اجزای سیستم خنک کننده موتور خودرو

از آنجایی که انرژی زیادی در موتور خودرو به گرما تبدیل می شود، سیستم خنک کاری در عملکرد موتور یک خودرو نقش بسزایی ایفا می کند و مهمترین وظیفه سیستم خنک کننده ،جلوگیری از گرم شدن بیش از حد مجاز از طریق انتقال گرما به آب و سپس به هوای بیرون خودرو است. 

موتور خودرو بهترین عملکرد را در دمای مناسب و بهینه خود دارد.

مهمترین اجزاء سیستم خنک کننده به صورت کلی به دو قسمت

مکانیکی

واتر پمپ، ترموستات، شلنگها، کانالهای مدار آب، رادیاتور و درب رادیاتور

 الکتریکی

موتور فن ها، رله های فن، ECU یونیت فن سنسور دمای آب، جعبه تقسیم برق، فیوزها و دسته سیم مربوط به فن ها  تقسیم بندی می شود.

وقتی موتور سرد است تبدیل انرژی حرارتی به مکانیکی در آن با نقصان مواجه می شود و در نتیجه بازده موتور کمتر و آلودگی ایجاد شده بیشتر می شود. 

وظیفه دیگر سیستم خنک کاری این است که به موتور اجازه دهد سریعتر به دمای بهینه و مناسب برسد و گرم شود، سپس موتور را در دمایی ثابت نگه می دارد. درون موتور خودرو سوخت به طور دائم می سوزد و عمل احتراق انجام می شود گرمای حاصل از احتراق به میزان زیادی از طریق اگزوز خارج می شود اما مقداری از گرمای ایجاد شده به اجزاء داخلی موتور منتقل می شود و باعث افزایش دما و در نتیجه گرم شدن موتور می گردد پس باید سیستمی باشد که این دما را در تمام شرایط کاری موتور کنترل نموده و از افزایش و یا کاهش بیش از حد آن جلو گیری کند.

در اصطلاح به این سیستم کنترلی سیستم خنک کننده موتورمی گویند و سیستم فن یکی از اجزاء مهم تشکیل دهنده آن  می باشد و در ادامه مطالب به بررسی سیستم فن در محصولات ایران خودرو می پردازیم.

نحوه عملکرد سیستم فن در خودروهای پژو۴۰۵، پارس، سمند،RD وROA 

سنسورهای بکار رفته جهت اطلاع رسانی از دمای آب در این خودروها از دو نوع مقاومت های NTC فشنگی سر سبزو PTC فشنگی سر قهوه ای( می باشد که در حال حاضر نوع PTC فقط در پارس ELX کاربرد دارد و در بقیه خودروهای جدید از NTC استفاده شده است. 

سنسورPTC :  

با افزایش دما مقاومت آن نیز افزایش پیدا می کند یعنی با افزایش مقاومت سنسور در حالتی که به حد آستانه اول و یا دوم برسد فرمان راه اندازی فن دور کنُد و یا دور تُند با ارسال بدنه از طرف یونیت فن صادر می گردد لازم به ذکر است در این سیستم با افزایش مقاومت میتوانیم زمان راه اندازی فن را جلوتر بیندازیم.

سنسورNTC : 

با افزایش دما مقاومت آن کاهش پیدا می کند یعنی با کاهش مقاومت سنسور در حالتی که به حد آستانه اول و یا دوم برسد فرمان راه اندازی فن دور کُند ویا دور تُند با ارسال بدنه از طرف ECU موتور صادر می گردد.

 

قطعاتی که در راه اندازی سیستم فن نقش دارند عبارتند از:

۱- سنسور دمای آب؛ در پشت سر سیلندر و یا جلوی آن در مسیر جریان آب قرار گرفته است. دو نوع سنسور دمای آب وجود دارد: سر قهوه ای PTC که تحت فرمان کنترل یونیت فن می باشد و یا سرسبز NTC که تحت فرمان ECU انژکتور می باشد. در ادامه توضیحات بیشتری داده خواهد شد.

۲-کنترل یونیتِ فن؛ در سمت چپ شاسی، پشت چراغ راننده قرارگرفته و وظیفه آن، دریافت اندازه دمای آب از سنسورPTC سرقهوه ای و سپس ارسال منفی به رله ها جهت راه اندازی موتور فن می باشد .

۳- رله فن؛ برروی دیاق سینی جلو، پشت جلو پنجره قرارگرفته و وظیفه آن دریافت منفی از یونیت فن یا ECU و سپس ارسال برق خروجی به موتور فن ها می باشد.

۴-دو عدد موتور فن؛ که در قسمت پایین دیاق سینی جلو قرار گرفته اند و با شروع به کار کردن این موتور فن ها پروانه های متصل به آنها

۵-جعبه فیوز کالسکه ای؛ واقع برروی گلگیر سمت راننده از سمت داخل است که وظیفه آن تقسیم برق می باشد و پس از باطری برق رسانی به تمام نقاط از جمله سوییچ و کلیه قطعاتی که نیاز به برق مستقیم دارند را انجام می دهند                        .

با روشن شدن موتور و بالا رفتن دمای آب در حد آستانه اول یا دوم با اعلام سنسور دمای آب دستور راه اندازی فن دور کُُند یا تُُند فن از طریق ECU موتور و یا یونیت فن صادر می گردد . نحوه عملکرد سیستم فن  در خودروهای تولید داخل به دو صورت سری و موازی می باشد.

مدار سری

مصرف کننده ها در مدارسری به صورت خطی یا پشت سرهم قرار گرفته به طوری که قطع شدن یکی از آنها باعث از کار افتادن دیگری می شود. در این مدار ولتاژها با هم جمع می شوند ولی شدت جریانها برابرند یعنی هنگامی که از باتری ۱۲ولتی استفاده می شود باید مجموع ولتاژ مصررف کننده هایی که در مسیر قرار می گیرند ۱۲ ولت باشد.    

لازم به ذکر است دور کند سیستم فن به صورت مدار سری می باشد.

 

مدار موازی 

مصرف کننده ها درمدار موازی به موازات هم)به صورت جداگانه( قرار گرفته بطوریکه قطع شدن یکی تاثیری در بقیه ندارد. 

در این مدار شدت جریانها با هم جمع می شوند ولی ولتاژها برابرند یعنی هنگامی که از باتری۱۲ولتی استفاده می شود هر کدام از مصرف کننده ها به صورت جدا گانه با ولتاژ ۱۲ولتی شروع به فعالیت می نماید. 

لازم به ذکر است دور تند سیستم فن به صورت مدار موازی می باشد.

دور کُُند مدار سری

پس ازدریافت اطلاعات از طرف  سنسور دمای آب مبنی بر عملکررد دور کند فن،ECU ) یونیت(  با ارسال بدنه ای به رله A )سمت راننده(  آنرا تحریک می نماید برق های مثبت این رله ازجعبه تقسریم بررق کالسکه ای تامین می گردد و پس از تحریک رله، برق خروجی بره

پس از دریافت اطلاعات از طرف سنسور دمای آب مبنی بر عملکرد دور تند فن،ECU)یونیت( با ارسال بدنه به رله هایA وB وC آنها را تحریک

 

سیستم فن در خودرو پژو ۲۰۶

قطعات الکتریکی بکار رفته در سیستم فن در این خودرو عبارتند از:

BM34 جعبه فیوز موتور– ECU– سنسور دمای آب– دو عدد رله فن– مقاومت فن واقع درجلوی رادیاتور بر روی سینی فن– موتورفن. 

در این خودرو از یک عدد موتور فن استفاده شده است لازم به ذکر است یکی از نقاط ضعف سیستم های تک فن این است که در هنگام بروز ایراداتی از قبیل گیر کردن موتور فن به صورت مکانیکی و یا در هنگام بروز تصادفات از ناحیه جلوی خودرو میتواند منجر به سوختن فیوز مربوطه و یا مقاومت و در نهایت خود موتور فن گردد و در خودروهایی که دارای دو عدد موتور فن می باشند اگر یکی از آنها به هر نحوی دچار گیر مکانیکی گردد دیگری با دور تُند شروع به کار می کند و در نتیجه مالک خودرو می تواند در شرایط خاص خودرو را  به نزدیکترین نمایندگی برساند تا رفع عیب گردد.

 

 

دور کُُند مدار سری

پس ازدریافت اطلاعات از طرف  سنسور دمای آب مبنی بر عملکرد دور کند فن ، ECU موتور با ارسال بدنه ای به رله A )رله بالایی( آن را تحریک می نماید برق اصلی و تحریک مثبت این رله از BM34 )مدول۱ و مدول۲( تامین می گردد با تحریک شدن رله برق خروجی به مقاومت ودر نهایت به موتور فن می رسد وفن با دور کند شروع به کار می نماید.

 

دور تُُند  مدار موازی

پس ازدریافت اطلاعات از طرف سنسور دمای آب مبنی بر عملکرد دور تُند  فن ، ECU موتور با ارسال بدنه ای به رله B رله پایینی آن را تحریک می نماید برق اصلی و تحریک مثبت این رله از BM34 مدول۱ و مدول۲ تامین می گردد  با تحریک شدن رله برق خروجی به موتور فن می رسد و فن با دورتند شروع به کار می نماید.

مسیر دور تند به صورت نقطه چین در نقشه مشخص شده

 

سیستم فن در خودرو L90 

باید توجه داشت که این خودرو نیز مثل خودروی۲۰۶ دارای یک دستگاه موتور فن و دو عدد رله جهت دور کُند و تُند و یک عدد مقاومت جهت سری کردن ولتاژ در هنگام راه اندازی دور کنُد می باشد.

دور کُُند مدار سری در هنگام راه اندازی فن در دور کند توسط ECU موتور جریان خروجی پس از عبور رله دور کند که داخل جعبه فیوز موتور قرار گرفته است به سمت مقاومت واقع در قسمت جلو و پایین رادیاتور رفته و سپس به سمت موتور فن ارسال می گردد و چون مدار به صورت سری قرار گرفته  ولتاژ ارسالی به موتور فن نصف می گردد و در نتیجه موتور فن با دور کند شروع به کار می کند.

 

دور تنُد مدار موازی در هنگام راه اندازی سیستم فن در دور تند توسط ECU موتور مدار به صورت موازی بوده و ولتاژی که به موتور فن می رسد ۱۲ولت می باشد رله دور تند نیز در داخل جعبه فیوزموتور قرار دارد.

ECU موتور زمانی دستور راه اندازی دور تُند را صادر می کند که؛ 

اولا: فرمان راه اندازی سیستم کولر صادر شود و در این زمان حتما باید مقدار گاز کامل و یا قطعات مربوط به سیستم کولر و سیم کشی مربوطه سالم باشد.  

ثانیاً: ECU موتور متوجه ایراداتی از قبیل خرابی مقاومت و یا رله دور کند و یا بروز عیب در سیستم گردش آب از قبیل گیر بودن ترموستات، خرابی درب رادیاتور، سوختن واشر سرسیلندرو وجود هوا در سیستم گردش آب )با توجه به اطلاعاتی که ECU از سنسور دمای آب دریافت می کند( گردد.

لازم به ذکر است که در صورت عدم ارسال دستور راه اندازی فن ها قبل از اقدام به تعویض ECU ترمینال های اینترکانکتور ECU از نظر عقب کشی مورد بازدید قرار گیرد.

مسیر دور تند به صورت نقطه چین در نقشه مشخص شده

 

• مقاومت فن            ECU              ^۸        ۲      رله
• ۱ ۶۶      ۴      دور کند

۵       ۳    فیوز   شماره۱

                                                                                              رله             داخل

 موتور فن    کولر  جعبه   فیوز   موتور

                                                                        ECU 38                ۱                        رله                   ۰۴

                                                                      ۶۶                ۲                            دورتند                 آمپر

نکته                                                        ۵

• با توجه به یکی بودن کانکتورهای مقاومت فن و موتور فن از نظر اتصال دقت لازم را داشته باشید که این کانکتورها اشتباهاً به جای هم وصل نشوند کانکتور موتور فن با روکش سبز و کانکتور مقاومت دارای روکش نارنجی می باشد در صورت جابجایی این دو کانکتور به جای هم در هنگام راه اندازی دور کند چراغ استُُپ روشن شده و نشانگر دمای آب تا انتها بالا میرود و مقاومت فن داغ شده و احتمال سوختن آن وجود دارد .

• اگر بعد از خاموش کردن خودرو دور کند یا تند فن به مدتکوتاهی کار کند) در صورت گرم بودن موتور( ایراد محسوب نمی شود هنگام خاموش شدن خودرو، گردش جریان آب که توسط واتر پمپ انجام می شود متوقف می گردد از طرفی گرمای ناشی از احتراق هنوز در پیستون و بلوک سیلندر و سر سیلندر وجود دارد که به مایع خنک کننده که ساکن شده منتقل می گردد بنابراین در تابستان ها این انتقال حرارت باعث افزایش شدید دمای آب داخل موتور می شود و در نتیجه ممکن است در بعضی موارد فن در حالت موتور خاموش نیز به کار خود ادامه دهد.
• در این خودرو اتصال منفی زیر باتری نقش بسزایی در عملکرد سیستم فن و نشانگر دمای آب دارد بنابراین در صورت مشاهده نوسان در نشانگر دمای آب و یا اختلال در سیستم فن اتصال منفی باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد.

سیستم فن در خودرو سوزوکی

در ابتدا با بازکردن سوئیچ ECM اطلاعات مربوط به دمای آب را از سنسورECT دریافت می کند و در دمای معین دستور راه اندازی فن را به رله ها صادر می کند.

با تحریک رله ها عملکرد سیستم فن در سه دور )کُند، میانی و تُند( در دماهای مشخص آغاز می شود.

بین خودرو سوزوکی ۲۰۰۰ و ۲۴۰۰ حدود ۵درجه سانتیگراد اختلاف دما در برنامه ECM وجود دارد.

پس از گرم شدن خودرو و رسیدن دمای آب به دمای مشخص شده با وجود برق مستقیم و بعد سوئیچ بر روی رله های فن ، سیستم به فرمان ECM شروع به کار می کند که در اینجا به بررسی مسیر برق رسانی در دورهای کند و میانی و تُند می پردازیم.

به طور کلی:

برق + تحریک رله ها از سوئیچ  – جعبه فیوز شماره ۳)داخل اطاق( [فیوز شماره ۳۲-۱۵A ]- به پایه های شماره ۵ رله های ۱ و ۲ و شماره ۳ فن ها.

لازم به ذکر است منفی تحریک رله ها از ECM به ترتیب برای راه اندازی دور کُند پایه ۴۶ECM  و دور میانی ابتدا پایه ۴۷ و ۴۶ ,ECM و سپس پایه۴۸ECM و دور تُند پایه ۴۸ و۴۴ و ۴۶ECM    از کانکتور E23   ارسال می گردد.

 لازم به ذکر هر کانکتور ECM دارای۶۰ پایه می باشد و کانکتور E23   در  سمت چپ دسته سیم قرار می گیرد.

نقشه برق فن ها و رله های فن دور کُند فن ها

 دور اول فن دور کنُد فن ها مدار فرمان دور کند

 ارسال منفی از پایه ۴۶ECM  به پایه ۳ رلهA    مدار قدرت دور کند

+باطری – جعبه فیوز شماره ۱جنب باطری )فیوز شماره ۲-۴۰A(  –  به پایه ۱ رله شماره ۱- خروج از پایه ۲ رله   شماره ۱-عبور از موتور فن A- ورود به پایه ۱ رله شماره ۲ – با توجه به عدم تحریک رله شماره ۲ خروج از پایه ۴ رله شماره ۲- ورود به موتور فن B – سوکت دیگر  موتور فن B اتصال بدنه دائم دارد. در نتیجه هر دو موتور فن سری می شوند و  هر دو موتور فن A  و B با دور کند کار می افتند.

دور دوم فن )دور میانی فن(

مدار فرمان دور میانی؛ استراتژی ECM در این خودرو به گونه ایست که قبل از راه اندازی دور تند فن، هرکدام از موتور فن ها را به صورت جداگانه به مدت۵/۰ ثانیه در ابتدا با ارسال منفی از پایه های۴۶ و ۴۴

 

 

 

دور سوم فن )دور تنُد فن ها(  مدار فرمان دورتُند

علاوه بر  ارسال منفی از پایه۴۶ECM به پایه۳رله شماره یک منفی از پایه۴۷ECM به پایه ۳ رله شماره ۲ ارسال می شود و یک منفی دیگر نیز از پایه۴۸ECM به پایه ۳ رله شماره۳ ارسال می شود.

 مدار قدرت دور تنُد

+ باطری – جعبه فیوز شماره ۱جنب باطری )فیوز شماره ۲-۴۰A( –  به پایه ۱ رله شماره ۱- خروج از پایه ۲ رله شماره ۱-عبور از موتور فن A- ورود به پایه ۱ رله شماره ۲ – با توجه به  تحریک رله شماره۲ برق منفی به طرف دیگر موتور فن A   ارسال می شود و مدار کامل می گردد. 

  + باطری- جعبه فیوز شماره ۱ باطری)فیوز شماره ۳- ۴۰A(-به پایه ۱رله شماره ۳ – خروج از پایه ۲ رله شماره ۳ عبور از موتور B – با توجه به دائم بودن منفی موتور B  مدار کامل می گردد. 

 سیستم فن در خودروی پژو ۴۰۵

سیستم خنک کننده موتور پژو۴۰۴ دور متغیر می باشد یعنی با افزایش دمای موتور دور فن نیز افزایش می یابد .این طراحی باعث شده است موتور در محدوده دمای بهینه کارکردِ خود قرار داشته باشد .

سیستم فن متغیر یکی از الزامات استاندارد EURO4 می باشد.

شماتیک دیاگرام سیستم خنک کننده:

 

                            PSF1                                    ۱۳۲۱                      ۱۲۲۱

                                                                                                                                            ۹۱۱۸                                            

۱۲۲۰: سنسور دمای آب موتور                     ۱۱۱۳                      ۴۲۵۱

۸۰۰۸: سنسور فشار مبرد PSF1: کنترل یونیت جعبه فیوز داخل موتور

۱۵۲۴: رله فن

۱۵۱۳: فن رادیاتور

۱۳۲۰: کنترل یونیت سیستم سوخت رسانی) ECU موتور(

نکته: 

هنگامی که خودرو خاموش می گردد )سوئیچ بسته( در صورتی که دمای موتور بالا باشد فن رادیاتور تا خنک شدن موتور کار می نماید.

ترموستات الکترونیکی: جهت کنترل بهتر دمای موتور و استفاده از دمای بهینه که خودرو بیشترین راندمان را دارد از ترموستات الکتریکی استفاده می گردد کنترل دقیق آب باعث کاهش مصرف سوخت نیز می گردد.

نکته: 

مقاومت فن این خودرو از نوع متغیر بوده وبه صورت یکپارچه با موتور فن تحت کنترل ECU در مدار قرار می گیرد 

 

 

 

عیب یابی

 

*دور کُُند فن عمل نمی کند )در خودرو های۵۰۴و پارس و سمند

– بازدید ازجعبه فیوز کالسکه ای ۲- بازدید از رله های A یاC  و برق مثبت و منفی دریافتی رله ها ۳- سنسور دمای آب ۴-کنترل یونیت فن و ارتباط بین یونیت فن تا رله A

 

*دور تُُند فن عمل نمی کند )در خودرو های۵۰۴ و پارس و سمند

– بازدید از جعبه فیوز اصلی ۲- بازدید از سوئیچ موتور و یا برق بعد از سوئیچ رله های فن ۳- بازدید از ECU و ارتباط آن با رله های BوC 4- سنسور دمای آب ۵- بازدید از سیستم کولر)کلید کولر و سوئیچ سه کاره و مقدار فشار گاز کولر( و بررسی ارتباط کولر با ECU کولر. *فن یکسره دور کُُند کار می کند 

-بازدید از رله A 2- بازدید از ECU موتور ۳- بازدید از سوئیچ سه مرحله ای کولر ۴- بازدید از اتصال کوتاه شدن دسته سیم مربوط ECU تا رله A 5- سنسور دمای آب.

 

*فن یکسره دور تُُند کار می کند

• بازدید از سوئیچ سه مرحله ای و بالا بودن فشار گاز کولر.
• بازدید از ECU موتور ۳- سنسور دمای آب ۴- باز دید از اتصال کوتاه شدن دسته سیم مربوط ECU تا رله B وC .

*هنگام رفتن فن بر روی دور تُُند موتور فن A از کار می افتد

– رله C بازدید شود.

*هنگام راه اندازی دور کند و یا رفتن برروی دور تُُند فیوز داخل جعبه فیوز کالسکه ای می سوزد

• آمپر کشیدن بیش از حد موتور فن ها ایراد مکانیکی
• رله c

 

*آمپر آب در هنگام استفاده از مصرف کننده ها بالا می رود ولی چراغ استپ و آب روشن نمی شود

– اتصالات بدنه مرتبط بررسی شود

*در هنگام عملکرد فن در دور کُند یا تُند چراغ استپ و آمپر آب روشن می شود

۱- بررسی سنسور دمای آب ۲- بازدید از ECU

*در هنگام استفاده از کولر خودردرو جوش می آورد

• بازدید از گاز کولر
• بازدید از سوئیچ سه مرحله ای
• بررسی برق بعد از سوئیچ رله های فن

 

*در سربالایی و ترافیک خودرو جوش می آورد

• بازدید از ترموستات
• بازدید از واتر پمپ و گردش آب  
• بررسی رادیاتور وهوا گیری و بازدید ضد یخ

* در هوای سرد و سرعت های بالا آمپر آب پائین می رود و چراغ استپ و آب روشن است  و فن یکسره در دور تُُند کار می کند.

– نداشتن ترموستات و یا باز ماندن ترموستات مورد بررسی قرارگیرد. درضمن این ایراد در خودروی ۲۰۶ نیز به این صورت مشاهده می شود تنها با این تفاوت که آمپر آب بالا می رود.

 

نکته : *در سمند مالتی پلکس اطلاعات مربوط به دمای آب از طرف سنسور دمای آب به نُُود FN واقع درکنارECU سپس به نُُودCCN واقع در زیر داشبورد سمت راننده و در نهایت به نُوُد ICN واقع در پشت آمپر ارسال می گردد.

*با توجه به تغییرات بوجود آمده در سمند مالتی پلکس و طراحی جعبه فیوزی بزرگتر و با کارایی بیشتر از جعبه فیوز کالسکه ای برق مثبت دریافتی رله های فن از فیوزهای۳F و ۴F جعبه فیوز موتور تامین می گردد.