Дизайн

Как подключить датчик включения вентилятора. Датчик включения вентилятора

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

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

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.

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

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

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.

Представляет собой датчик включения вентилятора термочувствительный элемент, заключенный в корпус из сплава меди. Этот металл используется по причине того, что он способен хорошо проводить тепло, а также довольно быстро остывает. Устанавливается датчик в нижней или верхней части радиатора системы охлаждения. Зависит это от марки и модели автомобиля, а если точнее, то от типа используемого датчика.

Функции датчика вентилятора

Полезные свойства датчика включения электрического вентилятора сложно переоценить. Он автоматизирует работу системы охлаждения, позволяет включать дополнительный обдув без участия водителя. Для этого в корпусе установлен термочувствительный элемент, который реагирует на изменение температуры жидкости в системе. По сути датчик - это выключатель с нормально разомкнутыми контактами.

Можно провести сравнение с автоматическими выключателями, которые повсеместно используются для проведения электромонтажных работ в домах и на предприятиях. Их основа - это биметаллическая пластина, которая деформируется при нагреве. Аналогичная ситуация и в датчиках включения вентилятора: пластина выгибается под действием температуры. Когда она достигает определенного значения, контакты замыкаются, подавая напряжение в цепь питания электродвигателя вентилятора.

Вариант схемы включения без реле

Датчики на некоторых автомобилях, например датчик включения вентилятора ВАЗ 2108-21099, начиная с середины 90-х годов способны выдерживать большие токи коммутации. Контакты выключателя, установленного в корпусе, не пригорают, наличие искрового промежутка не наносит им вреда. Поэтому в целях экономии и упрощения используется схема включения безрелейного типа.

Цепь питания электровентилятора соединена с плюсовой клеммой аккумулятора постоянно. Все управление работой происходит при помощи соединения минусового провода. От «+» аккумулятора к блоку предохранителей идет провод. Далее он проходит через устройство защиты (плавкий предохранитель) и сразу же, без лишних коммутирующих устройств, соединяется с плюсовым выводом (красным) вентилятора. Минусовой провод электровентилятора (черный) соединяется через датчик включения с кузовом автомобиля.

Схема включения при помощи реле

Применение реле позволяет обезопасить контакты датчика от высоких токов коммутации, так как он используется только лишь для замыкания слаботочной цепи питания обмотки электромагнитного реле. Суть практически та же, что и в прошлой схеме, но внедрен один элемент - реле с нормально разомкнутыми контактами. Питание его катушки осуществлять лучше не от замка зажигания, а напрямую от аккумулятора, чтобы при сильном перегреве, даже при выключенном зажигании, произошел обдув, а температура упала до оптимального значения.

Если решите изменить схему включения, то вам нужно использовать провода черного и красного цвета, реле и разъем для него, термоусадочную трубку. Первым делом необходимо найти подходящее место для установки электромагнитного реле. Доступ к нему должен быть свободным, а провода - не касаться двигателя и подвижных элементов. С датчика провода подключаете к контактной группе реле. Один вывод с катушки соединяете с кузовом через датчик включения вентилятора охлаждения, а второй подключаете к плюсовой клемме. Установка завершена, все провода необходимо изолировать и стянуть пластиковыми хомутами.

Как проверить датчик?

Перед тем как проверить датчик включения вентилятора, необходимо узнать принцип его работы. Если в двух словах, то два вывода устройства при нагреве свыше того значения, которое указано на корпусе, замыкаются. Исходя из этого, можно сказать, что самый верный способ проверки - это нагревание чувствительной части корпуса. Для этого вам потребуется снять с радиатора датчик, очистить его от пыли и грязи, при необходимости привести в порядок выводы.

Для проверки используйте тестер. Можно применить как самый примитивный, сделанный из лампы накаливания и батарейки, так и более совершенный - мультиметр в режиме прозвонки цепи. Учтите, что нагрев открытым огнем осуществлять запрещено. Закипятите воду в небольшой емкости, соедините тестер с контактами датчика, опустите в кипяток чувствительную сторону элемента. Должно произойти замыкание контактов, вы увидите это: загорится лампа или запищит мультиметр. А если тестер показывает, что контакты замкнуты, до того как вы опустили датчик в воду, то дальнейшую проверку можно не проводить: он явно неисправен.

Проведение замены

Почти на всех автомобилях замена датчика включения вентилятора осуществляется по одной схеме. Правда, в некоторых нужно сливать всю жидкость из системы охлаждения, а в других достаточно только из расширительного бачка. Первые - это те, в которых датчик расположен в нижней части радиатора, вторые - в верхней. Если нужно слить всю жидкость, то не забывайте о том, что кран печки нужно открывать, чтобы не осталась в нижней части системы жидкость. Для удобства можно установить автомобиль так, чтобы его передняя часть была выше задней (в горку).

Когда избавитесь от жидкости, можно приступать к демонтажу старого датчика. Снимите провода, подключенные к нему. Затем, используя подходящий ключ, сорвите с места корпус. Дальше можно его выкрутить руками. Новый датчик закручиваете сначала вручную, под конец производите окончательную затяжку гаечным ключом. Чтобы избежать появления течи, можно применить ленту для резьбы. Она способна уплотнить соединение, жидкость уходить не будет. Затем устанавливаете провода и заливаете в систему антифриз.

Включение вентилятора с помощью кнопки

На любом автомобиле датчик может выйти из строя. Хорошо, если это произойдет в тот момент, когда двигатель не испытывает нагрузок. Но если поломка застала вас в пробке, то температура жидкости в системе начнет медленно повышаться, в итоге начнется процесс кипения. В таких случаях не остается ничего другого, как открывать полностью радиатор печки (особенно это "приятно" в жару) либо же соединять выводы вентилятора с аккумулятором.

Для подстраховки лучше всего установить в салоне дополнительную кнопку, при включении которой произойдет запуск электровентилятора. Вам нужно только проложить два провода от места, где находится датчик включения вентилятора, до предполагаемого места установки кнопки. Если у вас схема включения с использованием реле, то решение задачи сводится к тому, чтобы соединить два провода на одной стороне с выводами датчика, а на другой - с контактами выключателя. Если реле не установлено, то лучше переоборудовать схему и поставить его. Не стоит проводить коммутацию больших токов кнопкой.

Две скорости в вентиляторе: реализация

Ступенчатое изменение скорости вращения ротора электровентилятора применяется на некоторых автомобилях. Сделать подобное можно на любой машине, в которой не установлен принудительный обдув. Вам потребуется два датчика. Только разница температуры срабатывания должна быть несколько градусов. Например, при 92 градусах вентилятор должен медленно вращаться, а при 100 - включаться и работать на полную мощность. Но при реализации такого решения обратите внимание на то, что в нижней части радиатора температура минимальна.

Если внизу стоит датчик включения вентилятора радиатора с температурой срабатывания 95 градусов, то при модернизации можно систему дополнить, смонтировав рядом с ним такое же устройство, но его температура срабатывания должна быть на 5 градусов меньше. Чтобы не сверлить отверстия в радиаторе, можно провести монтаж в резиновый патрубок. Схема управления почти такая же, как и при релейном. Но за счет использования резистора (например, как в цепи питания вентилятора печки) можно уменьшить частоту вращения ротора электровентилятора.

Заключение

Вариантов модернизации включения вентилятора не так и много, но при эксплуатации автомобиля возникает необходимость в аварийном режиме. Поэтому монтаж кнопки в салоне оказывается полезным, причем не только в старых машинах, но и в современных. При проведении работ с электрооборудованием отключайте аккумуляторную батарею. Скорость вращения крыльчатки вентилятора большая, поэтому лучше дополнительно подстраховаться, установив между лопастями кусок деревянного бруска, чтобы не произошло случайное включение мотора.

Со сменой механического привода вентилятора пришел электрический, а вместе с ним и датчик включения вентилятора ВАЗ. Он выполняет предельно простую функцию – когда поднимается температура двигателя выше предельной, он включает электровентилятор. Однако если он выйдет из строя, последствия могут быть не очень приятными.

Установка этого датчика имеет ряд преимуществ:

более быстрый прогрев двигателя при низких температурах;
уменьшение времени работы при неэффективном температурном режиме;
более оптимальный расход топлива.

Работа вентилятора совершенно не нужна при движении на большой скорости, потому что охлаждение происходит естественным путем. В то же время в жаркий день в условиях ограниченной скорости, например, при образовании пробки, двигатель быстро перегревается, и датчик включения вентилятора охлаждения просто необходим. Обычно этот элемент монтируется на нижнем патрубке, выходящем из радиатора. Устройство должно срабатывать при повышении температуры охлаждающей жидкости.

Из всей системы охлаждения именно биметаллический термовыключатель чаще всего выходит из строя, создавая опасность перегрева двигателя. Это влечет за собой серьезные последствия вплоть до заклинивания. Для того чтобы этого не допустить, нужно постоянно следить за температурой на приборной панели. На то, чтобы отреагировать и заглушить двигатель есть не более 5-10 минут.

Проверка работоспособности датчика

Если показатель температуры упорно ползет вверх, вероятнее всего, датчик вышел из строя. Для проверки необязательно сразу ехать на станцию технического обслуживания. На вопрос, как проверить датчик включения вентилятора, можно ответить, выполнив очень простой тест:

Во-первых, стоит проверить предохранитель, отвечающий за работу вентилятора. Если он сгорел, то нужно просто поставить новый и не тратить деньги на биметаллический термовыключатель.
Во-вторых, можно замкнуть 2 контакта устройства, если электровентилятор начнет работать, вероятнее всего, проблема найдена и нужен новый датчик.
В-третьих, не помешает проверить проводку. Нередки случаи, когда элементарно отсутствовало питание или наблюдалось пробивание на массу.

Другой способ заключается в использовании мультиметра. Для его проведения потребуется емкость с водой сравнительно небольших размеров, а также источник тепла, который будет разогревать жидкость. Принцип этого метода практически полностью повторяет проверку термостата.

Клеммы мультиметра необходимо присоединить к контактам биметаллического термовыключателя и включить прибор в так называемый режим «прозвона» или измерения значения сопротивления. Далее датчик включения вентилятора радиатора следует поместить в воду той частью, на которой расположена резьба.

Можно включать источник тепла и ждать, пока нагреется вода. Как только термометр покажет температуру 92-95°C, мультиметр издаст характерный звук. Если этого не произошло, необходимо заменить нерабочий элемент.

Замена биметаллического термовыключателя

Отказ от постоянного вращения вентилятора с помощью ременного привода позволил сократить время прогрева двигателя. Электрический привод, который состоит из мотора, реле, датчика включения и аккумулятора, позволяет включать вентилятор лишь тогда, когда температура двигателя превышает оптимальное значение. Благодаря такому подходу система охлаждения двигателей внутреннего сгорания стала более эффективной. Периодическое включение вентилятора позволило снизить расход топлива, ведь сократилось время прогрева мотора и исчезли потери мощности на постоянное вращение лопастей.

Как работает и где находится датчик включения вентилятора

Основа датчика – биметаллическая пластина, которая с ростом температуры меняет свою форму. Когда температура охлаждающей жидкости превышает указанное на корпусе датчика значение, изгиб биметаллической пластины приводит к замыканию контактов датчика. Электрический ток, который проходит через контакты датчика, включает силовое реле, управляющее двигателем вентилятора.

Датчик расположен сбоку радиатора. На одних моделях он расположен сверху, на других посередине. Распознать его несложно. Он похож на крупную латунную гайку, к которой подходят два (реже три) электрических провода. Собираясь менять датчик включения вентилятора, учитывайте следующее. Чем ниже температура срабатывания датчика, тем ниже его устанавливают относительно уровня охлаждающей жидкости. Температура включения датчиков, которые устанавливают внизу радиатора, не превышает 85 градусов. Температура датчиков, устанавливают в середине радиатора 90 – 95 градусов.

Как проверить датчик включения вентилятора

Необходимость в проверке датчика возникает после перегрева мотора или подозрении на плохую работу системы охлаждения. В первую очередь необходимо проверить не датчик, а провода и реле, включающие вентилятор. Для этого снимите провода подходящие к датчику и замкните их, если проводов не два, а три, то нужно поочередно замкнуть средний и каждый из крайних. Вентилятор должен включиться на низкой и высокой скорости, в зависимости от того, какие контакты замкнуты. Если вентилятор включился, значит, провода и реле исправны и можно приступать к проверке датчика, если нет, необходимо найти и устранить неисправность (обрыв проводов, плохой контакт, перегоревший предохранитель, сгоревшие реле или мотор вентилятора).

Убедившись, что реле, мотор и провода исправны, приступайте к проверке датчика. Для этого вам понадобится тазик для охлаждающей жидкости, ключ на 30, термометр до 100 градусов, кастрюля с водой, печка и мультиметр. Снимите клемму с аккумулятора и подставьте тазик под автомобиль таким образом, чтобы охлаждающая жидкость из радиатора выливалась не на землю, а в него. Дождитесь, когда радиатор остынет до 45 – 50 градусов, после чего выкрутите сливную пробку (она расположена в нижней части радиатора с левой или правой стороны). После того как жидкость стечет, вкрутите пробку на место. Снимите провода с датчика (если их 3, то пометьте каждый, чтобы при установке нового датчика не перепутать их), после чего ключом на 30 выкрутите датчик.

Налейте в кастрюлю воды, чтобы она покрыла рабочую часть датчика (до гайки) и поставьте на печку. Контролируйте температуру воды с помощью термометра.

С помощью мультиметра проверяйте срабатывание контактов датчика. Для трехконтактного желательно использовать два мультиметра. Включите мультиметр в режим измерения сопротивления со звуковым сигналом и подключите к выводам датчика. Когда биметаллическая пластина замкнет контакты, мультиметр начнет пищать. Выключите печку и дождитесь выключения мультиметров. Сравните показания термометра в момент срабатывания и выключения контактов датчика. Если отклонение от написанных на корпусе датчика значений свыше 5%, желательно заменить его. Если отклонение свыше 10%, или датчик вообще не сработал, его необходимо заменить. Установка проходит в следующем порядке – вкручивание датчика, заливка охлаждающей жидкости, подключение аккумулятора.

Видео - Замена и диагностика датчика включения вентилятора

Как подобрать новый датчик

Чтобы правильно подобрать датчик, необходимо знать оптимальную температуру охлаждающей жидкости, при которой он должен включаться и выключаться. Для автомобиля ВАЗ 2110 это 92 и 87 градусов. Оптимальная температура срабатывания датчика для другого автомобиля указана в инструкции по ремонту и эксплуатации машины. Покупайте датчик только в крупных магазинах и обязательно берите чек. Перед установкой датчика на автомобиль, проверьте его, как описано выше. Если разница между температурой, указанной на корпусе датчика и той, при которой он реально срабатывает, превышает 5%, замените его. Работа мотора при температуре, отличающейся от оптимальной, сильно снижает его ресурс.