В каждом современном транспортном средстве есть вентилятор охлаждения радиатора, который управляется простым устройством — датчиком включения вентилятора. Все об этих датчиках, их существующих типах, конструкции и принципах работы, а также о правильном выборе и замене — читайте в предложенной статье.
Назначение датчика включения вентилятора и его место в автомобиле
Датчик включения/выключения вентилятора (ДВВ) — датчик системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания; электронное или электромеханическое устройство, осуществляющее включение и отключение электрического вентилятора охлаждения радиатора в зависимости от текущей температуры охлаждающей жидкости.
Ключевая функция датчика — включение электровентилятора в определенном интервале температур (в пределах 82-110 градусов), что обеспечивает обдув радиатора и интенсивное отвод тепла от двигателя. Некоторые датчики не только включают и выключают вентилятор, но и изменяют скорость его вращения в зависимости от температуры.
ДВВ входят в состав систем охлаждения двигателей, оснащенных электрическим приводом вентилятора (с электромотором). В автотракторной технике с приводом вентилятора от коленчатого вала используются иные средства его включения и отключения, о которых в данной статье не рассказано.
Типы, устройство и принцип действия датчика включения вентилятора
Общая схема цепи управления вентилятором
В настоящее время находят применение три основных типа датчиков:
- Восковые — на основе герметичного объема, заполненного воском (церезитом) или иным вязким рабочим телом с высоким коэффициентом расширения;
- Биметаллические (термобиметаллические) — на основе биметаллической пластины;
- Бесконтактные электронные — на основе терморезистора (термистора).
Первые два типа устройств являются электромеханическими контактными, они имеют в своем составе контактные группы (одну или две), которые замыкают и разрывают электрическую цепь вентилятора при изменении температуры мотора. Электронный датчик контактной группы не имеет, он является датчиком абсолютной температуры, данные с него поступают на электронный блок управления, который среди прочего выполняет и включение/отключение вентилятора. О конструкции и работе каждого из датчиков подробно рассказано ниже.
Контактные электромеханические датчики бывают двух типов:
- Односкоростные — включают и отключают вентилятор только в одном интервале температур, имеют единственную контактную группу;
- Двухскоростные — включают и отключают вентилятор, а также изменяют скорость его вращения в различных интервалах температур, имеют две контактные группы, замыкающиеся/размыкающиеся при различной температуре.
Контакты в ДВВ могут быть нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми. Они могут срабатывать в четырех температурных интервалах:
- От 82 до 87 градусов;
- От 87 до 92 градусов;
- От 92 (94) до 99 градусов;
- От 104 до 110 градусов.
В отечественных автомобилях чаще используются датчики на первых три интервала (до 99 градусов), в зарубежных часто встречаются и боле высокотемпературные устройства.
ДВВ, независимо от типа, имеют типовую конструкцию. Их основу составляет закрытый корпус, внутри которого располагается чувствительный элемент (воск, биметаллическая пластина или термистор), а на наружной поверхности выполнены резьба, шестигранник под ключ и электрический разъем. Корпус изготавливается из латуни или бронзы (для лучшей теплопроводности), он имеет форму пробки, которая через уплотнительное кольцо ввинчивается в радиатор (с «горячей» стороны — у патрубка от блока двигателя) и непосредственно контактирует с потоком охлаждающей жидкости. В некоторых автомобилях устанавливается сразу два датчика (на входе и выходе из радиатора), чем обеспечивается лучшее управление системой охлаждения.
Большинство датчиков имеют резьбу М22х1,5 и шестигранник под ключ на 29 мм, однако встречаются и другие варианты с меньшей резьбой (М14 и М16). Электрический разъем может быть с ножевыми и штифтовыми контактами, открытым или с защитной пластиковой юбкой. Обычно разъем располагается непосредственно на задней части датчика, однако встречаются датчики и с вынесенным разъемом на коротком кабеле.
Устройство и принцип действия воскового ДВВ
Восковый датчик включения вентилятора
Работа датчика данного типа основана на известном эффекте температурного расширения тел — увеличении и уменьшении объема при увеличении и уменьшении температуры. В качестве рабочего тела в таких датчиках используется смесь парафинов — церезит (он же нефтяной воск) с добавкой небольшого количества медной пудры для повышения теплопроводности. Церезит помещен в герметичный корпус, закрытый диафрагмой (мембраной), которая связана с приводом контактной группы. Привод может быть прямым (мембрана непосредственно связана с контактами) или косвенным (через рычаг и пружину, обеспечивающую более надежное замыкание и размыкание контактов). В односкоростных датчиках есть только одна мембрана и контактная группа, в двухскоростных — две мембраны со своими контактными группами.
Общая схема цепи управления вентилятором с двухскоростным датчиком
Работает датчик следующим образом. При низкой температуре церезит имеет определенный объем, при котором на диафрагму не оказывается никакого воздействия — контакты датчика разомкнуты (либо замкнуты, если для данного датчика это положение является нормальным), цепь вентилятора обесточена. При повышении температуры церезит расширяется и приподнимает мембрану, в определенный момент она настолько поднимается, что обеспечивает замыкание контактной группы — цепь вентилятора замыкается. В двухскоростных датчиках при дальнейшем повышении температуры церезит расширяется и воздействует на вторую диафрагму. При понижении температуры объем воска уменьшается и в определенный момент контакты размыкаются — вентилятор выключается.
Сегодня именно восковые датчики включения вентилятора получили наибольшее распространение во всех типах автотракторной техники.
Устройство и принцип действия биметаллического датчика включения вентилятора
Биметаллические датчики включения вентилятора
Работа ДВВ этого типа основана на свойства биметаллической пластины — плоской или изогнутой пластины, спаянной из двух полос металлов с различным коэффициентом температурного расширения — деформироваться при изменении ее температуры. Основу датчика составляет биметалл той или иной формы, помещенный в герметичном корпусе, и непосредственно либо косвенно связанный с контактной группой. Пластина конструируется таким образом, чтобы деформация происходила резко, с щелчком — это обеспечивает более надежное срабатывание датчика.
Работает датчик довольно просто. При нагревании биметаллическая пластина деформируется и в определенный момент замыкает цепь вентилятора. При охлаждении пластина принимает первоначальную форму, обеспечивая разрыв электрической цепи. В двухскоростных датчиках могут использоваться две пластины, либо одна, но с несколькими контактами.
Биметаллические датчики сегодня менее распространены, чем восковые, что объясняется их более высокой стоимостью.
Устройство и принцип действия электронных ДВВ
Устройства данного типа являются датчиками абсолютной температуры охлаждающей жидкости — они не замыкают и размыкают цепь, а постоянно отслеживают температуру в радиаторе, передавая данные на электронный блок управления, который и осуществляет включение/отключение или изменение скорости вращения вентилятора.
Чувствительным элементом такого датчика является терморезистор (термистор) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от температуры. Сопротивление термистора постоянно измеряется электронным блоком, и в соответствии с заложенными алгоритмами осуществляется управление вентилятором. Более подробно о данном типе устройств можно узнать в статье о датчиках температуры.
Вопросы выбора и замены датчика включения вентилятора
Типовая схема установки датчика включения вентилятора
От состояния ДВВ зависит функционирование важной части системы охлаждения двигателя — вентилятора охлаждения радиатора. Вышедший из строя датчик может привести к перегреву мотора, поэтому данное устройство следует как можно скорее заменить.
Выбор датчика довольно прост — лучше всего брать тот тип и модель датчика, что стоял на радиаторе ранее (и это единственный вариант для новых авто на гарантии). Но в ряде случаев вполне допустима замена, главное, чтобы новый датчик имел те же температурные интервалы включения/отключения вентилятора, подходил по электрическому напряжению (12 или 24 В) и типу электрического разъема. Что касается размеров, то в большинстве случаев датчики имеют одинаковые корпуса, поэтому проблем с установкой новой детали не возникнет.
Замена датчика проста: нужно отключить и выкрутить старый датчик, и сразу же вкрутить новый. При этом следует не забыть о прокладке (уплотнительном кольце), а после ремонта нужно долить охлаждающую жидкость. В большинстве случаев слива охлаждающей жидкости производить не требуется, но рекомендуется приготовить емкость, в которую жидкость будет сливаться при демонтаже датчика.
При верной замене датчика система сразу начинает работать, обеспечивая надежное включение и отключение вентилятора при изменении температуры силового агрегата.
