Электровентилятор системы охлаждения с импульсным регулированием

[Texas_Ranger]

Навеяно вот этим - http://forum.uazbuka.ru/showthread.php?t=11384 . На этом сайте у меня есть друг, которому я сделал подобное устройство для его УАЗ Хантер взамен плохо работавшей вискомуфты, когда сам обзавелся BMW, оказалось, что данная проблема актуальна и для меня. Вискомуфта у меня хоть и не заклинена, но вентилятор крутится с большой скоростью постоянно (что совершенно излишне), да и его кожух весь разломан, разве что скотчем не склеен. При разгоне и прогазовках слышен нехилый вой вентилятора, в том числе и тогда, когда в нем необходимости совсем нет. Решение нашел быстро - установить электровентилятор, но в простейшем варианте, когда им управляет контактный датчик (включен-выключен) он потребляет довольно много электричества и сильно шумит, к тому же при охлаждении возникает термокачка (датчик включается при одной температуре, а выключается при другой, более низкой). Чтобы избежать этих неприятных моментов, я спаял схему, которая работала бы по следующему алгоритму:

1. Температура меньше 90 градусов - вентилятор не работает.

2. Температура от 90 до 100 градусов - вентилятор начинает работать при 90 градусах с мощностью порядка 15-20 процентов от номинальной, по мере роста температуры его мощность и обороты растут и при температуре 100 градусов он выходит практически на свою полную мощность.

3. Температура выше 100 градусов - вентилятор работает практически с полной мощностью. "Практически" - потому что из-за особенностей микросхемы типа TL494 не получается сформировать управляющий импульс с коэффициентом заполнения более 94-95 процентов (эта микросхема предназначена для построения импульсных источников питания, где в двухтактном включении как раз и нужно некоторое мертвое время и минимальная его величина ограничена уже в самой микросхеме). Впрочем разница уже совершенно незаметна - даже если тупо замкнуть на массу минус вентилятора (закоротить блок), на слух его обороты, да и потребляемый ток тоже - не меняются.

Кроме этого предусмотрена возможность принудительного включения вентилятора на полную мощность тумблером на панели приборов - на случай, если блок вышел из строя, а ехать как-то надо. Кстати, работоспособность блока проверяется очень просто - достаточно включить зажигание и скинуть разъем с датчика температуры, если вентилятор сразу заработал на полную мощность - все в порядке.

Теперь о компонентах системы. Вентилятор применен волговский 11-лопастной модели Luzar LFc 0310 (12В, 30А), установлен в газелевский кожух, который пришлось доработать - надставить лапы крепления. Крепится конструкция к радиатору 2-мя болтами на 6, ввинченными в закладные гайки, вложенные в щели для крепления родного кожуха, снизу металлические планки просто вставлены в соответствующие пазы радиатора. Датчик температуры - "мозговой" от УАЗ-Патриот модели 19.3828 (отчасти потому, что система изначально разрабатывалась под него), установлен в патрубок, врезанный в подводящий шланг радиатора, сам патрубок - нашел в хламе, что-то от ГАЗовских машин, но рассчитанное под установку контактного датчика типа ТМ-108, впрочем я это легко исправил, вварив в него гайку с резьбой М12х1.5 (именно такая резьба у датчика), естественно потом все зачистил и покрасил. Блок установлен под панелью приборов, слева, над пластмассовой рамкой, которая крепит разъемы электрооборудования, реле - рядом с ним. Тумблер принудительного включения вентилятора установил под пепельницей - и доступен, и не особо заметен, и колхозом не назовешь. Питание малосигнальной части взято с предохранителя №12 (фонари заднего хода), по "малосигналке" схема потребляет не более 50-70 мА, может и того меньше, специально не мерял, силовое питание берется с аккумулятора обязательно (!!!) через предохранитель не менее 30А, сечение проводов в цепи вентилятора не менее 2.5 мм2. Соединения силовых проводов (отводы на реле, и т.п.) желательно делать как можно ближе к блоку (как показано на втором рисунке). Ну а теперь - картинки.

 

Схема блока

Схема внешних соединений

Вентилятор и датчик температуры на машине

[Texas_Ranger]

Файл с описанием схемы. Сразу говорю - исходный ее вариант, с Уазбуки - не мой, но я кое-что доработал (добавил микросхему компаратора, переделал драйвер силового ключа, слегка изменил разводку платы). Мои комментарии по тексту выделены курсивом.

Описание - ШИМ для УАЗа1.doc

Если кого-то интересует разводка печатной платы - пишите, выложу скриншоты из программы Sprint Layout, просто форум не позволяет выкладывать файлы подобного типа.

[kvak530]

ну че сказать... кулибин!!!)))

[Texas_Ranger]

Первые впечатления - исчез шум вентилятора, несколько лучше стал разгоняться, при температуре окружающего воздуха +20-22 градуса вентилятор не слышно, только открыв капот можно увидеть, что он работает с небольшой частотой (где-то треть от максимальной, а может и того меньше), кстати при минимальной скорости потребляемый им ток всего-навсего около 3А, не будем забывать, что мощность, потребляемая вентилятором, пропорциональна кубу (3-й степени) его частоты вращения. Во время стоянки с работающим прогретым двигателем за несколько минут частота его вращения заметно не растет. Если двигатель при этом заглушить и пока не остыл, включить зажигание - обороты плавно снижаются и в какой-то момент вентилятор останавливается.

[Alex-Ki]

Тёртая тема на различных форумах(силич)... очень низкая надёжность устройства.

[Combat]

Нормально, только не смотрится. Если кондея нет, то лучше его впереди поставить или на радиатор 2 от Шеви воткнуть - лучше смотреться будет. А родной датчик что не использовал в радиаторе? Или можно было в пробку расширительного бачка снизу встроить. Слишком он колхозно выглядит. Я вначале также сделал, потом переделал под нормальный датчик.

[Texas_Ranger]

2 Alex-Ki (про надежность).

 

Интересно, в связи с чем? Может кто-то не умеет ее готовить? Готов поделиться практическими соображениями по поводу того, что лимитирует надежность:

1. Температура. В даташитах на электронные компоненты как правило, приводятся ограничения по температуре окружающей среды, что же касается моей конструкции, то микросхемы брались в индустриальном исполнении (работоспособность от -50 до +85 градусов), электролитические конденсаторы - "105-градусные" (от -40 до +105). Сам блок при работе греется, правда не очень сильно, вернее греются всего 2 элемента: силовой транзистор и гасящий диод. Они у меня в корпусах ТО-220, закреплены с внутренней стороны корпуса (алюминиевого) через изоляционную термопроводящую прокладку с применением пасты КПТ-8, так что тепло от них в корпусе не накапливается, хотя если их мало будет - можно и на внешнюю сторону корпуса небольшой радиатор навесить, я это предусмотрел. Кстати сам силовой транзистор, равно как и гасящий диод, взяты с большим запасом по току и напряжению. У транзистора максимально допустимый ток 133А, напряжение - до 55В, у диода прямой ток 30А, импульсный до 850А (!), напряжение до 45В. Что же касается размещения устройства, то его лучше всего ставить где-нибудь в салоне или в "мозговом центре", где не особо жарко, но никак не в моторном отсеке. По статистике вероятность отказа электронной аппаратуры повышается вдвое при росте температуры на каждые 6 градусов.

2. Компоновка жгута и разводка его цепей. Между прочим, на надежную работу схемы она влияет не меньше, чем разводка печатной платы. Не зря гасящий диод на 1-м и 2-м рисунке в первом посте подключен именно так и подключение проводов, идущих на электровентилятор, сделано именно по такой схеме. Разветвление силовых проводов на плюс питания и на плюс вентилятора должно быть сделано как можно ближе к блоку, в противном случае индуктивность провода, идущего от блока до точки разветвления, будет серьезно мешать гасящему диоду выполнять свою функцию. Кроме того, силовые и сигнальные провода не должны перевиваться друг с другом, чтобы исключить влияние первых на вторые и всякие неприятные эффекты из-за этого.

3. Хотелось бы уточнить, про какие схемы шла речь - про самодельные или фирменную "Силыч"? Если самоделки, сделанные из гуана и палок, хз с какой разводкой платы и жгута и размещенные в моторном отсеке - тогда понятно, а вот "Силыча" за что ругают - тоже ломается часто? Справедливости ради скажу, что видел его в ремонте у одного товарища на работе (у него ВАЗ-2110), только не помню, что с ним было.

[Texas_Ranger]

Нормально, только не смотрится. Если кондея нет, то лучше его впереди поставить или на радиатор 2 от Шеви воткнуть - лучше смотреться будет. А родной датчик что не использовал в радиаторе? Или можно было в пробку расширительного бачка снизу встроить. Слишком он колхозно выглядит. Я вначале также сделал, потом переделал под нормальный датчик.

Кондей в планах восстановить, так что вариант перед радиатором отпадает. Насчет родного датчика в радиаторе - это который в правом бачке что ли? Так это тоже кондейный, будет задействован под другие нужды. Про низ расширительного бачка подумаю, может и перенесу.

[Combat]

Параллельно к нему подключится и всё или завязку сделать от реле вентиля кондея - всё равно сигнал с датчика на обмотку этих реле идет

[Texas_Ranger]

Это можно, но все равно регулирование будет ступенчатым, а здесь оно плавное. Прошел второй день, полет нормальный (тьфу*3).

[Alex-Ki]

http://silich.ru/forum/forumdisplay.php?f=7

[Texas_Ranger]

Так, похоже у меня термостат стоит на 92 градуса - вентилятор постоянно крутится, хоть и с не очень большой частотой (начало работы - 90 градусов). Видимо, надо будет перенастроить диапазон срабатывания - тот же старт на 30 процентах мощности, но при температуре 95 градусов, выход на полную мощность при 102 градусах. Тот факт, что термостат открывается еще не полностью, косвенно подтверждается таким обстоятельством: если горячий двигатель заглушить и затем включить зажигание, вентилятор включается и работает с медленным снижением частоты вращения, затем в какой-то момент времени останавливается. Проходит еще пара минут, опять включается и набирает обороты, опять снижает их и останавливается. И так раза 2-3 (может и больше, не проверял). Температура патрубка, где датчик, меняется соответственным образом, так что это точно не глюк блока управления. Скорее всего происходит вот что: жидкость в радиаторе стоит, охлаждается потоком воздуха, ее плотность растет, она смещается за счет конвекции в сторону нижнего патрубка, ну и далее - в термостат и затем в блок. Термостат, получив порцию холодной жидкости, закрывается. К датчику притока горячей жидкости нет, он остывает и вентилятор выключается. Однако двигатель еще горячий, тепла его хватает, чтобы открыть термостат снова и впустить в блок очередную порцию холодной жидкости, ну а нагретая поступает по верхнему патрубку через датчик к радиатору, на смену холодной, естественно, блок управления видит, что датчик нагревается и в какой-то момент включает вентилятор, далее процесс повторяется до тех пор, пока температура в верхнем патрубке радиатора не снизится настолько, что вентилятор не включится. Естественно, специально держать включенным зажигание никто не будет, но вот у меня возник вопрос: актуальна ли функция охлаждения двигателя после выключения зажигания, если до него вентилятор работал? В принципе ничего сложного нет, даже микроконтроллер не нужен и в схему добавляется всего 5 деталей, хотелось бы мнение общественности узнать - надо или нет?

[Texas_Ranger]

Кстати, что мне в "Силыче" не нравится (почитал инструкцию на него) - то, что провод силовой массы одновременно является датчиком тока. Решение более, чем спорное, во-первых, при таких токах уже начинает нехило влиять состояние контактов (в частности, провода с кузовом), во-вторых, погрешность такого измерения будет сильно зависеть от температуры самого провода (джоулево тепло никто не отменял, а оно будет греть провод, причем заметно), в-третьих - нахрена это вообще делать? Электромотор вентилятора - это не первичная обмотка трансформатора импульсного блока питания, которую вогнать в насыщение как нехрен делать и самое худшее, что может произойти, это то, что он выйдет на свою максимальную мощность. а что касается превышения тока например, если вентилятор заклинило - а разве предохранители отменили? Если уж кому-то так хочется мерять ток, то это нужно правильно делать - либо шунтом (громоздко), либо токовым трансформатором (не работает на постоянке), либо датчиком тока на эффекте Холла (работает с любыми токами, обеспечивает гальваническую развязку с силовой цепью, достаточно компактный, но дорогой).

[Texas_Ranger]

Сегодня удалось засечь момент включения вентилятора - очень прикольно включается, чем-то похоже на пуск авиационной турбины - медленно, но неотвратимо набирает обороты. Как-то так -

 

[Texas_Ranger]

Покурил тут схему электрооборудования климата и вот что заметил. У нас дополнительный вентилятор кондея работает по сути, независимо от него по датчику в правом бачке радиатора. Так как у меня уже стоит регулируемый электровентилятор, то напрашивается такое решение - сделать у блока вход на кондиционер и если тот включен, то вентилятор включается МИНИМУМ на 50-60 процентов своей мощности (если температура высокая - то и больше). В этом случае от дополнительного кондейного вентилятора по идее можно отказаться? Или нет - все-таки толстый пакет радиаторов, сильно греется, нужен интенсивный продув? Гуру, подскажите.

[Fant0mas]

Лучше чтобы штатный вентилятор работал вместе с включением компрессора кондея. А датчик включения доп вентилятора правильнее было бы вставить в низ радиатора или нижней патрубок - дабы он не включался при движении автомобиля. Набегающего потока воздуха достаточно для охлаждения жидкости в радиаторе. Охлаждать радиатор необходимо когда из нижнего патрубка будет поступать жидкость температурой более 82...87 градусов .

[Texas_Ranger]

Лучше чтобы штатный вентилятор работал вместе с включением компрессора кондея.

А примерно так и будет - диапазоны срабатывания по температуре примерно одинаковые. Но кондейный вентилятор - это уже "вторая очередь" отвода тепла, когда его от двух радиаторов отводится больше.

А датчик включения доп вентилятора правильнее было бы вставить в низ радиатора или нижней патрубок - дабы он не включался при движении автомобиля.

А он и так не включится - температура при этом не дойдет до полного открытия термостата, а у меня вентилятор начинает работать при 92 градусах (термостат 80-градусный стоит).

Набегающего потока воздуха достаточно для охлаждения жидкости в радиаторе. Охлаждать радиатор необходимо когда из нижнего патрубка будет поступать жидкость температурой более 82...87 градусов .

Насчет нижнего патрубка я бы поспорил - теплоотдача у радиатора ниипическая и если 82...87 градусов будет на выходе, то что на входе тогда? 100? 120? Да и про тепловую инерционность радиатора забывать не будем. До такого по мне так лучше не доводить, тем более двигатели BMW перегрева ой как не любят и лучше предотвратить чрезмерное повышение температуры, чем пытаться охладить уже раскаленный радиатор и двигатель. А температуру вполне неплохо в данной ситуации и термостат удержит, если исправный, лучше уж пусть он чуть прикроется, но холодная жидкость у нас будет, чем откроется на полную, да еще и на входе в двигатель температура будет, как при его полном открытии или выше.

[Defender_58]

А как стандартный вентиль работает?При нагреве при выключенном кандее?)))

[Texas_Ranger]

А как стандартный вентиль работает?При нагреве при выключенном кандее?)))

Так же, как и при включенном. Если посмотришь схему электрооборудования, раздел "Дополнительный вентилятор", то увидишь, что на кондей схема не заведена - только на датчик в правом бачке радиатора. Единственное отличие - если датчик давления кондея (если включен) сработает (давление более 18 атм), то он выйдет на полную скорость независимо от температуры жидкости в правом бачке радиатора.

[Defender_58]

ТОесть и по температуре антифриза включается постоянно, и если включен кандей то по давлению фриона?))

ВПринципе ведь на зиму можно снять принудиловку?Если вдруг чего электро справится зимой то?))

[Bloody]

ТОесть и по температуре антифриза включается постоянно, и если включен кандей то по давлению фриона?))

ВПринципе ведь на зиму можно снять принудиловку?Если вдруг чего электро справится зимой то?))

Зимой справится кондейный.

До 9.90 года электровентиялтор срабатывает только при включении кондея и при превышении температуры 101 градус сразу врубает 2 скорость.

После 9.90 работой вентиялятора управляют еще и мозги DME.

Т е тут нужно по году авто смотреть, различия очень значительные.

[Defender_58]

На разъёме температурного датчика перемыкал, обе скорости включаются))У меня просто и зимой и летом в жару стрелка пару миллиметров до середины недоходит, на середине никогда нестояла))))Зимой хрен нагреешь))))Вот думаю надо снимать на следущую зиму))

[Texas_Ranger]

А у тебя термостат в порядке? На большой круг не подпускает?

[Defender_58]

Нет, держит))))Просто муфта какаято чудная стоит)))Не вязкостная, а с пружиной какойто)))

[Леонид Л]

привет всем!двигатель м51 дизель датчики стоят в гбц на радиаторе нет.проблема-выгорает предохранитель на 30а при включении зажигания сразу вкл эл вентилятор кондея пока не сгорит фьюз.попробовал поставить „гвоздь”замкнул контакты вручную -начинают грется провода красные с зеленой полосочкой -долго не держал боюсь короткого в косе .вопрос ?причина в двигателе вентилятора?или гдето уже коротыш?прошу вас уважаемые спецы по дизелю м51 дайте ссылку на полную схему на вентилятор кондея.спасибо всем откликнувшемся.

[Combat]

Мотору походу трындец пришёл.

Схемы

http://www.e34.su/forum/index.php?/topic/908-%d1%8d%d0%bb%d0%b5%d0%ba%d1%82%d1%80%d0%be%d1%81%d1%85%d0%b5%d0%bc%d1%8b-%d0%b1%d0%bc%d0%b2/

 

раздел AUXILIARY FAN

 

[Dikiy]

Не могу сейчас скачать схемы, но инфа нужна:

 

1)Разъём датчика температуры в радиаторе

 

2) В нем 3 пина

 

3) Почему 3 :

а) Датчик на два значения температыуры(нижнее значение температуры и максимальное)

б) Помимо простого сигнала 0 или 1, есть ещё простой линейный сигнал на датчик температуры.

 

Отвечу, для чего мне это: ставлю двойной вентилятор от Шнивы, потому лучше всего было бы 3-а для меня, чтобы не резать нижний патрубок для доп. датчика.

 

 

[SEREGAflot]

Файл с описанием схемы. Сразу говорю - исходный ее вариант, с Уазбуки - не мой, но я кое-что доработал (добавил микросхему компаратора, переделал драйвер силового ключа, слегка изменил разводку платы). Мои комментарии по тексту выделены курсивом.

Описание - ШИМ для УАЗа1.doc

Если кого-то интересует разводка печатной платы - пишите, выложу скриншоты из программы Sprint Layout, просто форум не позволяет выкладывать файлы подобного типа.

 

 

Мне скинь пожалуйста, а в рар архив нельзя?

[Texas_Ranger]

RAR не получается закинуть. Разве только скриншоты платы, нужно?

[SEREGAflot]

Лучше в Лайоте, она отзеркалена под принтер?