Регулятор охлаждения двигателя. Автоматический регулятор мощности (скорости) вентилятора охлаждения (АРМ). Преимущества при использовании блока управления вентилятором

Данная схема работает следующим образом: Чем выше температура двигателя-тем быстрее вращается вентилятор охлаждения. И наоборот, чем ниже температура-тем медленнее вращается вентилятор,таким образом пока не остановится. Так же данный ШИМ регулятор снижает на грузку на бортовую сеть автомобиля, и избавляет от реле.

Схема собрана на Мосфетах и так же микросхеме ne555

Схема ШИМ ругулятора:

Для уменьшения нагрева нужно использовать несколько мосфетов повторяя цепочку R3-VT1 в параллель, количество транзисторов зависит от мощности вентилятора 200Вт - два транзистора, 300Вт - три транзистора, при больших мощностях возможно придется усиливать выходной какскад 555 таймера:

Важный момент: для равномерного распределения тока нагрузки по мосфетам используем провода сечения 1 - 1,5 кв.мм одинаковой длинны соединяя силовые выводы мосфетов с общими точками схемы.
Так как при работе вентилятора в цепи (акумулятор-вентилятор-регулятор-корпус"земля") течет значительный ток (30А) используем в этой цепи провода сечением не менее 6 кв.мм, а для обеспечения безопасности ставим в эту цепь 40А предохранитель.

Настройка:

Прогреваем двигатель до 85 градусов и вращением движка резистора R7 добиваемся включения вентилятора на половину его мощьности. Алгоритм работы устройства такой, что при повышении температуры двигателя обороты вентилятора повышаются, при понижении температуры обороты вентилятора уменьшаются. В дальнейшем нужно произвести подстройку так чтобы при 80-82 градусах вентилятор не включался.

Скачать плату в LAY

P.S. На практике использования,схема показала что работа устройства далека от совершенства и его эффективность сильно зависит от состояния радиатора (если теплоотдача радиатора "как у нового" то это устройство вполне способно "сбивать температуру" и штатная система включения вентилятора будет срабатывать крайне редко даже в 30 градусную жару, ну а если радиатор "подустал" то кроме плавного разгона вентилятора эта схема ничего более не даст), поэтому рекомендую использовать эту "поделку" только в параллель штатной системе включения вентилятора.
05.2015 Глюк
За время эксплуатации окислились контакты "минусового" провода подключения к бортовой сети - уши корпуса коммутатора, ключи замерли в открытом состоянии и конечно вентилятор закрутился на макс.оборотах "на постоянку". Чистка контактов и установление надежной "массы" вернуло устройство к нормальным режимам работы, но ненадолго. Причиной неисправности оказался один из мосфетов, виновника определил по цвету перегрева его сток-исток контактов.

Чтобы избавиться от монотонного надоедливого шума вентилятора, когда нет острой необходимости в его постоянной работе, достаточно смастерить небольшую схему на основе ШИМ.

ШИМ – широтно-импульсная модуляция, часто используется в бытовой технике для управления различными двигателями постоянного тока. На его основе можно легко построить управление оборотами любого вентилятора, в том числе и автомобильного.

В качестве генератора импульсов будем использовать низкочастотный генератор, построенный на базе таймера NE555. Принцип действия простой генератор управляет мощным полевым транзистором, который управляет подачей питания на вентилятор, тем самым задает частоту вращения вентилятора необходимой частоты. Частота генератора задается переменным резистором, изменяя значение его сопротивления, может установить необходимую нам частоту работы вентилятора.

В качестве полевого транзистора могут быть использованы IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46 в принципе выбор очень велик, особых требований к нему не предъявляется, тем более что он работает на низкой частоте.

Полевой транзистор, желательно установить на теплоотвод, в качестве радиатора может служить и кузов автомобиля, однако в этом случае, необходимо обеспечить отсутствие электрического контакта между корпусом транзистора и кузова автомобиля. Это можно сделать с помощью слюдяной прокладки.

С номиналами переменного резистора можете поэкспериментировать, в данном случае использовался переменник с диапазоном сопротивлений от 4,7 кОм до 20 кОм, мощности резистора должна составлять не менее 1 Вт, если возьмете меньше, может погореть.

Все конструкция умещается в спичечный коробок, можете сделать ее просто навесным монтажом или на макетной плате. Конденсатор полярный, поэтому будьте аккуратней перед установкой не попутайте полярность.

Вентилятор системы охлаждения двигателя представляет собой специальное устройство, которое обеспечивает обдув радиатора и разогретого мотора автомобиля посредством постоянного и равномерного отвода в атмосферу излишнего тепла.

Вентилятор охлаждения двигателя – разновидности устройства

Конструкция данного механизма, который нередко называют вентилятором радиатора, достаточно проста. В ней предусмотрено наличие одного шкива, на котором размещаются четыре и больше лопасти. По отношению к плоскости вращения они монтируются под определенным углом, за счет чего интенсивность нагнетания воздуха повышается (ниже мы расскажем, куда именно дует вентилятор).

Также в конструкции имеется привод. Он может быть: гидромеханическим; механическим; электрическим. Привод гидромеханического типа – это гидравлическая либо специальная вязкостная муфта. Последняя получает требуемое движение от коленвала. Такая муфта частично или полностью блокируется при повышении температуры заполняющего ее силиконового состава.

Само повышение температуры обуславливается увеличением нагрузки на мотор транспортного средства, которая возникает при увеличении количества оборотов коленвала. Вентилятор включается в тот момент, когда происходит блокировка муфты. А вот блок гидравлической муфты включается при изменении в ней объема масла. В этом заключается ее принципиальное отличие от вязкостного приспособления.

Под механическим понимают привод, выполняемый ременной передачей от . На современных автомобилях он практически не используется, так как для вращения вентилятора затрачивается значительная мощность ДВС (мотор отдает слишком много своих сил). А вот электропривод, наоборот, применяется очень часто. В его составе два основных компонента – система управления и электродвигатель вентилятора системы охлаждения двигателя.

Система управления отслеживает температуру, которую имеет мотор автомобиля, и обеспечивает функционирование механизма охлаждения. Электромотор привода подключен к бортовому компьютеру. Схема управления стандартного электрического привода состоит из:

• ЭБУ ();
• температурного датчика, который следит за температурой охлаждающего состава;
• расходомера воздуха;
• реле (по сути, регулятор), по команде коего включается и выключается вентилятор;
• датчика для отсчета оборотов коленвала.

Исполнительным механизмом при этом является именно электрический мотор, обеспечивающий привод. Принцип работы озвученной схемы достаточно прост: датчики передают сообщения в ЭБУ; электронный блок, куда попадают сигналы, производит их обработку; после анализа сообщений ЭБУ запускает регулятор (реле) вентилятора.

Многие авто последних лет выпуска в своей конструкции имеют не регулятор, по командам которого включается и выключается вентилятор, а отдельный блок управления. Его использование дает гарантию на более экономичное и по-настоящему эффективное функционирование всей охлаждающей системы (блок всегда знает, куда дует вентилятор, под каким углом он расположен, когда требуется отключить устройство и так далее).

Диагностика неисправностей вентилятора охлаждения

Ни самый инновационный электрический мотор, имеющий большую мощность, ни сверхнадежный блок или регулятор управления не в состоянии на все сто процентов защитить охлаждающую систему от поломок. Учитывая то, что вышедший из строя вентилятор охлаждения, который дует не туда, куда надо, или вовсе не вращается, способен стать виновником перегрева двигателя, следить за его нормальным функционированием требуется постоянно.

Вовремя сделанный ремонт компонентов системы убережет ваш автомобиль от многих неприятностей, но здесь важно правильно установить причину поломки вентилятора. Другими словами, сначала нужно найти проблему, по которой, например, не работает регулятор оборотов коленвала либо блок управления, либо электрический мотор. Диагностику неисправностей вентилятора может провести любой водитель, ориентируясь на далее приведенные рекомендации.

Проверку следует начинать с демонтажа разъема (штекерного) температурного датчика и его обследования. В тех случаях, когда датчик является одинарным, нужно взять небольшой кусок обычной проволоки и замкнуть в штекере клеммы. При исправном вентиляторе блок управления или реле должны дать команду на его включение при замыкании. Если интересующее нас устройство не включается при такой проверке, это значит, что требуется его ремонт либо замена.

При наличии двойного термодатчика принцип проверки немного изменяется, и выполняется в два этапа:

1. Замыкают красный и красно-белый проводок. При этом должно фиксироваться медленное вращение вентилятора.
2. Замыкают проводки красного и черного цвета. Теперь вращение должно значительно ускориться.

Если вращения не наблюдается, вентилятор придется демонтировать и установить на его место новое устройство. Если постоянно работает вентилятор охлаждения радиатора (дует без перерывов), есть вероятность того, что из строя вышел датчик его включения. Проверить такое подозрение несложно. Необходимо включить зажигание, а затем удалить наконечник провода с датчика.

Если выключения устройства после этого не произошло, можно смело покупать новый регулятор (датчик) отключения устройства. Ситуации, когда постоянно работает вентилятор охлаждения радиатора, встречаются не редко, и теперь вы знаете, как решить такую проблему. Также имеет смысл выполнить проверку предохранителя в тех случаях, когда вы сомневаетесь в работоспособности описываемого в статье механизма. Делается это так:

• от плюсовой клеммы аккумуляторной батареи подают на красно-черный или красно-белый проводок в разъеме вентилятора питание;
• от минусовой клеммы подают заряд на проводок коричневого цвета.

Если регулятор либо блок не отреагировал (устройство не включилось), проверьте провод температурного датчика (все имеющиеся на нем разъемы и штекера). Возможно, понадобится простой ремонт кабеля (например, его изолирование, замена штекера). Если дело не в проводе, значит, придется приобретать новый вентилятор, так как ваш сломался.

Демонтаж, обслуживание и ремонт вентилятора охлаждения своими руками

Достойный уровень охлаждения радиатора и двигателя машины достигается только в том случае, когда вентилятор периодически проверяют на наличие разных мелких поломок и загрязнений. Совсем несложно регулярно выполнять такую проверку и при помощи щетки очищать устройство от грязи и пыли.

Принцип демонтажа вентилятора прост: от АКБ откидывают провод массы; отключают все без исключения провода, которые подходят к рассматриваемому узлу; откручивают болты крепления устройства. Теперь можно слегка сдвинуть кожух вентилятора и посмотреть на его состояние. Подобный осмотр позволяет выявить немало поломок и выполнить:

• Зачистку и замену проводов: их некачественный контакт зачастую и является причиной неадекватной работы вентилятора.
• Ремонт щеток (а точнее их замену): данный элемент системы чаще других выходит из строя, так как щетки очень быстро изнашиваются, собирая всю грязь с дороги.
• Устранение замыкания либо обрыва обмоток ротора: иногда они находятся в рабочем состоянии, но плохо функционируют из-за скопившихся на них загрязнений. Решить данную проблему и вовсе не сложно – достаточно смочить в растворители ветошь и скрупулезно очистить обмотки (при необходимости допускается использовать и специальные щетки для чистки).

Иногда требуется менять электрический мотор (например, когда вентилятор не запускается при хорошо прогретом двигателе). Ремонт этой важной части устройства охлаждения, к сожалению, не выполняется.

Куда дует вентилятор охлаждения?

В этой статье мы не можем обойти вниманием вопрос о том, куда дует интересующий нас механизм. Именно его задают экспертам и коллегам-автолюбителям пользователи на десятках и сотнях форумах, посвященных обслуживанию транспортных средств. На самом деле ответ на него очень прост.

Само назначение охлаждающего устройства и принцип его работы, описанный выше, говорит нам о том, что дует он исключительно на двигатель, засасывая холодный воздух через радиатор.

Если в вашем автомобиле поток воздуха направлен не на мотор, а на радиатор, это означает только то, что вентилятор неправильно подключили после технического обслуживания либо выполнения ремонтных работ. Вероятнее всего, просто-напросто спутали клеммы. Следует установить их правильно, и больше никогда не задаваться вопросом, куда вентилятор должен направлять поток охлажденного воздуха.

Автоматический регулятор мощности (скорости) вентилятора охлаждения (АРМ) - это устройство, которое управляет работой одного из вентиляторов охлаждения автомобиля. Чтобы понять принцип его работы и для чего он нужен, давайте сначала вспомним штатные (заводские) режимы работы вентиляторов охлаждения.

Когда температура антифриза в системе охлаждения достигает 99 градусов, включается первый (левый, или правый - зависит от конкретной машины) вентилятор охлаждения на половинной скорости (через добавочный резистор) и продолжает работь до тех пор, пока температура не упадет до 94 градусов. В случае, если температура не падает, а продолжает расти, то на 100 градусах включаются оба вентилятора на максимальную скорость, и отключаются на тех же 94 градусах. Указанные пороговые значения температур могут отличаться на 1-2 градуса как в плюс, так и в минус (зависит от года выпуска авто и версии прошивки). Кстати, у некоторых машин 2006 года встречается непонятный алгоритм работы 1-го вентилятора: при температуре 99 градусов он начинает включаться и выключаться на первой скорости с интервалом в 20-30 секунд. Скорее всего, это "глючный" алгоритм, т.к. срок службы вентилятора, работающего в таком режиме резко сокращается (но об этом ниже). "Лечится" эта беда заменой прошивки .

Рассмотрим недостатки штатного режима работы вентиляторов охлаждения :

1. Вентиляторы включаются "ударно". Особенно ярко это проявляется при включении второй скорости, то есть с места и сразу на "максималку". Это негативно сказывается на сроке их службы .
2. Два вентилятора потребляют в режиме максимального обдува порядка 50 ампер, из-за чего происходит "просадка" напряжения в бортовой сети. В пробках оно может упасть ниже 11.5 вольт. Если у вас, вдобавок, включены фары, и вы простоите в этой пробке час, то есть большая вероятность, что аккумулятор разрядится до такой степени, что не сможет потом прокрутить стартер и двигатель попросту не заведется.
3. Температура двигателя в пробках все время повышается и понижается, а такой режим работы ДВС совсем не является оптимальным .
4. Работа двух вентиляторов производит достаточно сильный шум, что само по себе неприятно. Вдобавок, уменьшаются обороты холостого хода из-за п.2, в общем, вибрационно-звуковая картинка работы вентиляторов - то еще "удовольствие"!
5. Известно, что когда мы выключаем прогретый двигатель, температура его резко повышается. Цилиндры раскалены, а циркуляция антифриза в системе прекратилась. Перегрев может достигать 105-108 градусов, и если двигатель в этот момент завести, то повышенный износ поршневой гарантирован.

Основное отличие системы АРМ от заводской схемы заключается в том, что он управляет работой вентилятора бесступенчато, в режиме реального времени. Скорость его вращения изменяется плавно и своевременно , при этом она, на исправном автомобиле, практически никогда не достигает максимума. Вентилятор не "сбивает" температуру, а поддерживает её.

Система АРМ состоит из собственно блока управления вентилятором и дополнительного датчика температуры с оригинальным патрубком, который вставляется в разрез верхнего шланга радиатора. Блок управления имеет входы для подключения датчика температуры и питания (12 вольт), а также силовой выход со штатным разъемом непосредственно на вентилятор.

АРМ работает следующим образом. Когда температура двигателя достигает 95 градусов, вентилятор охлаждения (мы подключаем к АРМ левый вентилятор, по нашему мнению, он охлаждает ДВС эффективнее) начинает вращаться. Скорость его вращения такова, что видно лопасти крыльчатки. По мере роста температуры, скорость вращения плавно плавно увеличивается, и когда рост её прекращается, обороты вентилятора больше не прибавляются и он вращается с постоянной скоростью. Если температура пошла вверх, то скорость опять немного увеличится, если вниз - уменьшится, и т.д. Таким образом, вентилятор работает на поддержание стабильной температуры охлаждающей жидкости в допустимом интервале.

Что нам все это дает? Вернемся к нашим пунктам (см. выше):

• Вентилятор включается плавно , соответственно, срок его службы значительно увеличивается .
• Потребляемый ток снижается в разы, поэтому ниже 12.5 вольт напряжение бортсети не понижается..
• Температура ДВС стабильна на всех режимах, что очень хорошо.
• Вентилятор Вы из салона слышать перестанете, он теперь будет работать практически незаметно.
• Охлаждающая жидкость больше не перегревается после остановки горячего двигателя. Когда вы выключаете зажигание, АРМ остается включенным, он продолжает отслеживать температуру и увеличивает обдув, не позволяя антифризу закипать и создавать в системе охлаждения избыточное давление, вызывающее срабатывание клапана расширительного бачка. Когда двигатель охладится, АРМ полностью отключит вентилятор.
• Главное же достоинство АРМ заключается в том, что вентилятор больше не ведет изо всех сил борьбу с перегревом, а работает в наиболее экономично м и благоприятном для двигателя режиме. А надежность системы охлаждения в целом только повысится , так как АРМ устанавливается как бы "поверх" штатной системы, при этом никаких изменений в ней не производится . В случае необходимости, можно просто вытащить из вентилятора разъем АРМ и вставить назад разъем штатной проводки. Работа системы полностью восстановится в заводском режиме . Второй вентилятор остается подключенным по штатной схеме, так что он тут же включится, если АРМ не справится. Необходимо отметить, что такая ситуация может сложиться только на тяжелом бездорожье, или в других, особенно тяжелых условиях.

АРМ производит Тверская компания ЗАО "ЭЛМАС" , а Техцентр "НИВА777" является ее официальным представителем в Московском регионе.

Сколько это стоит?

В данной схеме управление вентилятором или кулером системы охлаждения происходит по сигналу термистора в течении заданного периода времени. Схема простая, собрана всего на трех транзисторах.

Эта система управления может быть использована в самых разных областях жизни, где необходимо охлаждение посредством вентилятора, например, охлаждения материнской платы ПК, в усилителях звука, в мощных блоках питания и в иных устройствах, которые в ходе своей работы могут перегреваться. Система представляет собой сочетание двух устройств: таймера и термореле.

Описание работы схемы управления вентилятором

Когда температура низкая, сопротивление термистора высокое и, следовательно, первый транзистор закрыт, потому что на его базе напряжение ниже 0,6 вольт. В это время конденсатор на 100 мкФ разряжен. Второй PNP-транзистор так же закрыт, поскольку напряжение на базе равно напряжению на его эмиттере. И третий транзистор так же заперт.

При повышении температуры, сопротивление термистора уменьшается. Таким образом, напряжение на базе первого транзистора увеличивается. Когда это напряжение превысит 0,6 В, первый транзистор начинает пропускать ток заряжая конденсатор 100 мкФ и подает отрицательный потенциал на базу второго транзистора, который открывается и включает третий транзистор, который в свою очередь активирует реле.

После того, как вентилятор включается, температура уменьшается, но конденсатор 100 мкФ разряжается постепенно, сохраняя работу вентилятора в течение некоторого времени после того, как температура приходит в норму.

Подстроичный резистор (показан на схеме как 10 ком) должен иметь значение сопротивления около 10% от сопротивления термистора при 25 градусах. Термистор применен марки EPCOS NTC B57164K104J на 100 кОм. Таким образом, сопротивление подстрочного резистора (10%) получается 10 кОм. Если вы не можете найти эту модель можно использовать другой. Например, при использовании термистора 470 кОм сопротивление подстроичного составит 47 кОм.

Схема подключения вентилятора с питанием от 12 вольт.

Схема подключения вентилятора с питанием от 220 вольт

В печатной плате можно увидеть два подстроичных резистора. Первый на 10 кОм для регулирования порога срабатывания вентилятора, второй на 1 мОм позволяет регулировать время работы после нормализации температуры. Если вам нужен больший интервал времени, то конденсатор на 100 мкФ можно увеличить до 470 мкФ. Диод 1N4005 используется для защиты транзистора от индуктивных выбросов в реле.