Применение электрического привода вентилятора радиатора двигателя автомобиля

№106-1,

технические науки

Основные цели модернизации систем охлаждения с применения вентиляторов с электроприводом. Проблемы и способы регулирования при применении электропривода вентилятора.

Похожие материалы

Система охлаждения автотранспортного средства (АТС) должна обеспечивать оптимальное тепловое состояние двигателя и его нормальной работы. При изменении температуры охлаждающей жидкости в течение рабочего цикла двигателя в диапазоне от 80—120°С температура охлаждающей жидкости, находящейся в головке блока цилиндров, должна быть равна 80—95°С для систем охлаждения без давления.

Конструкция жидкостной системы охлаждения АТС может иметь вентилятор охлаждения радиатора и специальные элементы управления. С их помощью можно обеспечить оптимальный уровень охлаждения силового агрегата в процессе работы.

На сегодняшний день существует две работоспособные конструкции вентилятора охлаждения: механическая и электрическая.

Вентиляторы с наличием электропривода имеет более сложную конструкцию, нежели вентиляторы с вискомуфтой. Кроме того, она более современна, поэтому находит всё больше применение. Устройство включает в себя электродвигатель, датчик температуры, электронный блок управления, а также реле вентилятора охлаждения. В большинстве приборов устанавливается два датчика температуры. Настройка режима работы электродвигателя прибора требует наличия расходомера воздуха, а также датчика, отслеживающего частоту вращения коленчатого вала.

Основные цели модернизации систем охлаждения с применения вентиляторов с электроприводом:

  • стабилизировать температуру двигателя;
  • снизить расход топлива;
  • увеличить срок службы (ресурс) двигателя автомобиля;
  • практически исключить шум от работы вентилятора;
  • уменьшить электрическую нагрузку на бортовую сеть автомобиля.

С учетом условий работы АТС функционально система охлаждения также должна:

поддерживать заданное тепловое состояние двигателя при работе его на различных скоростных и нагрузочных режимах и при температуре окружающей среды от -40 °С до +35 °С;

обеспечивать возможность быстрого приведения двигателя в рабочее состояние при низкой температуре окружающей среды.

Основные проблемы, нашедшие распространение при применении электровентилятора:

  • высокий уровень шума электровентилятора при его включении и работе;
  • высокий уровень и неравномерность токовых нагрузок, создаваемых электровентилятором в системе электрооборудования автомобиля;
  • высокий уровень и неравномерность механических нагрузок на элементы устройств системы электрооборудования автомобиля (электродвигателя вентилятора, генератор и т. д.);
  • разрядка аккумулятора на холостом ходу двигателя внутреннего сгорания;
  • неэффективность применения в экстремальных ситуациях.

Система охлаждения должна иметь эксплуатационно-технический запас по тепловой эффективности, этот запас должен повышаться не за счет увеличения массы и поверхности охлаждения радиатора более расчетных, а посредством увеличения эффективности вспомогательных узлов, компоновкой воздушного тракта.

Техническая задача направлена на улучшение температурного режима двигателя внутреннего сгорания и повышение срока службы деталей автомобиля осуществляется за счет введения зависимости поддерживаемой температуры двигателя от различных факторов. Что в эксплуатации достигается за счет регулировки скорости вращения вентилятора применением:

  • принудительное включение вентилятора от кнопки;
  • плавного пуска вентилятора охлаждающей жидкости;
  • плавное включение и выключение вентилятора;
  • регулировки оборотов электровентилятора в зависимости от температуры двигателя;
  • регулировки оборотов электровентилятора в зависимости от заданных температур (включения, выключения, назначенной, с гистерезисом);
  • регулировки оборотов электровентилятора в зависимости от условий эксплуатации (жаркая погода, низкая температура, прогрев двигателя, прогрев салона, движение при малых скоростях (в «пробке») и др.);
  • систем регулирования температуры и регулировки оборотов электровентилятора в зависимости от условий эксплуатации и режимов работы агрегатов АТС (аварийный режим, работа кондиционера, «теплый запуск» и др.).

При реализации указанных предложение необходимо выполнять ряд требований: минимальные габариты и мaссовые параметры, затраты мощности на привод.

Критерий оценки этих требований — функциональная работоспособность системы в заданных условиях при минимальных экономических затратах на изготовление и в эксплуатации, достаточная надежность.