Датчик включения вентилятора
В автомобильных системах охлаждения с электроприводом вентилятора предусматривается автоматическое включение и выключение вентилятора при изменении температуры охлаждающей жидкости. Главную роль в системе играет датчик включения вентилятора — все об этом компоненте вы можете узнать из данной статьи.
Что такое датчик включения вентилятора?
Датчик включения вентилятора — электронный или электромеханический прибор с контактной группой (группами), которая замыкает или размыкает электрическую цепь в зависимости от температуры. Датчик включается в цепь питания или управления приводом электрического вентилятора системы охлаждения двигателя, он является чувствительным элементом, который подает сигнал на включение или отключение вентилятора в зависимости от температуры охлаждающей жидкости (ОЖ).
Данные датчики применяются только в автомобилях, оснащенных вентиляторами охлаждения радиатора с электрическим приводом. Включение и выключение вентиляторов с приводом от коленвала двигателя осуществляется с помощью вязкостной муфты или другими средствами, которые здесь не рассматриваются.
Типы датчиков включения вентилятора
Все датчики включения вентилятора делятся на две группы по принципу действия:
• Электромеханические;
• Электронные.
В свою очередь, электромеханические датчики делятся на два типа:
• С чувствительным элементом на основе рабочего тела с высоким коэффициентом расширения (воска);
• С чувствительным элементом на основе биметаллической пластины.
Благодаря конструктивным особенностям электромеханические датчики могут включаться непосредственно в цепь питания вентилятора (хотя чаще датчик включается в цепь реле вентилятора), а электронные — только в цепь управления приводом вентилятора.
Также электромеханические датчики делятся на два типа по количеству контактных групп:
• Односкоростные — имеют одну контактную группу, которая замыкается в определенном интервале температур;
• Двухскоростные — имеют две контактных группы, которые замыкаются при разных температурах, что позволяет изменять скорость вращения вентилятора в зависимости от температуры ОЖ.
При этом контактные группы могут находиться в одном из двух состояний: нормально разомкнутые и нормально замкнутые. В первом случае вентилятор включается, когда контакты замыкаются, во втором — когда размыкаются (здесь могут использоваться дополнительные схемы управления).
Наконец, датчики отличаются температурой включения/выключения вентиляторов. В отечественных приборах предусмотрены интервалы 82–87, 87–92 и 94–99°C, в зарубежных приборах температурные интервалы лежат примерно в тех же границах, отличаясь на один-два градуса.
Конструкция и принцип работы электромеханического датчика с воском
Это наиболее распространенный тип датчиков включения вентилятора. Основу датчика составляет емкость, заполненная нефтяным воском (церезитом, состоит в основном из парафинов) с примесью медной пудры. Емкость с воском закрыта гибкой мембраной, на которой расположен толкатель, связанный с механизмом привода подвижного контакта. Привод контакта может быть прямым (с помощью того же толкателя) или косвенным, с помощью рычага и пружины (в этом случае достигается более надежное замыкание и размыкание цепи). Все детали заключены в металлический толстостенный корпус (это обеспечивает более равномерный нагрев рабочего тела) с резьбой и электрическим разъемом.
Принцип действия такого датчика основан на эффекте изменения объема рабочего тела при изменении температуры (он же используется и в автомобильных термостатах). Воск, который играет роль рабочего тела в датчике, обладает большим коэффициентом температурного расширения, при нагреве он расширяется и вытесняется из емкости. Расширяющийся воск упирается в мембрану и заставляет ее подниматься — та, в свою очередь, двигает толкатель и замыкает контакты — вентилятор включается. При снижении температуры мембрана опускается и происходит размыкание контактов — вентилятор выключается.
В двухскоростных датчиках используется, соответственно, две мембраны и два подвижных контакта, которые срабатывают в различных интервалах температур.
Датчик монтируется на радиатор охлаждения (через уплотнительную прокладку), его рабочая часть непосредственно контактирует с охлаждающей жидкостью, от которой и нагревается рабочее тело. Обычно на автомобиле используется один датчик включения вентилятора, но сегодня можно встретить и решения с двумя односкоростными датчиками, настроенным на различную температуру.
Конструкция и принцип работы датчика с биметаллической пластиной
Существует множество разновидностей датчиков этого типа, но в общем случае конструкция их довольно проста. Основу датчика составляет биметаллическая пластина той или иной формы, на которой расположен подвижный контакт. Также в датчике могут находиться вспомогательные компоненты для более надежного замыкания контактов. Пластина помещена в герметичный металлический корпус, на котором предусмотрена резьба и электрический разъем для подключения к системе управления вентилятором.
Принцип работы датчика основан на явлении деформации биметаллической пластины при изменении температуры. Биметаллическая пластина — это две приложенные друг к другу пластины из металлов, обладающих разным коэффициентом температурного расширения. При росте температуры металлы расширяются по-разному, в результате биметаллическая пластина изгибается и перемещает подвижный контакт — происходит замыкание цепи (или размыкание при нормально замкнутых контактах), вентилятор начинает вращаться.
Подключение датчика аналогично описанному выше. Датчики данного типа наименее распространены вследствие более высокой цены и сложности.
Конструкция и принцип работы электронного датчика
Конструктивно данный датчик тоже крайне прост: его основу составляет терморезистор, помещенный в массивном металлическом корпусе с резьбой для вворачивания в радиатор и электрическим разъемом.
Принцип работы датчика основан на эффекте изменения электрического сопротивления терморезистора при изменении температуры. В зависимости от типа терморезистора, его сопротивление с ростом температуры может падать или возрастать. Изменение сопротивления терморезистора отслеживается электронной схемой, которая при достижении определенной температуры подает управляющие сигналы на включение, изменение скорости вращения или отключение вентилятора.
В качестве электронных датчиков включения вентилятора используются штатные датчики температуры. Применение электронного датчика, в отличие от электромеханического, позволяет не просто включать и выключать вентилятор, а изменять скорость его вращения в зависимости от температуры ОЖ, обеспечивая эффективное охлаждение двигателя. Однако системы на электромеханических датчиках намного проще и дешевле, поэтому в будущем они вряд ли будут полностью вытеснены.
Как правило, датчики включения вентилятора очень надежны и имеют длительный срок службы, однако в случае поломки их необходимо как можно скорее менять — только так можно обеспечить нормальный температурный режим двигателя в любых условиях.
