Коммутатор вентилятора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Электронные устройства

Комментарии к статье

Известно, что от температурного режима работы двигателя автомобиля существенно зависят многие его характеристики. Как недостаточно прогретый двигатель, так и перегретый - источник дополнительных проблем.

Сейчас водители, которым приходится ездить по улицам больших городов, все чаще попадают в ситуации, когда в течение длительного времени двигаться можно только с пешеходной скоростью, а то и, вообще, больше стоять. Летом в таких "пробках" двигатель машины обычно быстро перегревается и требует остановки для охлаждения.

О том, как облегчить жизнь себе и автомобилю в подобных случаях, рассказывает автор этой статьи.

Грустная шутка: автомобилист, которому выпало ездить на отечественной машине, в трудностях недостатка не испытывает. Действительно, у него всегда под руками широкий их спектр - от запуска холодного двигателя в мороз до, как ни парадоксально, запуска горячего двигателя в жаркую погоду. Предлагаю обсудить некоторые особенности работы перегревающегося двигателя.

На большинство современных автомобилей устанавливают электрический вентилятор, снабженный простейшей электромеханической автоматикой (см. схему на рис. 1). Узел подключен к зажиму 15/1 замка зажигания. Заметим, что обозначение зажимов системы электрооборудования соответствует международному, которое принято также всеми ведущими отечественными производителями автомобилей.

Датчиком включения электродвигателя М1 вентилятора служит термовыключатель SF1, устанавливаемый обычно на радиаторе. Если температура двигателя машины увеличивается, но еще не достигла верхнего порогового значения (99&№176;С для автомобилей ВАЗа и 92 С - АЗЛК), контакты SF1 будут разомкнуты, а электродвигатель обесточен.

Как только двигатель разогреется до верхнего температурного порога, контакты датчика SF1 замкнутся, сработает реле К1 и контактами К1.1 включат электродвигатель М1 вентилятора. Начнется интенсивное охлаждение антифриза в системе охлаждения.

В момент, когда температура двигателя опустится ниже нижнего температурного порога (94&№176;С для автомобилей ВАЗа и 87&№176;С - АЗЛК), контакты SF1 разомкнутся и вентилятор снова окажется обесточенным. Таким образом устанавливается температурный эксплуатационный режим работы двигателя. Описанная автоматическая система охлаждения работает вполне удовлетворительно во время движения и даже на стоянке, если погода умеренно жаркая. Однако, как только вы попадете в "пробку" в знойный летний день, придется вскоре убедиться, что вентилятор автомобиля работает, не выключаясь, а температура двигателя угрожающе растет.

В таких условиях попытки хоть на короткое время выключить двигатель, чтобы остудить его, скорее всего не только не приведут к желаемому результату, но даже наоборот. Ведь при выключении зажигания будет полностью обесточен и вентилятор, а пышущий жаром двигатель создаст под капотом настоящую "сауну", карбюратор и бензонасос быстро окажутся перегретыми, а это может привести к тому, что вновь запустить двигатель вам, возможно, уже не удастся.

Как же быть?

В определенной степени облегчить ситуацию можно, применив автоматический электронный коммутатор вентилятора. Его подключают к имеющемуся узлу автоматики так, как показано на схеме рис. 2.

Узел автоматики, независимо от того, будет ли к нему подключен электронный коммутатор, целесообразно доработать, введя в него два защитных диода - VD1 и VD2. Эти диоды позволят в значительной мере уменьшить электроэрозию контактов К1.1 реле К1 и термоконтактного датчика SF1 соответственно.

Коммутатор вентилятора (см. схему на рис. 3) начинает работать только при перегретом двигателе. В номинальных же температурных условиях работой вентилятора управляет описанный выше узел автоматики, который питается с зажима 15/1 замка зажигания. Напряжение 12 В на этом зажиме присутствует только в двух (из четырех) положениях ключа зажигания - "Зажигание" и "Пуск".

(нажмите для увеличения)

Коммутатор же питается от зажима 30, т.е. фактически от плюсового вывода аккумуляторной батареи. Конденсаторы С1, С2 и диод VD4 сглаживают пульсации напряжения питания. Диод VD4 совместно с диодом VD1 защищают также слаботочную часть устройства от ошибочной подачи напряжения питания в обратной полярности.

Напряжение с замка зажигания - от его зажима 15/1 - поступает на формирователь, собранный на элементе DD1.1, резисторах R1, R2, конденсаторе C3 и стабилитроне VD2. Этот формирователь подавляет как высокочастотные пульсации напряжения, так и импульсные помехи повышенного напряжения.

Кроме того, в коммутаторе имеются три формирователя интервалов времени. Первый из них, состоящий из конденсатора С4, резистора R4 и элемента DD1.2, формирует одиночный импульс низкого уровня длительностью около 100 мс. Второй - на элементе DD1.3 и дифференцирующей цепи C5R8 - вырабатывает интервал длительностью примерно 1 мс. Наконец, третий интервал времени длительностью 60 с формируют элементы DD2.3, DD2.4 и дифференцирующая цепь C6R9.

При включенном зажигании к входам элемента DD1.1 приложено напряжение высокого уровня, значит, на выходе этого элемента низкий уровень. Поэтому конденсаторы С4-С6 разряжены и на входах элементов DD1.2, DD1.3 и нижних по схеме входах элементов DD2.3, DD2.4 действует низкий уровень.

Высокий уровень с выхода элемента DD1.2 удерживает закрытым транзистор VT1. RS-триггер, собранный на элементах DD2.1, DD2.2, может оказаться в любом состоянии, на его входах - высокий уровень. На выходе элементов DD2.3, DD2.4, включенных параллельно, будет высокий уровень, поэтому транзистор VT2 закрыт, реле К1 коммутатора обесточено, контакты К1.1 разомкнуты (на рис. 3 они не показаны).

После выключения зажигания на входе элемента DD1.1 появляется низкий уровень, на выходе - высокий. Выходным током, протекающим через сравнительно низкоомный резистор R3, начинают заряжаться конденсаторы С4-Сб. Открывается транзистор VT1, и через диод VD3 и цепь терморезистора начинает течь ток, определяемый сопротивлением резистора R6 и терморезистора.

Необходимо рассмотреть два случая: первый - двигатель холодный, сопротивление цепи терморезистора велико, второй - двигатель горячий, сопротивление мало.

При холодном двигателе с выключением зажигания на выходе элемента DD1.3 на 1 мс появится низкий уровень. Поскольку сопротивление терморезистора большое, уровень напряжения на резисторе R7 элемент DD1.4 определяет как высокий. Таким образом, и на нижнем по схеме входе триггера будет низкий уровень. Поэтому на выходе обоих элементов установится единичное напряжение.

На нижнем по схеме входе элементов DD2.3, DD2.4 в течение 1 мин (пока заряжается конденсатор С6) действует также высокий уровень. Значит, на выходе этих элементов будет низкий уровень и транзистор VT2 откроется.

Но уже через 1 мс низкий уровень на выходе элемента DD1.3 сменится высоким. Это приведет к установке триггера по нижнему входу в состояние 0 и к закрыванию транзистора VT2. За время 1 мс реле не успеет сработать, поскольку его быстродействие находится в пределах 7...10 мс.

Примерно через 100 мс зарядится конденсатор С4, закроется транзистор VT1 и на входе элемента DD1.4 снова установится низкий уровень - состояние триггера не изменится. Через минуту зарядится конденсатор С6 и на нижнем входе элементов DD2.3, DD2.4 высокий уровень сменится низким. Коммутатор перейдет в стационарное состояние, в котором может пребывать неограниченно долго.

Если же выключить зажигание при горячем двигателе, то на выходе элемента DD1.3, как и в первом случае, появится низкий уровень, а на выходе элемента DD1.4 - высокий, поскольку сопротивление терморезистора уменьшилось и напряжение на резисторе R7 элемент DD1.4 определяет теперь как низкий уровень.

В результате триггер немедленно переключится по верхнему входу в состояние 1, Спустя 1 мс и на верхнем входе триггера появится высокий уровень, не изменяющий состояния триггера. Пройдет еще 100 мс - закроется транзистор VT1 . При этом напряжение на резисторе R7 уменьшится почти до нуля (низкий уровень), а триггер остается в единичном состоянии. Поэтому в течение 1 мин транзистор VT2 будет открыт, а реле К1 включено. Значит, работает вентилятор, охлаждая жидкость в радиаторе автомобиля и обеспечивая воздухообмен в подкапотном пространстве.

По окончании минутной выдержки вентилятор выключится и коммутатор снова перейдет в стационарное состояние. Такой режим работы позволяет в необходимых случаях придать двигателю автомобиля некоторый запас тепловой устойчивости. После включения зажигания и запуска двигателя вентилятором снова начинает управлять имеющийся узел автоматики с контактным термодатчиком SF1.

Длительность отрезка времени, в течение которого включен вентилятор после срабатывания коммутатора, можно изменить подборкой резистора R9. Чем больше сопротивление этого резистора, тем дольше будет работать вентилятор. Необходимую длительность следует определить экспериментально. Чрезмерно большая выдержка приводит к бесполезной потере тепла, электроэнергии, топлива, ресурса электродвигателя вентилятора. Однако если "горячий" запуск двигателя машины доставляет вам слишком много хлопот, эти издержки считайте оправданными.

Примерно то же можно сказать и о температурном пороге срабатывания коммутатора. Значение этого порога лучше всего определить опытным путем, исходя из конкретных условий и особенностей двигателя вашего автомобиля. Так, если горячий двигатель запускается плохо, порог следует выбрать довольно низким - около 80°С, а иногда даже 60°С. Порог устанавливают подборкой резистора R6; более высокому порогу соответствует меньшее сопротивление.

Заметим здесь, что ориентироваться на термометр автомобиля не следует из-за его слишком большой погрешности. Лучше пользоваться самодельным термометром, описанным в [1].

В коммутаторе можно применить микросхемы серий К561, К564, К1561 ( К176 лучше не применять, поскольку они требуют более стабильного напряжения питания). Элементы DD1.3, DD1.4, DD2.1, DD2.2 допустимо заменить одним триггером (из двух в одном корпусе) К561ТМ2 или 564ТМ2, К1561ТМ2.

Транзистор КТ502Е (VT1) заменим на КТ814Г или КТ816Г, а транзистор КТ814Г (VT2)-на КТ816Г.

Диоды VD1 и VD4 могут быть практически любыми кремниевыми малогабаритными, а VD3 и VD5 - любыми из серий КД102, КД103, КД105, КД106, КД208, КД209. Стабилитрон VD2 подойдет любой маломощный на напряжение стабилизации от 8 до 15 В (в крайнем случае можно обойтись и без него). Оксидные конденсаторы - из серий К52, К53, ЭТО; остальные - керамические. Реле К2 - 111.3747, 112.3747, 113.3747, 113.3747-10 или какое-либо другое подходящее из числа, например, описанных в[2].

Литература

1. Банников В. Указатель температуры двигателя. - Радио, 1996, № 7, с. 47.
2. Банников В. Малогабаритные автомобильные электромагнитные реле. - Радио, 1994,№ 9,с.42; № 10, с. 41.

Автор: B.Банников, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Электронные устройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Вкус будущего с искусственным языком на графене 20.07.2025

Идея создания искусственного органа чувств давно привлекает внимание ученых, особенно в контексте замены или дополнения утраченных функций человека. Среди таких проектов особенно перспективной выглядит разработка электронного языка - устройства, способного не просто анализировать состав веществ, но и воспроизводить вкус на уровне, сравнимом с восприятием человека. И вот теперь, благодаря инновациям в области нанотехнологий и машинного обучения, этот замысел получил реальное воплощение. Инженеры и исследователи, стоящие за новым проектом, сконструировали устройство, основой которого стал оксид графена, размещенный в нанофлюидной структуре. Такой подход позволил объединить сенсорные и вычислительные элементы на одной платформе. Немаловажно, что система эффективно работает во влажной среде, близкой по условиям к ротовой полости, что делает ее особенно реалистичной в имитации естественного вкусового восприятия. Важнейшей технологической особенностью сенсора является использование пер ...>>

SSD-накопитель Transcend ESD420 20.07.2025

Компания Transcend перезентовала SSD Transcend ESD420 - новый портативный и производительный накопитель с уникальной системой крепления. Основная особенность устройства заключается в наличии встроенного магнита, который позволяет легко прикрепить его к задней панели iPhone, поддерживающего MagSafe. Это делает использование внешнего хранилища особенно удобным в полевых условиях, когда важно снимать видео без тряски и задержек, а свободное место заканчивается на глазах. Инженеры компании Transcend позаботились о совместимости: накопитель можно подключить напрямую через кабель USB-C - USB-C, что особенно актуально для последних моделей iPhone. Благодаря этому подключению устройство способно поддерживать ресурсоемкие функции, такие как запись в формате 4K ProRes прямо на внешний SSD, обходя ограничения встроенной памяти. Накопитель выполнен в компактном корпусе и весит всего 48 грамм, что делает его почти незаметным при использовании. Внешняя оболочка обладает ударопрочными характ ...>>

Выращены томаты без косточек 19.07.2025

Современное сельское хозяйство все чаще обращается к молекулярной биологии, чтобы преодолеть вызовы, связанные с климатом, сроками хранения и требованиями рынка. Один из таких прорывов связан с выращиванием плодов без семян - давно востребованных как в пищевой промышленности, так и среди потребителей. Пока обезкосточенные бананы и виноград стали привычными, новое внимание ученых сосредоточено на других культурах. Индийские исследователи уверенно двигаются в этом направлении, предложив инновационный подход к созданию томатов без косточек. Исследование было проведено на кафедре ботаники факультета естественных наук Университета Маунтин-Си в индийском городе Вадодара. Руководство проектом осуществлял профессор Сунил Сингх, а финансирование обеспечивал Совет по научным и инженерным исследованиям. Ученые сосредоточились на изучении так называемых каспазоподобных генов, которые играют ключевую роль в развитии растений, в частности - в вегетативных и репродуктивных функциях. По словам п ...>>

Случайная новость из Архива Гаджет Fidget Cube отучит от вредных привычек 01.10.2016 На первый взгляд Fidget Cube от Antsy Lab (что в переводе означает "беспокойная лаборатория") является абсолютно бесполезным. В маленький виниловый кубик встроены вращающееся колесико, переключатель, три шестеренки, нажимающийся шарик и даже джойстик, но все эти "органы управления" ничем не управляют. Новинка подходит для тех, кто любит клацать шариковой ручкой и грызть ногти. Fidget Cube призван помочь справиться с вредными привычками. Этот маленький виниловый кубик собрал на платформе Kikstarter в 253 раза больше денег, чем изначально хотели разработчики. Fidget Cube спроектирован таким образом, что игра с тихими и громкими кнопками должна быть приятной на ощупь, но никого из находящихся поблизости людей беспокоить не будет. Абсолютно глупой эта идея не является: почти каждый из нас иногда в рассеянности пощелкивает шариковой ручкой, вызывая тихое раздражение всех, кому приходится это слушать. Тем не менее, игра с подобными штуками может способствовать повышению концентрации. Antsy Lab ссылается на результаты исследования, которые свидетельствуют о повышении уровня концентрации у студентов, играющих со стрессболом, или улучшения внимательности у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивностью.

Другие интересные новости:

▪ Разум важнее зрения

▪ Самодвижущиеся умные кресла

▪ Умный купальник

▪ Возраст и лишний вес

▪ Зеленый чай может предотвращать инфаркты и инсульты, вызванные атеросклерозом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Джон Драйден. Знаменитые афоризмы

▪ Как изменилась карта Европы после Первой мировой войны? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по монтажу и демонтажу деревообрабатывающего оборудования. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Индикатор напряжения аккумулятора на микросхеме К1003ПП1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Усилители и компараторы фирмы MAXIM. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025