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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Роботы-танки вместо пожарных 16.10.2012 В США через несколько месяцев будут развернуты первые роботы-пожарные. Небольшие пожарные "роботанки" Thermite компании Howe and Howe Technologies заменят человека с брандспойтом. Робот Thermite имеет дистанционное управление и может вплотную приближаться к пламени. Робот оснащен брандспойтом и соединен шлангом с цистерной с водой или насосом, качающим воду непосредственно из водоема. Цель применения робота очевидна: почувствуйте себя на месте пожарного, которому, например, надо подойти на расстояние 20 м к пылающей цистерне с 10 тоннами бензина. Thermite прежде всего предназначен для экстремальных пожаров, таких как возгорание топлива или утечка химических и ядерных материалов. Перевозится Thermite на специальном грузовике Bulldog RS-1, который оснащен системой погрузки/выгрузки робота и баком для воды емкостью почти 3800 л. Компания Howe and Howe Technologies заинтересовала американских пожарных не только Thermite, способным выбрасывать до 2200 литров воды в минуту, но и роботом Guardian с манипулятором, а также роботом Terra Maxa, оснащенным бульдозерным отвалом. Что касается финансового эффекта, то приобретение роботов для пожарных будет очень выгодным делом. В США пожарные машины должны иметь очень специфические высокие характеристики, например прочнейшую кабину, способную выдержать падение тяжелых предметов. Из-за этого пожарные машины собираются вручную и стоят по 800 тыс. долл. за единицу. Один комплект из грузовика Bulldog RS-1 и роботов Thermite и Guardian стоит 400 тыс. долл., а по возможностям "робо-команда" превосходит стандартную пожарную технику. Кроме того, благодаря использованию роботов существенно снижается риск для людей, а значит - и страховые выплаты.

Другие интересные новости:

▪ Противоспутниковое оружие

▪ Танталовая инновация для усовершенствования термоядерных реакторов

▪ Фотографии помогают поверить в ложь

▪ Синхронизация часов по космическим лучам

▪ Химический состав оружия викингов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Большая энциклопедия для детей и взрослых. Подборка статей

▪ статья Лучший из миров. Крылатое выражение

▪ статья Существовали ли библиотеки в древние времена? Подробный ответ

▪ статья Работа на круглопильном станке для продольной и поперечной распиловки. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилитель на микросхеме TDA1011, 6,5 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монета удерживается на платке. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026