 o più lame;
• Guidare.

A seconda del modello del dispositivo, l'unità può essere di un tipo diverso. Esistono tre varietà principali:

• Meccanico;
• Idromeccanico;
• Elettrico.

Consideriamo ogni modifica separatamente.

Trasmissione meccanica

La trasmissione meccanica ha un design semplice. In effetti, questo tipo di ventilatore è permanentemente collegato. A seconda delle caratteristiche del motore, può essere collegato all'albero motore tramite una puleggia o tramite una cinghia di distribuzione. L'avvio del motore porta immediatamente al funzionamento della girante, viene eseguito un soffiaggio costante dello scambiatore di calore e dell'unità di potenza.

Lo svantaggio di questo tipo di ventola è che raffredda il dissipatore anche quando non serve. Ad esempio, quando si riscalda un motore freddo, è importante che l'unità raggiunga la temperatura di esercizio e in inverno questo richiede più tempo a causa del liquido troppo freddo. Qualsiasi malfunzionamento di un tale meccanismo può compromettere seriamente il funzionamento dell'unità di potenza, poiché parte della coppia viene utilizzata anche sull'elemento rotante della ventola.

Inoltre, questa disposizione non consente di aumentare la velocità di rotazione delle pale separatamente dal funzionamento del motore. Per questi motivi, questa modifica non viene utilizzata nei veicoli moderni.

Trasmissione idromeccanica

L'azionamento idromeccanico è una versione più avanzata che funziona anche dalla centralina. Solo nel suo design ci sono molti elementi aggiuntivi. In una tale ventola viene utilizzata una frizione speciale, che ha un tipo di funzionamento viscoso o idraulico. Nonostante le differenze, hanno lo stesso principio di funzionamento. Nella versione idraulica, la rotazione della girante dipende dalla quantità di olio che vi entra.

La frizione viscosa assicura che la ventola si avvii e si arresti variando la temperatura del riempitivo siliconico (cambiando la sua densità). Poiché tali meccanismi hanno un design complesso e il movimento delle lame dipende dal fluido di lavoro, essi, come un analogo meccanico, sono anche estremamente raramente utilizzati nelle macchine moderne.

Guida elettrica

La trazione elettrica è l'opzione più affidabile e allo stesso tempo più semplice, utilizzata in tutte le auto moderne. Nella progettazione di un tale ventilatore, c'è un motore elettrico che aziona la girante. Questo tipo di azionamento ha un principio di funzionamento elettrico o elettromagnetico. La seconda modifica è più comune nei camion. La frizione elettromagnetica ha la seguente struttura.

L'elettromagnete è montato su un mozzo, che è collegato all'indotto del motore elettrico tramite una molla a balestra, ed è in grado di ruotare. In uno stato silenzioso, l'elettromagnete non funziona. Ma non appena il liquido di raffreddamento raggiunge circa 80-85 gradi, il sensore di temperatura chiude i contatti del magnete. Crea un campo magnetico, grazie al quale attrae l'armatura del motore elettrico. Questo elemento entra nella bobina e viene attivata la rotazione delle lame. Ma a causa della complessità del design, tale schema non viene utilizzato nei veicoli leggeri.

L'uso dell'elettronica consente di fornire diverse modalità di funzionamento del dispositivo, a seconda della temperatura del liquido di raffreddamento e della velocità dell'albero motore. La particolarità di un tale azionamento è che può essere acceso indipendentemente dal funzionamento del motore a combustione interna. Ad esempio, mentre il motore si sta riscaldando, la ventola non funziona e quando il liquido di raffreddamento raggiunge la sua temperatura massima, la girante inizia a ruotare.

Per dotare il sistema di raffreddamento di un flusso d'aria aggiuntivo, in quest'ultimo caso, è sufficiente avvitare la ventola nell'apposito punto e collegarla al cablaggio dell'auto. Poiché tale modifica viene utilizzata nei veicoli moderni, considereremo inoltre il principio di funzionamento di questo particolare tipo di ventilatori.

Il principio di funzionamento della ventola di raffreddamento del motore

Per attivare la ventola quando necessario, è collegata a un altro sistema che monitora l'ambiente di lavoro. Il suo dispositivo, a seconda della modifica, include un sensore di temperatura del liquido di raffreddamento e un relè della ventola. Questo circuito elettrico è collegato al motore del ventilatore.

Un sistema così semplice funziona come segue. Un sensore installato all'ingresso del radiatore registra la temperatura del liquido di raffreddamento. Non appena sale al valore appropriato, il dispositivo invia un segnale elettrico al relè. In questo momento, il contatto elettromagnetico viene attivato e il motore elettrico viene acceso. Quando la temperatura nella linea scende, il segnale dal sensore smette di arrivare e il contatto del relè si apre: la girante smette di ruotare.

Nei sistemi più avanzati sono installati due sensori di temperatura. Uno si trova all'ingresso del refrigerante al radiatore e l'altro all'uscita. In questo caso, la ventola viene accesa dalla centralina stessa, che determina questo momento dalla differenza di indicatori tra questi sensori. Oltre a questo parametro, il microprocessore tiene conto della forza di pressione del pedale del gas (o apertura soffocare), velocità del motore e letture di altri sensori.

Alcuni veicoli utilizzano due ventole per migliorare le prestazioni del sistema di raffreddamento. La presenza di un elemento rotante aggiuntivo consente un raffreddamento più rapido dello scambiatore di calore grazie al maggior flusso di aria fredda. Anche il controllo di un tale sistema viene effettuato dall'unità di controllo. In questo caso, più algoritmi vengono attivati ​​nel microprocessore. Grazie a ciò, l'elettronica non solo può modificare la velocità di rotazione delle pale, ma anche spegnere una delle ventole o entrambe.

Inoltre, molte auto sono dotate di un sistema in cui la ventola continua a funzionare per un po 'di tempo dopo lo spegnimento del motore. Ciò è necessario affinché dopo un lavoro intenso il motore caldo continui a raffreddarsi per un po 'di tempo. Quando il motore è spento, il liquido di raffreddamento smette di circolare attraverso il sistema, a causa del quale la temperatura nell'unità aumenta bruscamente e lo scambio di calore non viene eseguito.

Ciò accade estremamente raramente, ma se il motore funzionava alla massima temperatura ed è stato spento, l'antigelo può iniziare a bollire e formare una sacca d'aria. Per evitare questo carico in alcune macchine, la ventola continua a soffiare aria al blocco cilindri. Questo processo è chiamato funzionamento senza ventole.

I principali malfunzionamenti della ventola del radiatore

Nonostante il design semplice e l'elevata affidabilità, anche le ventole di raffreddamento si guastano, come qualsiasi altro meccanismo dell'auto. Ci possono essere molte ragioni diverse per questo. Consideriamo i guasti più comuni e come risolverli.

Molto spesso, i conducenti si trovano ad affrontare i seguenti malfunzionamenti:

• Quando il motore è in funzione (l'auto è ferma a lungo), il soffio forzato dello scambiatore di calore non si accende;
• La ventola funziona a temperature più elevate;
• L'aria viene costantemente soffiata sul radiatore;
• Le lame iniziano a ruotare molto prima che il liquido di raffreddamento raggiunga il riscaldamento richiesto;
• La ventola si accende troppo spesso, ma la spia di surriscaldamento del motore non funziona. In questo caso, dovresti controllare quanto sono sporche le celle del radiatore, poiché l'aria non dovrebbe solo fluire sulla superficie dello scambiatore di calore, ma attraversarlo;
• Quando il flusso d'aria del radiatore è attivato, il flusso non entra nel vano motore, ma viene alimentato nella direzione opposta. Il motivo di questo lavoro è la piedinatura sbagliata dei cavi (è necessario scambiare i poli del motore elettrico);
• Rottura o deformazione della lama. Prima di sostituire la girante con una nuova, è necessario scoprire la causa di tale guasto. A volte questo può accadere con un'installazione analfabeta o l'installazione di un ventilatore non destinato a questo modello di auto. In caso contrario, la rottura delle lame è una conseguenza della naturale usura del materiale.

Sebbene tutti questi "sintomi" siano indesiderabili per il corretto funzionamento dell'unità di potenza, è peggio se la ventola non si accende affatto. È così, perché in questo caso è garantito il surriscaldamento del motore. Se continui a utilizzarlo a temperature elevate, fallirà rapidamente.

Se la ventola funziona a una temperatura superiore a 80-85 gradi (il più delle volte ciò accade dopo la sostituzione del sensore di temperatura), è necessario verificare se il sensore di temperatura del liquido di raffreddamento è selezionato correttamente. Sono previste modifiche per i veicoli che operano alle latitudini settentrionali. In questo caso, il dispositivo è impostato per funzionare a temperature più elevate.

Un termostato difettoso può anche causare il surriscaldamento. I dettagli su questo dispositivo dicono qui... In questo caso, un lato del sistema di raffreddamento sarà eccessivamente caldo e l'altro sarà freddo.

Il motivo del guasto del sistema di raffreddamento forzato (non correlato al termostato) potrebbe essere il guasto di uno dei sensori (se ce ne sono diversi) della temperatura del liquido di raffreddamento, il guasto del motore elettrico del motore o la perdita di contatto nel circuito elettrico (ad esempio, l'anima di un filo si rompe, l'isolamento è danneggiato o il contatto è ossidato). Innanzitutto, è necessario condurre un'ispezione visiva del cablaggio e dei contatti.

Separatamente, vale la pena menzionare il raro problema di una ventola funzionante con un motore freddo. Questo problema è tipico dei veicoli dotati di aria condizionata interna.

I dettagli su di lei sono descritti in questo video:

VENTOLA IN FUNZIONE A MOTORE FREDDO. COSA FARE. Per tutte le macchine con ARIA CONDIZIONATA.

Inoltre, il sistema può essere testato nei seguenti modi:

1. "Ring" il cablaggio utilizzando un tester, multimetro o "controllo";
2. Il funzionamento del motore elettrico può essere testato collegandolo direttamente alla batteria. In questo caso, è importante osservare la polarità. Se il motore funziona, il problema è nei cavi, in uno scarso contatto o nel sensore di temperatura;
3. La funzionalità del sensore viene verificata chiudendo i suoi fili. Se la ventola si accende contemporaneamente, è necessario sostituire il sensore di temperatura.

Vale la pena considerare che per molti ultimi modelli di auto tale diagnostica non è disponibile perché il cablaggio in essi può essere ben nascosto e non è sempre facile raggiungere il sensore. Ma se c'è un problema con la ventola o uno dei componenti del sistema, la centralina elettronica genererà immediatamente un errore. Nella maggior parte dei casi, l'icona del motore si accenderà sul quadro della strumentazione. Alcuni sistemi di bordo consentono un'autodiagnostica standard. Leggi come richiamare il menu corrispondente sullo schermo del computer di bordo qui... Altrimenti, devi andare alla diagnostica del computer.

Per quanto riguarda il funzionamento anticipato della ventola, questo è spesso un sintomo di un sensore di temperatura del liquido di raffreddamento difettoso. Sebbene ogni meccanico automobilistico non possa sottoscrivere questa conclusione, se il motore raggiunge normalmente la temperatura di esercizio, non dovresti preoccuparti che il sistema si accenda prima del necessario. Il surriscaldamento è molto peggiore per il motore a combustione interna. Ma se è importante per il conducente che l'auto soddisfi gli standard ambientali, allora questo problema deve essere risolto, poiché a motore freddo la miscela aria-carburante non brucia in modo così efficiente. Nel tempo, ciò influenzerà negativamente il catalizzatore (per il motivo per cui ne hai bisogno in macchina, leggi qui).

Se il motore del ventilatore gira costantemente, questo è un sintomo di un sensore guasto, ma più spesso ciò accade a causa di contatti "incollati" nel relè (o la bobina dell'elemento elettromagnetico è bruciata, se questa modifica viene utilizzata nella macchina ). Se il termostato si guasta, il radiatore sarà spesso freddo e la ventola non funzionerà, anche a una temperatura critica del motore. Questo accade quando il termostato è bloccato in posizione di chiusura. Se è bloccato nello stato aperto, il motore a combustione interna fredda impiegherà troppo tempo per raggiungere la temperatura di esercizio (il liquido di raffreddamento circola immediatamente in un cerchio ampio e il motore non si riscalda).

Cosa fare se il ventilatore si guasta durante il viaggio?

Non è raro che una ventola di raffreddamento si rompa da qualche parte sulla strada. Se smette di funzionare, in modalità città l'antigelo bollirà sicuramente. Ecco un paio di trucchi che possono aiutare in questo caso:

• In primo luogo, se si è verificato un guasto in autostrada, in modalità ad alta velocità è più facile fornire il flusso d'aria allo scambiatore di calore. Per fare ciò, è sufficiente muoversi a una velocità non inferiore a 60 km / h. In questo caso, l'aria fresca in grandi quantità fluirà al radiatore. In linea di principio, la ventola si accende raramente in questa modalità, quindi il sistema funzionerà normalmente.
• In secondo luogo, il sistema di riscaldamento dell'abitacolo utilizza l'energia termica del sistema di raffreddamento, quindi, in modalità emergenza, è possibile accendere il riscaldamento per attivare il radiatore del riscaldatore. Certo, in estate, guidare con il riscaldamento interno acceso è ancora un piacere, ma il motore non si guasta.
• In terzo luogo, puoi muoverti in brevi "trattini". Prima che la freccia della temperatura del liquido di raffreddamento raggiunga il valore massimo, ci fermiamo, spegniamo il motore, apriamo il cofano e aspettiamo che si raffreddi un po '. In nessun caso, durante questa procedura, non innaffiare l'unità con acqua fredda, in modo da non creare crepe nel blocco cilindri o nella testata. Naturalmente, in questa modalità, il viaggio subirà un notevole ritardo, ma l'auto sarà intatta.

Tuttavia, prima di eseguire tali procedure, è necessario verificare il motivo per cui la ventola non si accende. Se il problema è nel cablaggio o nel sensore, per risparmiare tempo, è possibile collegare il motore elettrico direttamente alla batteria. Non preoccuparti di rimanere senza batteria. Se il generatore funziona correttamente, mentre il motore a combustione interna è in funzione, il sistema di bordo è alimentato da esso. Maggiori informazioni sul funzionamento del generatore. separatamente.

Sebbene in molte auto sia possibile sostituire da soli il ventilatore dell'aria, se l'auto è ancora in garanzia, è meglio utilizzare i servizi di un centro di assistenza.

Domande e risposte:

come si chiama la ventola del motore? La ventola del radiatore è anche chiamata radiatore. Alcuni veicoli sono dotati di doppio refrigeratore (due ventilatori indipendenti).

Quando deve accendersi la ventola dell'auto? Di solito si accende quando l'auto è ferma da molto tempo o si trova in un ingorgo. Il refrigeratore si accende quando la temperatura del liquido di raffreddamento supera l'indicatore di funzionamento.

Come funziona un ventilatore per auto? Durante il funzionamento, il motore guadagna temperatura. Per evitare che si surriscaldi, viene attivato un sensore che attiva l'azionamento della ventola. A seconda del modello di auto, la ventola funziona in diverse modalità.

Come fa la ventola a raffreddare il motore? Quando il refrigeratore è acceso, le sue lame aspirano aria fresca attraverso lo scambiatore di calore o la pompano sul radiatore. Ciò accelera il processo di trasferimento del calore e l'antigelo viene raffreddato.