سیستم خنک کننده خودرو چگونه کار میکند

سيستم خنك كننده

از آنجايي كه انرژي زيادي در موتور خودرو به گرما تبديل مي شود، سيستم خنك كاري در عملكرد موتور يك خودرو نقش بسزايي ايفا مي كند و مهمترين وظيفه سيستم خنك كننده ،جلوگيري از گرم شدن بيش از حد مجاز از طريق انتقال گرما به آب و سپس به هواي بيرون خودرو است.

موتور خودرو بهترين عملكرد را در دماي مناسب و بهينه خود دارد.

مهمترين اجزاء سيستم خنك كننده به صورت كلي به دو قسمت مكانيكي(واتر پمپ، ترموستات، شلنگها، كانالهاي مدار آب، رادياتور و درب رادياتور( و الكتريكي )موتور فن ها، رله هاي فن، ECU )يونيت فن(، سنسور دماي آب، جعبه تقسيم برق، فيوزها و دسته سيم مربوط به فن ها( تقسيم بندي مي شود.

وقتي موتور سرد است تبديل انرژي حرارتي به مكانيكي در آن با نقصان مواجه مي شود و در نتيجه بازده موتور كمتر و آلودگي ايجاد شده بيشتر مي شود.

وظيفه ديگر سيستم خنك كاري اين است كه به موتور اجازه دهد سريعتر به دماي بهينه و مناسب برسد و گرم شود، سپس موتور را در دمايي ثابت نگه مي دارد.

درون موتور خودرو سوخت به طور دائم مي سوزد و عمل احتراق انجام مي شود گرماي حاصل از احتراق به ميزان زيادي از طريق اگزوز خارج مي شود اما مقداري از گرماي ايجاد شده به اجزاء داخلي موتور منتقل مي شود و باعث افزايش دما و در نتيجه گرم شدن موتور مي گردد پس بايد سيستمي باشد كه اين دما را در تمام شرايط كاري موتور كنترل نموده و از افزايش و يا كاهش بيش از حد آن جلو گيري كند.

در اصطلاح به اين سيستم كنترلي سيستم خنك كننده موتور مي گويند و سيستم فن يكي از اجزاء مهم تشكيل دهنده آن مي باشد و در ادامه مطالب به بررسي سيستم فن در محصولات ايران خودرو مي پردازيم.

نحوه عملكرد سيستم فن در خودروهاي پژو 405، پارس، سمند،RD و_ROA سنسورهاي بكار رفته جهت اطلاع رساني از دماي آب در اين خودروها از دو نوع مقاومت هاي NTC )فشنگي سر سبز( و PTC )فشنگي سر قهوه اي( مي باشد كه در حال حاضر نوع PTC فقط در پارس ELX كاربرد دارد و در بقيه خودروهاي جديد از NTC استفاده شده است.

سنسورPTC :

با افزايش دما مقاومت آن نيز افزايش پيدا مي كند يعني با افزايش مقاومت سنسور در حالتي كه به حد آستانه اول و يا دوم برسد فرمان راه اندازي فن دور كنُد و يا دور تُند با ارسال بدنه از طرف يونيت فن صادر مي گردد لازم به ذكر است در اين سيستم با افزايش مقاومت ميتوانيم زمان راه اندازي فن را جلوتر بيندازيم.

سنسورNTC :

با افزايش دما مقاومت آن كاهش پيدا مي كند يعني با كاهش مقاومت سنسور در حالتي كه به حد آستانه اول و يا دوم برسد فرمان راه اندازي فن دور كُند ويا دور تُند با ارسال بدنه از طرف ECU موتور صادر مي گردد.

 

قطعاتي كه در راه اندازي سيستم فن نقش دارند عبارتند از:

1- سنسور دماي آب؛ در پشت سر سيلندر و يا جلوي آن در مسير جريان آب قرار گرفته است. دو نوع سنسور دماي آب وجود دارد: سر قهوه اي)PTC( كه تحت فرمان كنترل يونيت فن مي باشد و يا سرسبز)NTC( كه تحت فرمان ECU انژكتور مي باشد. در ادامه توضيحات بيشتري داده خواهد شد.

2-كنترل يونيتِ فن؛ در سمت چپ شاسي، پشت چراغ راننده قرارگرفته و وظيفه آن، دريافت اندازه دماي آب از سنسورPTC )سرقهوه اي( و سپس ارسال منفي به رله ها جهت راه اندازي موتور فن مي باشد .

3- رله فن؛ برروي دياق سيني جلو، پشت جلو پنجره قرارگرفته و وظيفه آن دريافت منفي از يونيت فن يا ECU و سپس ارسال برق خروجي به موتور فن ها مي باشد.

4-دو عدد موتور فن؛ كه در قسمت پايين دياق سيني جلو قرار گرفته اند و با شروع به كار كردن اين موتور فن ها پروانه هاي متصل به آنها نيز شروع به چرخش مي نمايند. پروانه فن ها به دو صورت پيچي و خاري مي باشند و نوع پيچي آن از سمت چپ بسته مي شود.

5-جعبه فيوز كالسكه اي؛ واقع برروي گلگير سمت راننده از سمت داخل است كه وظيفه آن تقسيم برق مي باشد و پس از باطري برق رساني به تمام نقاط از جمله سوييچ و كليه قطعاتي كه نياز به برق مستقيم دارند را انجام مي دهند                        .

با روشن شدن موتور و بالا رفتن دماي آب در حد آستانه اول يا دوم با اعلام سنسور دماي آب دستور راه اندازي فن دور كُُند يا تُُند فن از طريق ECU موتور و يا يونيت فن صادر مي گردد . نحوه عملكرد سيستم فن  در خودروهاي توليد داخل به دو صورت سري و موازي مي باشد.

مدار سري

مصرف كننده ها در مدارسري به صورت خطي يا پشت سرهم قرار گرفته به طوري كه قطع شدن يكي از آنها باعث از كار افتادن ديگري مي شود. در اين مدار ولتاژها با هم جمع مي شوند ولي شدت جريانها برابرند يعني هنگامي كه از باتري 12ولتي استفاده مي شود بايد مجموع ولتاژ مصررف كننده هايي كه در مسير قرار مي گيرند 12 ولت باشد.

لازم به ذكر است دور كند سيستم فن به صورت مدار سري مي باشد.

مدار موازي

مصرف كننده ها درمدار موازي به موازات هم)به صورت جداگانه( قرار گرفته بطوريكه قطع شدن يكي تاثيري در بقيه ندارد.

در اين مدار شدت جريانها با هم جمع مي شوند ولي ولتاژها برابرند يعني هنگامي كه از باتري12ولتي استفاده مي شود هر كدام از مصرف كننده ها به صورت جدا گانه با ولتاژ 12ولتي شروع به فعاليت مي نمايد.

لازم به ذكر است دور تند سيستم فن به صورت مدار موازي مي باشد.

 

دور كُُند مدار سري

پس ازدريافت اطلاعات از طرف  سنسور دماي آب مبني بر عملكررد دور كند فن،ECU ) يونيت(  با ارسال بدنه اي به رله A )سمت راننده(  آنرا تحريك مي نمايد برق هاي مثبت اين رله ازجعبه تقسيم برق كالسكه اي تامين مي گردد و پس از تحريك رله، برق خروجي به

دور تند مدار موازی 

پس از دريافت اطلاعات از طرف سنسور دماي آب مبني بر عملكرد دور تند فن،ECU)يونيت( با ارسال بدنه به رله هايA وB وC آنها را تحريك

سيستم فن در خودرو پژو 206

قطعات الكتريكي بكار رفته در سيستم فن در اين خودرو عبارتند از:

(BM34جعبه فيوز موتور)– ECU– سنسور دماي آب– دو عدد رله فن– مقاومت فن واقع درجلوي رادياتور بر روي سيني فن– موتورفن.

در اين خودرو از يك عدد موتور فن استفاده شده است لازم به ذكر است يكي از نقاط ضعف سيستم هاي تك فن اين است كه در هنگام بروز ايراداتي از قبيل گير كردن موتور فن به صورت مكانيكي و يا در هنگام بروز تصادفات از ناحيه جلوي خودرو ميتواند منجر به سوختن فيوز مربوطه و يا مقاومت و در نهايت خود موتور فن گردد و در خودروهايي كه داراي دو عدد موتور فن مي باشند اگر يكي از آنها به هر نحوي دچار گير مكانيكي گردد ديگري با دور تُند شروع به كار مي كند و در نتيجه مالك خودرو مي تواند در شرايط خاص خودرو را  به نزديكترين نمايندگي برساند تا رفع عيب گردد.

دور كُُند مدار سري

پس ازدريافت اطلاعات از طرف  سنسور دماي آب مبني بر عملكرد دور كند فن ، ECU موتور با ارسال بدنه اي به رله A )رله بالايي( آن را تحريك مي نمايد برق اصلي و تحريك مثبت اين رله از BM34 )مدول1 و مدول2( تامين مي گردد با تحريك شدن رله برق خروجي به مقاومت ودر نهايت به موتور فن مي رسد وفن با دور كند شروع به كار مي نمايد.

دور تُُند مدار موازي

پس ازدريافت اطلاعات از طرف سنسور دماي آب مبني بر عملكرد دور تُند  فن ، ECU موتور با ارسال بدنه اي به رله B )رله پاييني( آن را تحريك مي نمايد برق اصلي و تحريك مثبت اين رله از BM34 )مدول1 و مدول2( تامين مي گردد  با تحريك شدن رله برق خروجي به موتور فن مي رسد و فن با دورتند شروع به كار مي نمايد.

مسير دور تند به صورت نقطه چين در نقشه مشخص شده

سيستم فن در خودرو تندر90

بايد توجه داشت كه اين خودرو نيز مثل خودروي206 داراي يك دستگاه موتور فن و دو عدد رله جهت دور كُند و تُند و يك عدد مقاومت جهت سري كردن ولتاژ در هنگام راه اندازي دور كنُد مي باشد.

 

دور كُُند مدار سري در هنگام راه اندازي فن در دور كند توسط ECU موتور جريان خروجي پس از عبور رله دور كند كه داخل جعبه فيوز موتور قرار گرفته است به سمت مقاومت واقع در قسمت جلو و پايين رادياتور رفته و سپس به سمت موتور فن ارسال مي گردد و چون مدار به صورت سري قرار گرفته  ولتاژ ارسالي به موتور فن نصف مي گردد و در نتيجه موتور فن با دور كند شروع به كار مي كند.

 

دور تنُد مدار موازي در هنگام راه اندازي سيستم فن در دور تند توسط ECU موتور مدار به صورت موازي بوده و ولتاژي كه به موتور فن مي رسد 12ولت مي باشد رله دور تند نيز در داخل جعبه فيوزموتور قرار دارد.

ECU موتور زماني دستور راه اندازي دور تُند را صادر مي كند كه؛

اولا: فرمان راه اندازي سيستم كولر صادر شود و در اين زمان حتما بايد مقدار گاز كامل و يا قطعات مربوط به سيستم كولر و سيم كشي مربوطه سالم باشد.

ثانياً: ECU موتور متوجه ايراداتي از قبيل خرابي مقاومت و يا رله دور كند و يا بروز عيب در سيستم گردش آب از قبيل گير بودن ترموستات، خرابي درب رادياتور، سوختن واشر سرسيلندرو وجود هوا در سيستم گردش آب )با توجه به اطلاعاتي كه ECU از سنسور دماي آب دريافت مي كند( گردد.

• لازم به ذكر است كه در صورت عدم ارسال دستور راه اندازي فن ها قبل از اقدام به تعويض ECU ترمينال هاي اينتركانكتور ECU از نظر عقب كشي مورد بازديد قرار گيرد.

مسير دور تند به صورت نقطه چين در نقشه مشخص شده

 

• با توجه به يكي بودن كانكتورهاي مقاومت فن و موتور فن از نظر اتصال دقت لازم را داشته باشيد كه اين كانكتورها اشتباهاً به جاي هم وصل نشوند كانكتور موتور فن با روكش سبز و كانكتور مقاومت داراي روكش نارنجي مي باشد در صورت جابجايي اين دو كانكتور به جاي هم در هنگام راه اندازي دور كند چراغ استُُپ روشن شده و نشانگر دماي آب تا انتها بالا ميرود و مقاومت فن داغ شده و احتمال سوختن آن وجود دارد .
• اگر بعد از خاموش كردن خودرو دور كند يا تند فن به مدتكوتاهي كار كند) در صورت گرم بودن موتور( ايراد محسوب نمي شود هنگام خاموش شدن خودرو، گردش جريان آب كه توسط واتر پمپ انجام مي شود متوقف مي گردد از طرفي گرماي ناشي از احتراق هنوز در پيستون و بلوك سيلندر و سر سيلندر وجود دارد كه به مايع خنك كننده كه ساكن شده منتقل مي گردد بنابراين در تابستان ها اين انتقال حرارت باعث افزايش شديد دماي آب داخل موتور مي شود و در نتيجه ممكن است در بعضي موارد فن در حالت موتور خاموش نيز به كار خود ادامه دهد.
• در اين خودرو اتصال منفي زير باتري نقش بسزايي در عملكرد سيستم فن و نشانگر دماي آب دارد بنابراين در صورت مشاهده نوسان در نشانگر دماي آب و يا اختلال در سيستم فن اتصال منفي بايد به دقت مورد بررسي قرار گيرد.

 

 

سيستم فن در خودرو سوزوكي

در ابتدا با بازكردن سوئيچ ECM اطلاعات مربوط به دماي آب را از سنسورECT دريافت مي كند و در دماي معين دستور راه اندازي فن را به رله ها صادر مي كند.

با تحريك رله ها عملكرد سيستم فن در سه دور )كُند، مياني و تُند( در دماهاي مشخص آغاز مي شود.

بين خودرو سوزوكي 2000 و 2400 حدود 5درجه سانتيگراد اختلاف دما در برنامه ECM وجود دارد.

پس از گرم شدن خودرو و رسيدن دماي آب به دماي مشخص شده با وجود برق مستقيم و بعد سوئيچ بر روي رله هاي فن ، سيستم به فرمان ECM شروع به كار مي كند كه در اينجا به بررسي مسير برق رساني در دورهاي كند و مياني و تُند مي پردازيم.

به طور كلي:

برق + تحريك رله ها از سوئيچ  – جعبه فيوز شماره 3)داخل اطاق( [فيوز شماره 32-15A ]- به پايه هاي شماره 5 رله هاي 1 و 2 و شماره 3 فن ها.

لازم به ذكر است منفي تحريك رله ها از ECM به ترتيب براي راه اندازي دور كُند پايه 46ECM  و دور مياني ابتدا پايه 47 و 46 ,ECM و سپس پايه48ECM و دور تُند پايه 48 و44 و 46ECM    از كانكتور E23   ارسال مي گردد.

لازم به ذكر هر كانكتور ECM داراي60 پايه مي باشد و كانكتور E23   در  سمت چپ دسته سيم قرار مي گيرد

نقشه برق فن ها و رله هاي فن دور كُند فن ها

دور اول فن دور كنُد فن ها مدار فرمان دور كند

ارسال منفي از پايه 46ECM  به پايه 3 رلهA    مدار قدرت دور كند

+باطري – جعبه فيوز شماره 1جنب باطري )فيوز شماره 2-40A(  –  به پايه 1 رله شماره 1- خروج از پايه 2 رله   شماره 1-عبور از موتور فن A- ورود به پايه 1 رله شماره 2 – با توجه به عدم تحريك رله شماره 2 خروج از پايه 4 رله شماره 2- ورود به موتور فن B – سوكت ديگر  موتور فن B اتصال بدنه دائم دارد. در نتيجه هر دو موتور فن سري مي شوند و  هر دو موتور فن A  و B با دور كند كار مي افتند.

دور دوم فن )دور مياني فن(

مدار فرمان دور مياني؛ استراتژي ECM در اين خودرو به گونه ايست كه قبل از راه اندازي دور تند فن، هركدام از موتور فن ها را به صورت جداگانه به مدت5/0 ثانيه در ابتدا با ارسال منفي از پايه هاي46 و 44

 

دور سوم فن دور تنُد فن ها  مدار فرمان دورتُند

علاوه بر  ارسال منفي از پايه46ECM به پايه3رله شماره يك منفي از پايه47ECM به پايه 3 رله شماره 2 ارسال مي شود و يك منفي ديگر نيز از پايه48ECM به پايه 3 رله شماره3 ارسال مي شود.

مدار قدرت دور تنُد

+ باطري – جعبه فيوز شماره 1جنب باطري )فيوز شماره 2-40A( –  به پايه 1 رله شماره 1- خروج از پايه 2 رله شماره 1-عبور از موتور فن A- ورود به پايه 1 رله شماره 2 – با توجه به  تحريك رله شماره2 برق منفي به طرف ديگر موتور فن A   ارسال مي شود و مدار كامل مي گردد.

+ باطري- جعبه فيوز شماره 1 باطري)فيوز شماره 3- 40A(-به پايه 1رله شماره 3 – خروج از پايه 2 رله شماره 3 عبور از موتور B – با توجه به دائم بودن منفي موتور B  مدار كامل مي گردد.

 سيستم فن در خودروي پژو 405

سيستم خنك كننده موتور پژو404 دور متغير مي باشد يعني با افزايش دماي موتور دور فن نيز افزايش مي يابد .اين طراحي باعث شده است موتور در محدوده دماي بهينه كاركردِ خود قرار داشته باشد .

سيستم فن متغير يكي از الزامات استاندارد EURO4 مي باشد.

شماتيك دياگرام سيستم خنك كننده:

 

1220: سنسور دماي آب موتور                     

8008: سنسور فشار مبرد PSF1: كنترل يونيت جعبه فيوز داخل موتور

1524: رله فن

1513: فن رادياتور

1320: كنترل يونيت سيستم سوخت رساني) ECU موتور(

نكته:

هنگامي كه خودرو خاموش مي گردد )سوئيچ بسته( در صورتي كه دماي موتور بالا باشد فن رادياتور تا خنك شدن موتور كار مي نمايد.

ترموستات الكترونيكي: جهت كنترل بهتر دماي موتور و استفاده از دماي بهينه كه خودرو بيشترين راندمان را دارد از ترموستات الكتريكي استفاده مي گردد كنترل دقيق آب باعث كاهش مصرف سوخت نيز مي گردد.

نكته:

مقاومت فن اين خودرو از نوع متغير بوده وبه صورت يكپارچه با موتور فن تحت كنترل ECU در مدار قرار مي گيرد

عيب يابي

دور كُُند فن عمل نمي كند در خودرو هاي504و پارس و سمند

1- بازديد ازجعبه فيوز كالسكه اي 2- بازديد از رله هاي A ياC  و برق مثبت و منفي دريافتي رله ها 3- سنسور دماي آب 4-كنترل يونيت فن و ارتباط بين يونيت فن تا رله A

*دور تُُند فن عمل نمي كند در خودرو هاي504 و پارس و سمند

1- بازديد از جعبه فيوز اصلي 2- بازديد از سوئيچ موتور و يا برق بعد از سوئيچ رله هاي فن 3- بازديد از ECU و ارتباط آن با رله هاي BوC 4- سنسور دماي آب 5- بازديد از سيستم كولر)كليد كولر و سوئيچ سه كاره و مقدار فشار گاز كولر( و بررسي ارتباط كولر با ECU كولر. *فن يكسره دور كُُند كار مي كند

1-بازديد از رله A 2- بازديد از ECU موتور 3- بازديد از سوئيچ سه مرحله اي كولر 4- بازديد از اتصال كوتاه شدن دسته سيم مربوط ECU تا رله A 5- سنسور دماي آب.

*فن يكسره دور تُُند كار مي كند

• بازديد از سوئيچ سه مرحله اي و بالا بودن فشار گاز كولر.
• بازديد از ECU موتور 3- سنسور دماي آب 4- باز ديد از اتصال كوتاه شدن دسته سيم مربوط ECU تا رله B وC .

 

*هنگام رفتن فن بر روي دور تُُند موتور فن A از كار مي افتد

– رله C بازديد شود.

*هنگام راه اندازي دور كند و يا رفتن برروي دور تُُند فيوز داخل جعبه فيوز كالسكه اي مي سوزد

• آمپر كشيدن بيش از حد موتور فن ها )ايراد مكانيكي(
• رله c

 

*آمپر آب در هنگام استفاده از مصرف كننده ها بالا مي رود ولي چراغ استپ و آب روشن نمي شود

– اتصالات بدنه مرتبط بررسي شود

 

*در هنگام عملكرد فن در دور كُند يا تُند چراغ استپ و آمپر آب روشن مي شود

1- بررسي سنسور دماي آب 2- بازديد از ECU

 نكته : با وجود ايراد در دور تُُند فن هنگام كار كردن در دور كُُند چراغ استپ  و آمپر آب روشن مي گردد.

*در هنگام استفاده از كولر خودردرو جوش مي آورد

• بازديد از گاز كولر
• بازديد از سوئيچ سه مرحله اي
• بررسي برق بعد از سوئيچ رله هاي فن

 

*در سربالايي و ترافيك خودرو جوش مي آورد

• بازديد از ترموستات
• بازديد از واتر پمپ و گردش آب
• بررسي رادياتور وهوا گيري و بازديد ضد يخ

 

* در هواي سرد و سرعت هاي بالا آمپر آب پائين مي رود و چراغ استپ و آب روشن است  و فن يكسره در دور تُُند كار مي كند.

– نداشتن ترموستات و يا باز ماندن ترموستات مورد بررسي قرارگيرد. درضمن اين ايراد در خودروي 206 نيز به اين صورت مشاهده مي شود تنها با اين تفاوت كه آمپر آب بالا مي رود.

 

نكته : *در سمند مالتي پلكس اطلاعات مربوط به دماي آب از طرف سنسور دماي آب به نُُود FN )واقع دركنارECU(سپس به نُُودCCN )واقع در زير داشبورد سمت راننده( و در نهايت به نُوُدICN )واقع در پشت آمپر(ارسال مي گردد.

 

 

*با توجه به تغييرات بوجود آمده در سمند مالتي پلكس و طراحي جعبه فيوزي بزرگتر و با كارايي بيشتر از جعبه فيوز كالسكه اي برق مثبت دريافتي رله هاي فن از فيوزهاي3F و 4F جعبه فيوز موتور تامين مي گردد.