Unitate de control a ventilatorului pentru sistemul de răcire al mașinilor VAZ cu motor cu injecție. Unitate de control al ventilatorului de răcire

În timpul funcționării vehiculului, motorul se încălzește. Pentru a preveni supraîncălzirea unității de alimentare, mașinile sunt echipate cu un sistem de răcire. Partea principală care asigură fluxul de aer către motor și fluidul din radiator este ventilatorul sistemului de răcire a motorului.

Dispozitiv de acționare a ventilatorului

Designul ventilatorului de răcire al unității constă dintr-un scripete și palete atașate la acesta. Eficienta injectiei de aer este asigurata prin instalarea palelor la un anumit unghi. Principiul de funcționare depinde de caracteristicile de proiectare ale unității.

Mecanic

Rotire pe un scripete de la arborele cotit printr-o transmisie prin curea. Aceasta este cea mai simplă instalare, care este în angajare constantă cu arborele cotit. Dezavantajul acestui mecanism este că motorul cu ardere internă cheltuiește multă energie utilă pentru a roti constant ventilatorul de răcire a radiatorului.

Astăzi, un tip mecanic de acționare este aproape imposibil de găsit. De obicei, sunt instalate pe unități cu aranjament longitudinal, jeep-uri pentru toate terenurile.

Hidromecanic

Acesta este un dispozitiv de antrenare care funcționează din diferența de presiune din cuplaj. Există două tipuri de cuplaje: hidraulice și vâscoase. Frecvența de rotație a acestuia din urmă este egală cu rotațiile de intrare ale arborelui cotit. Prin urmare, pentru a păstra rotorul și paletele la turații mari ale motorului, se folosește un cuplaj vâscos.

Cum functioneazã

Corpul unui astfel de cuplaj este umplut cu un lichid special - silicon. Când motorul funcționează sub sarcină constantă sau la viteze mari, lichidul de silicon se încălzește. Pe măsură ce lichidul se încălzește, acesta se extinde, strângând treptat ambreiajul, care antrenează ventilatorul de răcire.

Designul hidraulic funcționează pe baza modificărilor volumului de ulei. Cuplul de blocare nu depinde de viteza arborelui cotit. În modul de mare viteză, ambreiajul motorului cu ardere internă împiedică rotorul să accelereze, protejându-l de distrugere. Sarcina inițială a sistemului de control al ventilatorului este de a menține viteza optimă necesară pentru o răcire eficientă.

Dispozitiv de acționare electronică

Mărcile moderne de mașini echipate cu sisteme de control automat au început să instaleze un motor electric al ventilatorului de răcire a radiatorului. Avantajul unității este funcționarea sa independentă și ușurința de configurare.

Ventilatorul de răcire a motorului este controlat prin module de temperatură a lichidului de răcire. Pe baza datelor de la senzori, unitatea de control a ventilatorului de răcire a motorului reglează viteza rotorului, modificând viteza de rotație și perioada de funcționare.

Alimentarea motorului ventilatorului este furnizată prin dispozitivele electronice ale vehiculului (baterie, generator).

Metode de control al ventilatorului de răcire a motorului:

comutator termic;
Bloc de control.

Indicatori tehnici.

Comutatorul termic a fost folosit în primele etape ale producției de automobile. Pe baza citirilor de la senzorul de temperatură din radiator, mecanismul determină dacă ventilatorul de răcire a motorului se va porni sau va opri. În unitățile cu comutator termic, ventilatorul de răcire a motorului funcționează într-un interval de temperatură îngust. Ventilatorul de răcire pornește când unitatea se încălzește până la 85 C° și se oprește când se răcește la 70 C°.

Principiul de funcționare al mecanismului

Când temperatura antigelului din calorifer se încălzește până la valoarea maximă specificată, contactele termostatului se închid. Circuitul de alimentare din motorul ventilatorului este închis și ventilatorul de răcire a motorului începe să se rotească. După ce temperatura scade, contactele se separă și ventilatorul în funcțiune se oprește.

Circuit de control cu ECU

Pentru a afla cum funcționează un ventilator de răcire a motorului cu un ECU, trebuie să vă familiarizați cu structura acestuia.

Controlul electronic standard constă din următoarele elemente:

motor electric;
debitmetru de aer;
modulul turatiei arborelui cotit;
releu de pornire a ventilatorului;
senzor de fluctuație a temperaturii lichidului de răcire.

Pentru a controla temperatura fluidului, în conducta radiatorului este instalat un senzor de temperatură. Unele modele de mașini sunt echipate cu doi senzori, unul pe canalul de evacuare a radiatorului, celălalt în blocul cilindrilor.

Pentru a determina mai precis modul de funcționare al motorului, sunt instalate un modul de viteză de rotație și un contor de aer. Citirile de la senzori sunt trimise la unitatea centrală. Banca centrală prelucrează informațiile și stabilește programul de funcționare pentru releu.

Siguranța sistemului de răcire

După ce motorul atinge temperatura maximă, ventilatorul ar trebui să pornească. Există multe dezavantaje ale pornirii bruște, care afectează negativ cablajul electric al mașinii.

Următoarele elemente sunt suprasolicitate:

generator, baterie, cabluri electrice;
piese de fixare, rulmenți;
senzori de temperatură datorită efectului de pompare termică.

Pentru a se asigura că cablajul poate rezista la suprasarcinile de pornire, în mașină este instalată o siguranță puternică și costisitoare. Pornirea lină a ventilatorului de răcire va ajuta la rezolvarea problemei de suprasarcină. Multe modele de mașini moderne au deja această funcție, dar există unele care trebuie convertite cu propriile mâini.

Există mai multe moduri de a porni fără probleme ventilatorul de răcire a motorului.

Instalați un senzor de răcire cu o temperatură de răspuns mai scăzută în calorifer.

Caracteristici ale dispozitivului standard:

performanta ridicata. Unitatea funcționează la viteză mare, ceea ce duce la porniri și opriri frecvente ale sistemului.
temperatură ridicată de răspuns a senzorului, ceea ce duce la întreruperi ale turației motorului și la fierbere.

Performanța bună va fi asigurată de viteze scăzute de deplasare și de funcționare lină.

Instalarea unui buton de flux de aer forțat. Această metodă va facilita șoferului să decidă singur când pornește ventilatorul de răcire a motorului. Această soluție menține o temperatură stabilă a lichidului de răcire și protejează sistemul de supratensiuni bruște. Acest lucru este asigurat prin instalarea unui releu suplimentar cu rezistență ridicată.
Instalarea generatorului de pornire. Metoda este potrivită pentru șoferii care sunt familiarizați cu ingineria electrică și metodele de lipire. Regulatorul va trebui modificat individual pentru mașină și instalat în circuitul de alimentare al dispozitivului. Cum funcționează generatorul: după aplicarea tensiunii dispozitivului, pentru a determina când se deschide poarta, curentul trece prin driverul tranzistorului, diode și condensator. Dimensiunea și netezimea deschiderii amortizorului depind de capacitatea condensatorului. Instrucțiunile de conectare pot fi găsite pe forumuri.
O opțiune eficientă, dar costisitoare, este instalarea unei unități de control. Eficacitatea sa constă în modificarea treptată a vitezei motorului electric în funcție de modificarea temperaturii lichidului de răcire.

În această schemă, ventilatorul sau răcitorul sistemului de răcire este controlat de un semnal termistor pentru o perioadă de timp specificată. Circuitul este simplu, asamblat cu doar trei tranzistoare.

Acest sistem de control poate fi utilizat într-o varietate de domenii ale vieții în care este necesară răcirea prin intermediul unui ventilator, de exemplu, răcirea unei plăci de bază a unui PC, în amplificatoare audio, în surse de alimentare puternice și în alte dispozitive care se pot supraîncălzi în timpul funcționării. Sistemul este o combinație de două dispozitive: un temporizator și un releu termic.

Descrierea funcționării circuitului de control al ventilatorului

Când temperatura este scăzută, rezistența termistorului este mare și, prin urmare, primul tranzistor este oprit deoarece tensiunea de la bază este sub 0,6 volți. În acest moment, condensatorul de 100 µF este descărcat. Al doilea tranzistor PNP este de asemenea oprit, deoarece tensiunea de la bază este egală cu tensiunea de la emițătorul său. Și al treilea tranzistor este, de asemenea, blocat.

Pe măsură ce temperatura crește, rezistența termistorului scade. Astfel, tensiunea la baza primului tranzistor crește. Când această tensiune depășește 0,6 V, primul tranzistor începe să treacă curent, încărcând condensatorul de 100 uF și aplică un potențial negativ la baza celui de-al doilea tranzistor, care se deschide și pornește al treilea tranzistor, care la rândul său activează releul.

După ce ventilatorul pornește, temperatura scade, dar condensatorul de 100uF se descarcă treptat, ținând ventilatorul să funcționeze ceva timp după ce temperatura revine la normal.

Rezistorul trimmerului (indicat ca 10 kohm în diagramă) ar trebui să aibă o valoare a rezistenței de aproximativ 10% din rezistența termistorului la 25 de grade. Termistorul folosit este EPCOS NTC B57164K104J la 100 kOhm. Astfel, rezistența subșirului de rezistență (10%) este de 10 kOhm. Dacă nu găsiți acest model, puteți utiliza altul. De exemplu, atunci când utilizați un termistor de 470 kOhm, rezistența trimmerului va fi de 47 kOhm.

Schema de conectare pentru un ventilator alimentat la 12 volți.

Schema de conectare pentru un ventilator alimentat la 220 volți

Puteți vedea două rezistențe de tăiere pe placa de circuit imprimat. Primul este la 10 kOhm pentru a regla pragul ventilatorului, al doilea la 1 mOhm vă permite să reglați timpul de funcționare după ce temperatura s-a normalizat. Dacă aveți nevoie de un interval de timp mai lung, condensatorul de 100 µF poate fi mărit la 470 µF. Dioda 1N4005 este folosită pentru a proteja tranzistorul de supratensiunile inductive din releu.

Nu este indicat pe diagramă - VD3 - KS522

Temperatura măsurată a motorului este afișată în intervalul de la 0 la 99 de grade. Dacă temperatura este sub zero grade, atunci Lo (scăzut) este afișat pe afișaj, iar când este mai mare de 99 de grade, Hi (high) este afișat. Deși limita de indicație este de 99 de grade, termometrul continuă să măsoare temperatura. De îndată ce temperatura ajunge la 110 de grade (ceea ce este considerat normal pentru un motor Mercedes; nu fierbe la această temperatură), pe display va fi afișat Ot (supraîncălzire). Și la ieșirea RA4 a microcontrolerului, apare un semnal logic 0 - o eroare acest semnal poate fi folosit pentru a aprinde LED-ul din cabină sau pentru a controla beeper-ul. Semnalul către RA4 va fi resetat numai după ce contactul este oprit, scăderea temperaturii motorului nu va mai avea niciun efect asupra acestui semnal. La temperaturi sub 40 de grade, încălzitorul galeriei de admisie va fi pornit. În mod similar, la o temperatură de 89 de grade, ventilatorul de răcire va fi pornit. Pentru a reduce sarcina bateriei, dispozitivul are o intrare care se conectează la releul de pornire. Când demarorul este pornit, indiferent de temperatura motorului, ventilatorul și încălzitorul sunt oprite imediat ce demarorul este oprit, ventilatorul și încălzitorul sunt pornite în funcție de temperatura măsurată;

Termometrul-termostatul în sine este asamblat pe o placă de circuit imprimat și găzduit într-o carcasă din plastic. Carcasa este fixată cu două șuruburi autofiletante direct în compartimentul motor. Dispozitivul trebuie amplasat astfel încât să fie cât mai departe posibil de firele de aprindere de înaltă tensiune și alte fire de alimentare, precum și cât mai departe de părțile fierbinți ale motorului. Este foarte de dorit să utilizați un microcontroler într-o versiune cu temperatură extinsă - PIC16F628A-E/P, dar este posibil și într-o versiune industrială - PIC16F628A-I/P. Placa este proiectată pentru un indicator LED dual de la Bright LED - BD-A816RD. În general, un indicator nu este necesar în acest dispozitiv, dar l-am instalat astfel încât dispozitivul să nu fie complet simplu și, de asemenea, pentru a putea vedea temperatura motorului chiar sub capotă. Stabilizatorul de microcircuit 7805 trebuie instalat pe un radiator de dimensiuni mici - o bandă de aluminiu. Condensatoarele electrolitice trebuie selectate din specimene rezistente la îngheț.

Pentru realizarea senzorului de temperatură în sine a fost nevoie de un semifabricat din alamă, din care a fost prelucrată carcasa senzorului DS18B20. Această carcasă este făcută astfel încât să poată fi înșurubat cu ușurință în locul unuia dintre senzorii standard (din păcate, au murit în siguranță :-), motiv pentru care a trebuit să dezvoltăm acest dispozitiv). Este recomandabil să faceți carcasa cât mai ușoară pentru a-i reduce inerția termică. Senzorul trebuie conectat la placa microcontrolerului cu un fir ecranat rezistent la căldură.

O mașină modernă are un ventilator care funcționează în diferite moduri de viteză.

Controlul ventilatorului de răcire face două lucruri:

prevenirea supraîncălzirii motorului;
răcirea freonului în condensator.

Este controlat de o unitate de control situată pe armăturile ventilatorului. Ventilatorul, fitingurile și unitatea de control sunt o singură unitate. Dacă una dintre piese eșuează, întregul ansamblu este înlocuit.

Funcționare defectuoasă a unității de comandă

Una dintre problemele sistemului de răcire este defecțiunea ventilatorului de răcire, care împiedică ventilatorul să funcționeze și provoacă supraîncălzirea motorului, iar atunci când se utilizează un aparat de aer condiționat, supraîncălzirea freonului, o creștere a presiunii și, ca urmare, , deteriorarea sistemului de aer condiționat.

Dacă supraîncălzirea poate fi observată de la indicatorul de temperatură a motorului de pe bord, atunci supraîncălzirea freonului poate fi determinată doar prin semne indirecte (răcire insuficientă cu aer).

Controlul ventilatorului de răcire nu implică, dar poate fi reparat. Cele două puncte slabe sunt tranzistoarele cu efect de câmp IRF477. Sunt tranzistoare cu canal N cu o tensiune de 450V și un curent de 8,8A. În timpul reparațiilor, acestea sunt înlocuite cu IRF640, deoarece 477-urile sunt rare la vânzare și sunt greu de găsit în magazine.

Defecțiunea tranzistorului poate deteriora și cipul TL494. La repararea acestei unități de control al ventilatorului de răcire, nu a fost necesară înlocuirea microcircuitului.

Reparatie unitate de control

Pentru a înlocui tranzistoarele, este necesar să îndepărtați o parte din compus. Acest lucru este ușor de realizat prin încălzirea acestuia cu un uscător de păr cu stație de lipit.

Apoi, deșurubați piulițele care fixează tranzistoarele prin găurirea a două găuri în peretele de jos al carcasei, prin care trebuie să țineți șuruburile cu o șurubelniță, astfel încât piulițele să nu se rotească împreună cu șuruburile. În continuare lucrăm cu un fier de lipit.

Pentru a ne testa designul după reparație fără o mașină, asamblam un simulator, deși puteți scurtcircuita firul liliac la negativ prin alimentarea unității de control.

După ce este aplicată puterea, ventilatorul nu trebuie să se învârtă, iar atunci când firul de control este scurtcircuitat la „–”, acesta ar trebui să se învârtă la viteză medie. Folosind simulatorul, este ușor să reglați viteza de rotație pe întreaga gamă.

Dispozitivul folosește un senzor de temperatură standard separat 423.3828, care vă permite să nu interferați cu sistemul standard de injecție și să nu fiți dificil cu cablarea și conectarea la dispozitiv sau la senzorul original de temperatură a lichidului de răcire.

Principiul de funcționare

Când motorul funcționează, controlerul monitorizează constant citirile de la un senzor suplimentar și:

când este atins pragul de temperatură specificat (90 o C), ventilatorul pornește la viteze mici
atunci când crește până la valoarea maximă (95 o C), ventilatorul accelerează ușor până la viteza maximă
cand temperatura scade, reduce lin viteza, iar dupa trecerea pragului sub 90 o C, opreste complet ventilatorul.

Astfel, temperatura de funcționare a motorului la turații mici și în ambuteiajele de vară nu depășește efectiv 90-92 o C, cu excepția, desigur, a căldurii anormale de vară. Pentru 9 luni de funcționare a controlerului (din aprilie până în decembrie) și 15.000 km, pe VAZ 2110 1.6 16V (+GBO) motorul nu s-a încălzit niciodată peste 95 o C și, în consecință, sistemul de răcire standard nu a funcționat niciodată.

Dezvoltare și implementare

Circuitul de control a fost bazat pe un microcontroler AVR din familia Tiny, în cazul meu ATTiny85. Dar a fost, de asemenea, posibil să se utilizeze orice microcontroler compatibil cu Arduino din familia AVR Tiny, MEGA, precum și plăci Arduino gata făcute cu adăugiri minore. Pentru partea de putere, a fost folosit un tranzistor mosfet IRF1405 foarte puternic (puteți folosi unul mai puțin puternic). Folosind o placă Arduino de depanare, citirile senzorului au fost luate la valori de prag de temperatură (90-95 C).

Cum să învingi un cazinou online pentru 368.548 de ruble folosind o gaură în algoritm?
Instrucțiuni pas cu pas

Buna ziua! Pe Internet sunt cunoscut sub numele de Jerome Holden și fac bani testând algoritmii cunoscutului cazinou Vulcan: caut vulnerabilități în jocuri, pun pariuri și câștig jackpot-ul.

Acum adun o comunitate pentru un proiect mai global, așa că împărtășesc schemele gratuit. Vă spun totul cât mai detaliat, nu este nimic complicat, puteți lucra direct de pe telefon, chiar și fetele se descurcă)). Puteți testa algoritmii, puteți câștiga bani și puteți decide dacă vă alăturați echipei sau nu. Detalii aici.

În trei luni am câștigat 973.000 de ruble din schemele mele:

Principiul controlului vitezei ventilatorului este PWM convențional. Pe scurt, pentru cei care nu știu ce este PWM (pulse width modulation), este o modificare a lățimii impulsurilor (în cazul nostru, curent continuu cu o tensiune de 12V) a unei anumite frecvențe pentru a regla puterea curentului. pe sarcină (în cazul nostru, un ventilator), care asigură controlul vitezei de rotație a oricărui motor DC (animație și video de mai jos):

Acestea. cu cât pulsul este mai larg, cu atât este mai mare curentul și cu atât viteza ventilatorului este mai mare și invers.
În videoclip, „răsucirea” (potențiometrul) simulează citirile de la senzorul de răcire. cand temperatura creste/scade.

Astfel, scopul dezvoltării a fost controlul ventilatorului electric cu un semnal PWM pe baza citirilor senzorului de temperatură a lichidului de răcire. Încă mai am probleme cu o abordare serioasă a programării microcontrolerelor))), așa că s-a decis să folosesc platforma Arduino cu propriul și foarte simplu limbaj de programare pentru începători. Și pe baza multor exemple luate de pe Internet, a fost dezvoltat un program pentru controlul microcontrolerului.

/**_____________________VARIABILE:______________________**/
int dc = 0;
int val;
int reg;
int bal;
/**_________________________________//VARIABILE____________________**/
/**___________________Inițializare:________________________________**/
void setup()
{
pinMode(1, IEȘIRE); //picior(6): Indicarea ajustării pragului de temperatură de răspuns (LED)
pinMode(0, IEȘIRE); // leg(5): Ieșire driver tranzistor de putere
pinMode(A2, INPUT); //picior(3): Intrarea senzorului de temperatură
pinMode(A3, INPUT); //picior(2): intrare potențiometru (regulator de prag)
bal = analogRead(A3);
bal = constrângere(bal,1,1023);
reg = map(bal,1,1023,0,30);
val = (analogRead(A2))+reg;
val = constrain(val,865,895); //Intervalul de valori ale senzorului pentru domeniul de reglare a temperaturii (!! a fost selectat experimental, valorile sunt potrivite numai pentru VAZ (senzor de temperatură de injecție de lucru 423.3828)
dc = map(val, 865, 895, 1, 9999);
}
/**________________________________//Inițializare____________________**/
/**__________________CICLU PRINCIPAL:______________________**/
//Regulatorul citește constant valorile senzorului, iar la declanșarea pragului de comutare, pornește ventilatorul cu o turație proporțională cu creșterea valorilor de temperatură: când valorile temperaturii cresc, viteza ventilatorului crește; când valoarea scade, viteza scade; când scade sub pragul de răspuns, ventilatorul se oprește; la cresterea peste pragul de reglare, ventilatorul se roteste la viteza maxima
buclă goală ()
{
void (* resetFunc) (void) = 0;
dacă (dc > 1)
{
digitalWrite(13, HIGH);
digitalWrite(3, HIGH);
delayMicrosecunde(dc);
digitalWrite(3, LOW);
dacă(dc >= 9999)
{
digitalWrite(3, HIGH);
}
altfel
{
delayMicrosecunde(10000 - dc); // frecvența de ajustare 100 Hz (pwm)
}
dc = 0;
resetFunc();
}
altfel
{
digitalWrite(3, LOW);
digitalWrite(13, LOW);
resetFunc();
}
}
/**________________________________//CICCUL PRINCIPAL____________________**/

Schema schematică a dispozitivului arată astfel:

Acesta este un circuit deja modificat cu ajustarea pragului de temperatură de răspuns. Alimentarea este furnizată de la terminalul „D” al generatorului, ceea ce permite controlerului să funcționeze numai atunci când motorul este pornit, deși acest lucru nu este critic și poate fi alimentat de la „aprindere”. Circuitul implementează stabilizarea sursei de alimentare a microcontrolerului (5V) pe baza convertorului VR1. Optocuplerul DD2 este folosit ca driver pentru tranzistorul de putere VT1. Tranzistorul are nevoie de răcire, deoarece prin el trec curenți mari (aproximativ 10 Amperi). Orice radiator cu o suprafață de răcire de 30 de metri pătrați va face bine. cm și mai sus.

De asemenea, este obligatoriu să instalați siguranțe pe sursa de alimentare „+” a controlerului (cel puțin 100 miAmps) și pe circuitul de masă - cel puțin 20 Amperi (deoarece ventilatorul este comutat de tranzistorul de putere tocmai prin masă)! Evaluările tuturor componentelor radio trebuie respectate cu strictețe. Frecvența semnalului PWM a fost selectată experimental pentru a evita interferența de joasă frecvență în rețeaua de bord, precum și pentru a reduce zgomotul înfășurărilor motorului ventilatorului la viteze mici și este de 100 Hz.

Placa de circuit imprimat a fost proiectată „pe genunchi”, astfel încât carcasa și cablurile au fost asamblate din materiale vechi:

Desenul plăcii de circuit imprimat nu este important, cine este interesat de toate materialele din arhivă.

Conexiune. Rotorul de ventilator folosit este cu 8 pale, deoarece rotorul standard cu 4 pale are un efect foarte mic la viteze mici + vibrațiile în exces nu au adus niciodată confort.

Test video, conexiune:
Ca urmare a asamblarii, au existat, desigur, o mulțime de probleme, dar costul dispozitivului a fost de aproximativ 10 USD))) și asta e bine! Vă rugăm să scrieți orice întrebări în comentarii.