Co warto wiedzieć o wentylatorach chłodnicy?

Wentylator chłodnicy to jedno z najprostszych urządzeń w samochodzie, a jednocześnie jeden z bardziej skomplikowanych elementów układu chłodzenia. To jego awarie są bardzo często przyczyną problemów z chłodzeniem silnika i jego przegrzewaniem.

Wentylator chłodnicy pomaga w wymianie ciepła zwiększając prędkość przepływu powietrza przez chłodnicę. Wentylator zamontowany jest zazwyczaj osiowo względem pojazdu, co oznacza że powietrze przepływa zgodnie z osią wzdłużną ruchu samochodu. Rozróżnia się wentylatory pchające i ciągnące, co bezpośrednio przekłada się na sposób ich zamocowania.

Wentylator pchający jest umieszczony przed chłodnicą (pomiędzy wlotem powietrza i chłodnicą) i pcha powietrze przez chłodnicę w kierunku silnika. Wentylatory ciągnące, zdecydowanie popularniejsze, umieszcza się za chłodnicą (pomiędzy chłodnicą a silnikiem) i ciągną one powietrze sprzed chłodnicy w kierunku silnika.

Rozróżnienie wentylatorów na pchające i ciągnące jest o tyle istotne, że mają one odpowiednio ukształtowane łopatki do swojej funkcji. Można rzecz jasna podłączyć silnik wentylatora pchającego odwrotnie i będzie pełnił funkcję ciągnącego, ale będzie mniej wydajny niż klasyczny ciągnący.

Wentylator to najczęściej jedynie główny element składowy tzw. zespołu wentylatora, na który składa się przede wszystkim jego napęd, a także specjalna obejma (osłona), która ukierunkowuje przepływ i zapobiega rozpraszaniu powietrza rozpędzonego przez wentylator. Całość mocuje się do chłodnicy lub do nadwozia w jej okolicy.

O ile same wentylatory różnią się pomiędzy sobą kształtem i wielkością, a także materiałem z jakiego wykonuje się jego łopatki, o tyle więcej różnic znajdziemy w rodzajach napędu wentylatora. W pierwszej kolejności należy podzielić napędy na mechaniczne i elektryczne. W pierwszym przypadku wentylator jest zamocowany na jednym z kół pasowych (często na napędzie pompy wodnej), napędzanych paskiem osprzętu.

Wówczas mamy do czynienia tylko i wyłącznie z wentylatorem ciągnącym, ponieważ jest on umieszczony pomiędzy chłodnicą i silnikiem. Drugi rodzaj napędu to elektryczny, niezależny od pracy silnika spalinowego, w którym wirnik wentylatora wprawiany jest w ruch przez silnik elektryczny. Dziś powszechniejszym rozwiązaniem jest napęd elektryczny.

W napędach mechanicznych można znaleźć kilka różnic w rodzaju systemu włączania wentylatora, ponieważ nie zawsze potrzebna jest jego praca, a zatem wentylator nie zawsze musi się kręcić wraz z silnikiem. Potrzebuje więc sprzęgła, które można podzielić na kilka najpopularniejszych rodzajów: elastyczne sprzęgło mechaniczne, sprzęgło elektromechaniczne i wiskotyczne, najpopularniejsze ze wszystkich, często połączone bezpośrednio z wałkiem wirnika pompy wody.

W napędzie wentylatora sprzęgłem wiskotycznym łopatki zawsze są wprawiane w ruch poprzez pracujący silnik, ale na skutek poślizgu sprzęgła, kręcą się one luźno i tym samym wolniej, nie wykonując zbyt dużej pracy. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza opływającego sprzęgło rośnie temperatura lepkościowego oleju silikonowego wewnątrz obudowy sprzęgła co powoduje systematyczne zwiększanie się prędkości obrotowej i jednocześnie momentu obrotowego na sprzęgle.

To przekłada się na pracę wentylatora. Bywa i tak, że prędkość zwiększana jest poprzez zwiększanie ilości cieczy w sprzęgle, której przepływ reguluje sprężyna bimetalowa działająca na skutek wzrostu temperatury. Zwiększanie się ilości cieczy powoduje stopniowe załączanie się sprzęgła i wzrost momentu obrotowego na wentylatorze.

Współcześnie bardzo często stosuje się napęd elektryczny, całkowicie niezależny od pracy silnika, pozwalający na pracę wentylatora nawet po unieruchomieniu motoru. Generalnie obwód elektryczny takiego zespołu wentylatora jest bardzo prosty.

Za włączanie wentylatora odpowiada najczęściej termowłącznik, czyli prosty czujnik, który pod wpływem określonej temperatury zamyka obwód elektryczny. Umieszcza się go w chłodnicy lub w jednym z przewodów układu chłodzenia. Gdy ciecz chłodząca opływająca termowłącznik osiągnie odpowiednią temperaturę, silnik elektryczny zaczyna pracować.

Nierzadko silniki mają więcej niż jeden bieg, a więc wraz z dalszym wzrostem temperatury włączają się kolejne biegi (prędkości) wentylatora. Tak prosty układ pozwala na bardzo szybką i łatwą ogólną diagnozę obwodu poprzez odłączenie dwóch przewodów od termowłącznika i zmostkowanie ich.

Jeżeli wentylator, który wcześniej nie pracował uruchomi się po zmostkowaniu, oznacza to awarię termowłącznika. Jeżeli zaś się nie włączy, oznacza to, że termowłącznik może być sprawny, a awarii uległ silnik lub obwód elektryczny.

Najczęstszym objawem niesprawności wentylatora jest wzrost temperatury cieczy chłodzącej, zwłaszcza podczas jazdy z niską prędkością lub podczas postoju. Bywa i tak, że wentylator napędzany elektrycznie działa sprawnie dopiero na drugim lub trzecim biegu i włącza się wtedy, gdy temperatura cieczy jest już zbyt wysoka. Napędy mechaniczne również ulegają awariom, a najczęściej psującym się obszarem jest sprzęgło.

Rzadziej występują inne awarie jak uszkodzenie mechaniczne łopatek wentylatora (w samochodach terenowych) lub zużycie łożysk osi wentylatora. O uszkodzeniu sprzęgła wiskotycznego świadczy duży hałas podczas pracy, niewłączanie się wentylatora lub obracanie się z prędkością równą prędkości silnika.

Prostym sposobem na sprawdzenie sprzęgła jest obrócenie wentylatorem przy wyłączonym, zimnym silniku. Wówczas wirnik powinien się obracać bez wyraźnego oporu. Natomiast przy silniku gorącym wirnik powinien się obracać z dużym oporem.

Przy awariach wentylatorów zepsute podzespoły wymienia się na nowe. Silniki elektryczne można oczywiście regenerować. Nie zaleca się stosowania zamienników od innych modeli samochodów ze względu na różną średnicę czy kształt łopatek wirnika. Na rynku znajdziecie również elektryczne wentylatory uniwersalne, które można stosować, ale trzeba wykazać się odpowiednią wiedzą lub bazować na doświadczeniach.

W współczesnych konstrukcjach motoryzacyjnych wentylatory są odpowiednio sterowane - poprzez termowłącznik lub specjalny sterownik w bardziej zaawansowanych konstrukcjach. Napęd wentylatora realizowany jest z kolei poprzez silnik elektryczny z regulowaną prędkością obrotową lub bezpośrednio z silnika poprzez sprzęgło wiskotyczne. Fizyczne uszkodzenia wentylatorów zdarzają się stosunkowo rzadko – jeżeli już do nich dochodzi to najczęściej w wyniku kolizji, zabrudzenia błotem etc. Najczęstszą przyczyną niesprawności jest uszkodzenie napędu wentylatora lub jego sterowania. Objawia się to szybkim narastaniem temperatury cieczy chłodzącej i wykraczaniem temperatury ponad dopuszczalną skalę. Na wielu forach internetowych można znaleźć wskazówki i rady jak samodzielnie naprawić napęd wentylatora chłodnicy – to rozwiązanie raczej doraźne i krótkotrwałe. Warto zwrócić także uwagę na fakt, że niesprawny wentylator chłodnicy obniża także wydajność działania układu klimatyzacji.