При роботі двигуна внутрішнього згоряння виділяється велика кількість тепла, двигун нагрівається, виникає необхідність охолодження щоб уникнути виведення його з ладу. У більшості випадків охолоджуючим речовиною (крім обтекающего двигун повітря) є спеціальна рідина, що охолоджує. Рідина, циркулюючи по каналах двигуна, відбирає тепло і переносить до радіатора, в якому охолоджується, частково - потоком, що набігає повітря, а в основному - вентилятором.
На автомобілях застосовується в основному два види охолодження: повітряний і комбінований (рідинно-повітряний). В обох випадках для охолодження застосовується вентилятор. Для зняття великих динамічних навантажень з вентилятора, вібрацій і шумового ефекту, а також для підтримки необхідної частоти обертання, в залежності від температури охолоджуючої рідини, служить муфта.
Принцип роботи муфти вентилятора.
Муфти вентилятора діляться на: пружні, фрикційні, електромагнітні, гідравлічні, віськомуфти. Пружна муфта через гумові частини двохдотичних дисків передає крутний момент від ведучого диска на ведений, до якого кріпиться вентилятор. При різкому переході двигуна від одного режиму на інший, ударні навантаження гасяться за рахунок пружності гуми, яка з'єднує ведений і ведучий диски. Вентилятор постійно обертається за рахунок клинопасової передачі від шестерні приводу вентилятора на його шків.
Дане конструктивне рішення вважається застарілим, і на сучасних автомобілях практично не застосовується. Фрикційна муфта аналогічна конструкції муфти зчеплення. Чи включається і відключається муфта приводом згідно температурі охолоджуючої рідини від датчика. При зниженні температури до 75-80 ° С - відключається, і при підвищенні до 90-95 ° С - включається.
Гидромуфта забезпечує більш плавне включення-відключення вентилятора, відбувається це автоматично і залежить від зростання температури охолоджуючої рідини. Речовина, що знаходиться в балоні включателя, нагрівається до температури плавлення, обсяг його збільшується, золотник переміщається, відкриваючи канал доступу масла в гідромуфту. Чим більше масла надходить в муфту, тим більше обертів вентилятора. При закритті каналу доступу масла до муфти, вентилятор відключається.
Електромагнітна муфта. При досягненні температури охолоджуючої рідини 90-95 ° С, датчик подає електроживлення на електромагніт, який спрацьовує, і металеве кільце, прімагнічіваясь до шківа, включає вентилятор. При зниженні температури охолоджуючої рідини до 75-78 ° С, вентилятор відключається.
Вискомуфта є різновидом гідромуфти. Її робота заснована на використанні вязкостних властивостей масла. При холодному двигуні охолоджуюча рідина циркулює по малому колу, канал доступу масла до ротора муфти закритий. Масло під дією відцентрових сил перекачується в резервні порожнини, обороти вентилятора падають. При зростанні температури охолоджуюча рідина циркулює по великому колу і потрапляє в радіатор ; проходить через нього повітря нагрівається і, в свою чергу, нагріває біметалічну пластину; пластина, вигинаючись, відкриває один клапан доступу масла в робочу порожнину.
Масло, потрапляючи на шліци ведучого і веденого коліс, збільшує обороти вентилятора, зростання температури сповільнюється. При подальшому зростанні температури біметалічна пружина відкриває другий клапан доступу масла в робочу порожнину. За рахунок в'язкості масла, вентилятор набирає обертів, достатні для підтримки заданої температури охолоджуючої рідини, а відповідно, не допускає перегріву двигуна. Масло в більшості випадків застосовується силіконове, що має високу в'язкість і властивості збільшувати в'язкість при зростанні температури.
В даний час все частіше стали застосовуватися електричні вентилятори з електронним управлінням. Сигнали від датчиків температури передаються на блок управління, аналізуються, і подається команда на включення - відключення вентилятора або корекції його оборотів.
Пристрій муфти вентилятора.
Пружна муфта вентилятора виготовлена з двох сталевих дисків (провідного і веденого), що з'єднуються між собою гумою. Ведучий диск має посадочні зуби по внутрішньому діаметру, якими сідає на вал. Ведений диск має припаяні до нього втулки з різьбленням для кріплення вентилятора.
Фрикційна муфта вентилятора конструктивно виконана практично так само, як муфта зчеплення, тобто є фрикційний (ведений) диск, провідний диск, натискний диск, діафрагмове пружина і т.д. Відмінністю є привід. Включення-відключення вентилятора з фрикційною муфтою виконується за рахунок тиску повітря. Гидромуфта вентилятора включає в себе деталі провідною і відомою частин. До деталей провідної частини відносяться: шліцьовій провідний вал, провідне колесо, кожух, вал шківа, шків. Всі деталі зібрані на шлицевом ведучому валу і обертаються на двох шарикопідшипниках від колінчастого вала двигуна.
До деталей відомою частини відносяться: ведений вал, ведене колесо, маточина кріплення вентилятора. Деталі відомою частини зібрані на відомому валу і обертаються на двох шарикопідшипниках. На внутрішніх, повернених один до одного поверхнях ведучого і веденого коліс відлиті радіальні лопатки, що служать для передачі крутного моменту з ведучого на ведене колесо. Частота обертання веденого колеса залежить від кількості масла, що надходить від системи змащення в робочу порожнину гідромуфти. Для включення подачі масла з маслосистеми в гідромуфту служить вимикач, що складається з: корпусу, золотника з поворотною пружиною, крана, термосилового датчика, шайби для регулювання температури спрацьовування.
Вимикач встановлюється в патрубку охолоджуючої рідини. Термосилової датчик, реагуючи на відхилення температури охолоджуючої рідини, включає або вимикає подачу масла в гідромуфту.
Різновидом гідромуфти є вискомуфта, що працює за тим же принципом, але має більш нові конструктивні рішення. Вискомуфта складається з корпусу і ротора. Вал ротора встановлюється на два підшипника, має фланець кріплення до шківа водяного насоса. Дві камери роторного простору діляться передньої і задньої ділильними пластинами на два відсіки, разом утворюється чотири порожнини. На роторі і шайбах в робочих камерах виконані кільцеві ребра, які покращують роботу муфти.
У передній шайбі є біметалічна пластина, що кріпиться на штифт і закриває впускні канали. Пластина штифтом з'єднана з біметалічною пружиною. При повороті пружини пластина повертається разом з нею, відкриваючи впускні канали.
Торець ротора має зуби для перекачування масла. До передньої частини муфти через шпильки кріпляться лопаті вентилятора. Електромагнітна муфта складається з електромагніту, що кріпиться до маточини, якоря, закріпленого пластинчастої пружиною до маточини і вільно обертається з ним, теплового реле, розміщеного в верхньому бочці радіатора.
Електровентилятори комплектуються: одним або двома одношвидкісними або двошвидкісними вентиляторами, електронним блоком управління, реле включення вентилятора на великій швидкості, реле включення вентилятора на малій швидкості, реле високого тиску охолоджуючої рідини, датчиком температури охолоджуючої рідини. Також задіюються витратомір повітря і датчик частоти обертання коленвала. Дані цих датчиків також передаються в електронний блок управління, аналізуються, і вибираються оптимальні обороти електовентілятора.
В автомобілях більш ранніх випусків електронний блок управління відсутня, а роль включення або виключення вентилятора виконує термовиключатель. Недолік даної схеми в тому, що терморегулятор НЕ підбирає оптимальні обороти на перехідних режимах, а тільки відключає вентилятор від роботи при зниженні температури охолоджуючої рідини нижче мінімально налаштованої і підключає вентилятор до роботи при підвищенні температури до максимально налаштованою.
Залежно від марки авто, можуть бути зміни в конструктивних рішеннях, але принцип один і той же.
Заміна муфти вентилятора.
Пружна муфта змінюється при наявності розривів або від'єднання гуми від металу, при зносі шліців, центруючих крильчатку. Для демонтажу муфти необхідно відкрутити і зняти захисний кожух радіатора ріжковим ключем на 32, відкрутити гайку кріплення до валу (гайка має лівобічну нарізку і відкручується за годинниковою стрілкою), попередньо відігнувши вусик, контрящім шайби. Зняти муфту з лопатями з вала, відкрутити чотири болта кріплення лопатей до муфти. Монтаж муфти проводиться в зворотному порядку.
Демонтаж гідравлічної муфти вентилятора розглянемо на прикладі автомобіля КАМАЗ 740. Для зняття муфти необхідно злити масло з маслосистеми двигуна, зняти масляний фільтр , Картер, ремені приводу насоса охолоджуючої рідини, крильчатку вентилятора. Відкрутити болти кріплення передньої кришки до блоку циліндрів і разом з нею зняти гідромуфту. Відкрутити гайку кріплення маточини вентилятора, попередньо разогнув вусик, контрящім шайби, зняти шків, зняти корпус підшипника разом з ним, знявши стопорне кільце і відкрутивши гвинти кріплення. Зняти гідромуфту з передньої кришки блоку. Зняти провідний вал з кожухом, відкрутивши його болти кріплення до ведучого колеса. Зняти ведене колесо разом з веденим валом. Збірку проводити в зворотному порядку, звертаючи увагу на точність складання.
Вискомуфта знімається досить просто. При необхідності, для поліпшення доступу, зняти кожух масла радіатора. Відкрутити ріжковим ключем на 32 гайку кріплення вентилятора до насоса охолоджуючої рідини. Зафіксувати спеціальним ключем шків від провертання, якщо ключа немає, зафіксувати можна приводними пасами, натиснувши на них рукою. Гайка має лівобічну нарізку, тому буде відвертатися за годинниковою стрілкою. Відкрутити чотири болта кріплення віськомуфти і відокремити її від вентилятора. Збірка виконується в зворотній послідовності.
Електромагнітна муфта знімається в наступному порядку. Перед зняттям зливається охолоджуюча рідина з системи, знімається радіатор, приводний ремінь вентилятора, відкручується гайка кріплення вентилятора ріжковим ключем на 32. Демонтувати електромагнітну муфту. Для зняття осі з підшипниками необхідно зняти кришку газорозподілу і зняти стопорне кільце. Збирається електромагнітна муфта в зворотному порядку.
Всі перераховані вище механізми на автомобілях різних марок і різних років випуску мають конструктивні відмінності, тому, перш ніж виконувати демонтажно-монтажні роботи, необхідно ретельно вивчити інструкцію по експлуатації та ремонту даного типу машини. При виникненні труднощів зверніться на станцію технічного обслуговування.