Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Регулятор оборотов для вентилятора

Старые отечественные автомобили спроектированы так, что вентилятор, который собственно предназначен для принудительного охлаждения воды, работает совместно с двигателем с помощью ременной передачи. Это означает, что сам вентилятор будет вращаться медленно при низких скоростях, а двигатель будет перегреваться именно в таком режиме работы.

Регулятор оборотов для вентилятора

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Довольно простой регулятор оборотов можно построить на интегральной микросхеме NE555. Микросхема может работать по назначению – как таймер и как генератор прямоугольных импульсов.

Конечное управление осуществляется мощным полевым транзистором, который при желании можно заменить на аналогичный.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Регулировка осуществляется уменьшением и увеличением питающего напряжение, для регулировки этого напряжения имеется переменный резистор на 50 кОм.

Диоды шоттки 4148 можно заменить на полный отечественный аналог КД 522.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля
Такой регулятор напряжения может управлять довольно мощными электродвигателями постоянного тока и может быть использован в широком спектре.

Сам полевой транзистор может перегреваться в ходе работы, поэтому его желательно установить на теплоотвод или через изолирующую прокладку закрепить к кузову автомобиля.

Источник

«Борей» — блок плавного управления электровентилятором радиатора автомобиля

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Надоело греться в пробках и завывания карлсона. Заказал БУ ЭВСО.
Через 2 недели пришла бандероль. В ней — БУ ЭВСО СиличЪ Борей.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Единственным достоинством стандартной системы управления ЭВСО является её дешевизна, недостатков же гораздо больше.

Среди них:
— наличие эффекта «термокачки» (температура при недостатке естественного обдува, в «пробке», например, постоянно колеблется от точки включения вентилятора радиатора при перегреве двигателя автомобиля до точки его выключения при переохлаждении двигателя автомобиля);
— ударные электрические (токовые) нагрузки на бортовую сеть, особенно существенные для вентиляторов большой мощности.

Практически всех недостатков, присущих системе управления с электровентилятором, лишена система управления с механической вязкостной муфтой (вискомуфтой) вентилятора радиатора автомобиля — элемент, не жестко соединяющий крыльчатку вентилятора системы охлаждения с одним из шкивов двигателя. При повышении температуры двигателя вискомуфта, благодаря специальному наполнителю (вязкость которого зависит от температуры), передает на крыльчатку все больший крутящий момент. Это «золотая середина» в системах охлаждения между крыльчаткой (полностью механическим вентилятором радиатора автомобиля), жестко закрепленной на шкиве двигателя, и электровентилятором.

Ложкой дегтя здесь являются:
— малая долговечность и низкая надежность;
— доминирующая зависимость частоты вращения вентилятора не от температуры двигателя автомобиля, а от его оборотов.

Интеллектуальная система управления электровентилятором системы охлаждения двигателя автомобиля
Цель создания Блока управления электровентилятором системы охлаждения (БУ ЭВСО) «Борей» — объединение достоинств и исключение недостатков традиционных систем охлаждения двигателя путем внедрения принципиально нового алгоритма плавного управления скоростью вращения электровентилятора для стабилизации температуры двигателя автомобиля.

Нам на личных машинах не нравилась тупая работа штатной системы управления электровентилятором — включение электровентилятора на доведенном до перегрева двигателе автомобиля на полную мощность при явственно слышимом раздражающем шуме от вибрации работающего электровентилятора и выключение его после переохлаждения автомобильного двигателя. Например, в «пробках» достаточно включить электровентилятор заранее, всего на 30%, не доводя до перегрева двигатель автомобиля. При этом вибрации работающего электровентилятора не то что не слышны, а даже не ощущаются.

За основу алгоритма управления была взята идея работы вискомуфты, т.е. изменение скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры двигателя.

Вообще, в пробках можно постоянно включать вход кондиционера на БУ ЭВСО и БУ ЭВСО на небольшой мощности будет постоянно продувать подкапотное пространство точно так же, как и вискомуфта.

Для управления скоростью вращения в устройстве используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ), при которой на электровентилятор подается не постоянное напряжение, а импульсное напряжение прямоугольной формы. Увеличение температуры двигателя автомобиля вызывает увеличение длительности импульсов. Чем больше длительность импульсов, тем больше средний ток и выше скорость вращения и текущая охлаждающая мощность вентилятора.

БУ ЭВСО, являясь универсальным контроллером, может управлять не только ЭВСО, но и любым коллекторным электродвигателем с напряжением питания 12-24В при нагрузочных токах порядка 30 А, например, электробензонасосом, вентилятором «печки», интеркулером, электровентилятором охлаждения моторного масла или масла АКПП и т.д. при наличии соответствующей «прошивки».

Благодаря отсутствию «ударного» включения электровентилятора сразу на полную мощность, удалось полностью ликвидировать скачки напряжения и тока бортовой сети, продлевая, тем самым, ресурс аккумуляторной батареи.

Измерение температуры двигателя производится штатным датчиком температуры, расположенным либо на блоке двигателя, либо на термостате, что обеспечивает контроль именно температуры двигателя, а не радиатора.

Желаемая температура стабилизации двигателя автомобиля «программируется» водителем простым нажатием кнопки. Адаптивный алгоритм управления, позволяющий поддерживать температуру в узком диапазоне (1 — 2 °С) для различных типов двигателей, исключает эффект «термокачки», что увеличивает ресурс двигателя внутреннего сгорания.

В процессе эксплуатации устройство не требует технического обслуживания.

Блок управления электровентилятором системы охлаждения «Борей» позволяет:
— стабилизировать температуру двигателя;
— снизить расход топлива;
— увеличить срок службы (ресурс) двигателя автомобиля;
— практически исключить шум от работы вентилятора;
— уменьшить электрическую нагрузку на бортовую сеть автомобиля.

Преимущества:
— простота задания и перестройки температуры стабилизации;
— контроль работы электровентилятора системы охлаждения с помощью запрограммированных тестов;
— контроль рабочих параметров системы охлаждения при запуске двигателя;
— автоматическая защита от перегрузки по току свыше 40 А;
— автоматическая защита от короткого замыкания по току свыше 50 А;
— легкое встраивание в штатную систему охлаждения;
— стабилизация температуры двигателя, а не радиатора;
— высокая надежность;
— резервирование (штатная система охлаждения остается в качестве дублирующей).

В первый же день, прочитав мурзилку, решил попробовать поставить сей вумный девайс на машину, хотя в успех верилось слабо. Подключил всё по схеме

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

и, с надеждой, подключая АКБ, ждал, что устройство не включится и карлсон не заработает… надежды рухнули и пришлось снимать всё с машины. У меня карлсон управляется «плюсом», ввиду чего стандартная схема нуждается в доработке, на что у меня не хватало ещё нескольких проводов и релюшки (схема и описание переходника описаны в мурзилке).
Поиск нужной релюшки по окресным магазинам занял неделю, в свободное от работы и поиска квартиры время. Безрезультатно. Но в выходной, она сразу нашлась на рынке. Там-же, продавец мне всё обжал и сделал «конвертер» с управления «по плюсу», на управление «по минусу» (нету у меня пока подходящего обжимного инструмента), за что ему большое спасибо! всё обошлось в 100р.
У него же купил врезку, для подключения к датчику температуры, ведущему на VDO.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

… и пошёл ставить.
Установка не заняла много времени, т.к. всё это уже проделывал. Снял, для удобства, коробку с воздушным фильтром, и всё установил. Провода стянул стяжками, сложил, протянул.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Правильнее, подключать через предохранитель, но его под рукой не оказалось. На этот раз девайс, как и положено, не включился, при подключении АКБ.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Пока закреплён тут, посмотрим… На форуме ругаются, что устройство бится воды, хотя новая версия и сделана более герметично, но дыр хватает. Что-то нужно придумать, но и не забыть об охлаждении устроства.
Дальше, по «мурзилке», приступил к автонастроке.
1. Включил зажигание — при этом карлсон тихо запустился на 70% мощности на 15 сек.
2. Завёл двигатель и посмотрел, как «моргает» Борей. Всё было штатно.
3. Пока двигатель прогревался, установил настройку БК на принудительное включение карлсона при 105 градусах.
4. 4 раза карлсон влючался штатно. Его принудительно включал БК. Но на 5-ый раз, за него взялся уже Борей.
5. Последив за работой и убедившись, что всё работает, заглушил двигатель и занялся дальнейшими доработками машины.
По наблюдениям — карлсон плавно включается не на полную мощность на 97 градусах и тихо проветривает подкапотное пространство, не доводя температуру до критической.

За несколько дней «карлсона» ниразу не слышал, хотя он и крутится/работает (проверял). Включается плавно, без «удара» по системе. В пробках температура ОЖ держится в очень узком диапазоне температур.
Пока не жалею о потраченных деньгах.

Источник

Универсальный блок управления электровентилятором системы охлаждения автомобиля. ШИМ-контроллер 3.0

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

По многочисленным просьбам читателей и единомышленников представляю разработку и реализацию универсальной адаптивной системы управления охлаждением двигателя автомобиля.

Предистория.
В этой статье речь пойдет о последнем устройстве, разработанном, на основе идей описанных в моих прошлых материалах:
Часть 1
Часть 2
Концепция та же: адаптивное ШИМ-управление скоростью вращения вентилятора ОЖ на основе показаний температуры двигателя.

Поставленные задачи.
За несколько лет эксплуатации подобных, разработанных мною устройств, и благодаря обратной связи с людьми, кто был заинтересован проектом и теми, кто повторил устройства, были собраны отзывы с пожеланиями улучшить, доработать и расширить функциональные возможности, из которых:
— увеличение мощности подключаемой нагрузки;
— реализация более плавных пусковых моментов вентилятора;
— доработка алгоритма работы контроллера при пусках двигателя «на горячую», для более тихой и эффективной работы вентилятора;
— возможность подключения сигнала от климата/кондиционера, для более быстрого охлаждения;
— принудительный пуск вентилятора от кнопки;
— универсальность подключения к любому датчику температуры, как штатному, так и отдельному, а так же чтение любого аналогового сигнала температуры (например от ЭБУ к стрелке температуры на приборке).

Разработка и реализация.
Сама электронная схема и архитектура контроллера практически не отличается от предыдущих вариантов из прошлых статей, за тем лишь исключением, что были увеличены в количестве силовые элементы (ключи VT1, VT2), добавлен вход для сигнала кондиционера (a/c.4 на разъеме P1) и стабилизирован вход для чтения показаний датчика/сигнала температуры.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Источник

Адаптивный регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора — переделка

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Собрал схему отсюда www.drive2.ru/l/4062246863888584269/
на Своем УАЗике-469 поставил электро-вентилятор от Патриота.
не понравилось что при не прогретом двигателе вентилятор все равно немного вращается и слишком большой диапазон подстройки
переделал схему …

полевик(1 штука) поставил отдельно

Комментарии 15

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Приветствую всех! Может кто поможет со схемкой или хотябы направит на путь истинный?! Проблема в следующем: эбу вентелятора не включает его висит ошибка, хочу собрать свой блок, но с полевиками не дружу. Имею шим сигнал с эбу для управления вентилятором охл, судя по экспериментам со штатным блоком управления вентилятором, принцип такой- при подачи с эбу нуля вент стоит на месте, когда полность снимаю с минуса обороты максимум, если начинаю чиркать этим проводом по массе обороты меняются в зависимости от частоты!

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Отсутствие диода в параллель нагрузке — Это КАК? Тем более не лампочка, а вентилятор в нагрузке! 🙂
Силовой транзистор должен ощутимо и бессмысленно греться!

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Приветствую! Собрать схему испытал на авто. Мне кажется вентилятор стартует примерно 50% от max мощности. Как опустить обороты вентилятора, т.е. сделать еще более плавным запуск, скажем 20-30 % от max? Как увеличить диапазон регулировки вентилятора? Скажем включался на 20% мощности при температуре 82 град. и плавно росла мощность до 100% при температуре 92-95 град. Единственное, что поменял в схеме NE555 на SA555D, IRF1405 на IRF1404, 2SB1116 на 2SA1534A.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

спасибо за вопрос
да есть эта проблема на счет 50% — когда собирал схему не придумал как это решить.
а сейчас смотрю — появилась идея: поставить между коллектором T1 и питанием переменный резистор, а его средний вывод на reset(4) — тогда появится возможность регулировать начало срабатывания вентилятора. надо только прикинуть его сопротивление…

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

С3 — Полярный,
Т2 поиском аналогов в интернете выдает: 2N5111;BC638; КТ639Е; КТ639Е; 2SD1616;
по параметрам надо смотреть

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Доброго времени суток! не уточните на схеме С3- полярный? Я так понимаю напряжение не меньше 16 вольт. Транзистор Т2- какой аналог для замены?

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

большая просьба если есть печатка для этой схемы скинь на мыло. skarabey757

Источник

Пропорциональное управление вентилятором охлаждения двигателя автомобиля

Предлагаемое устройство позволяет перейти от релейного принципа управления вентилятором системы охлаждения двига­теля «температура выше нормы — включён, ниже нормывыключен» к более, по мнению автора, благоприятному для дви­гателя пропорциональному управлению. Теперь с ростом темпе­ратуры охлаждающей жидкости частота вращения ротора венти­лятора линейно увеличивается.

Сегодня во многих автомобильных двигателях вентилятор охлаждения имеет электрический привод, но управ­ляют им в большинстве случаев по релейному принципу. Такое управление имеет только одно достоинство — прос­тоту реализации. Достаточно иметь дат­чик температуры с контактным выходом, непосредственно или через промежу­точное реле управляющий электро­двигателем вентилятора.

Основной недостаток этого метода — резкое снижение температуры охлаж­дающей жидкости на выходе радиатора после включения вентилятора. Работа­ющий на полную мощность вентилятор понижает температуру охлаждающей жидкости на выходе радиатора на 15…25°С и более. Поступая в рубашку охлаждения двигателя, существенно охлаждённая жидкость наносит термо­удар по горячим поверхностям, что негативно сказывается на работе двига­теля. Для его комфортной работы тем­пературу охлаждающей жидкости жела­тельно поддерживать близкой к опти­мальной, рекомендуемой заводом-изготовителем, а резкие скачки темпера­туры (термоудары) должны быть исклю­чены в принципе.

На части автомобилей, имеющих механический привод вентилятора ох­лаждения, это достигнуто соединением вентилятора с коленчатым валом двига­теля через вискомуфту. Она изменяет передаваемый на вал вентилятора кру­тящий момент в зависимости от темпе­ратуры охлаждающей жидкости. Это стабилизирует температурный режим.

Предлагаемое устройство представ­ляет собой электронный аналог вискомуфты для вентилятора с электриче­ским приводом. Оно автоматически регулирует частоту его вращения в зависимости от температуры охлаж­дающей жидкости.

Устройство работает от бортсети автомобиля при напряжении в ней 10… 18 В и может управлять вентилято­ром с максимальным потребляемым током до 20 А или до 30 А при условии увеличения площади теплоотвода си­ловых элементов. Собственное по­требление тока устройством не превы­шает нескольких миллиампер. Значе­ния температуры включения вентиля­тора с минимальной частотой враще­ния и температуры, при которой часто­та вращения вентилятора достигает максимума, задают с дискретностью 0,1 °С при программировании микро­контроллера.

При отказе датчика температуры ох­лаждающей жидкости устройство пере­ходит в аварийный режим, позволяю­щий безопасно для двигателя доехать до ремонтной мастерской.

Схема устройства изображена на рис. 1. Измеряет температуру цифро­вой датчик DS181B20 (ВК1). Применение этого датчика позволяет отказаться от калибровки изготовленного устройства и улучшает его повторяемость.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Информацию о температуре считы­вает с датчика микроконтроллер ATtiny2313A-PU (DD1), который тактиру­ется импульсами частотой 1 МГц от внутреннего RC-генератора. Пропор­ционально температуре он регулирует напряжение питания двигателя венти­лятора и, следовательно, частоту вра­щения его ротора. На двигатель посту­пает импульсное напряжение, постоян­ная составляющая которого, определя­ющая частоту вращения, зависит от ко­эффициента заполнения (отношения длительности импульсов к периоду их повторения). Коэффициент заполнения программа задаёт восьмиразрядными двоичными числами, загружаемыми в регистр сравнения работающего в ре­жиме ШИМ таймера микроконтроллера.

Сформированные микроконтролле­ром импульсы управляют работой сило­вого ключа на полевом транзисторе VT1, замыкающего и размыкающего цепь питания двигателя вентилятора от бортовой сети автомобиля. При этом постоянная составляющая приложенно­го к двигателю напряжения равнаРегулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

где U0 — напряжение в бортсети, В; N — число, загруженное в регистр микро­контроллера. Её можно изменять с ша­гомРегулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

При напряжении в бортсети 12 В ΔU=0,05 В, что позволяет регулировать частоту вращения вентилятора практи­чески плавно.

Для обеспечения надёжной работы ключевого транзистора VT1 в переход­ных режимах микроконтроллер управ­ляет им через драйвер ТС4420ЕРА (DA1). Современные полевые транзис­торы, имея очень малое сопротивление открытого канала (единицы миллиом), способны коммутировать значитель­ный ток даже без применения тепло­отвода. Однако большая входная ём­кость полевого транзистора, доходящая у мощных прибо­ров до нескольких тысяч пикофарад, в процессе его пере­ключения заряжается и разряжается. Это занимает тем больше времени, чем больше выходное сопротив­ление источника уп­равляющего сигнала.

Плохо то, что в процессе перезаряд­ки ёмкости полевой транзистор находится в активном режи­ме и сопротивление его канала до­вольно велико. Поэтому за время пере­ключения в кристалле транзистора вы­деляется значительная мощность, что может привести к его перегреву и не­обратимому повреждению. Единствен­ный способ борьбы с этим явлением — ускорение процесса перезарядки. Для этого полевыми транзисторами управ­ляют через специализированные усили­тели (драйверы), имеющие низкое выходное сопротивление и обеспечи­вающие большой (до нескольких ампер) импульсный зарядно-разрядный ток. Это обеспечивает быструю перезарядку входной ёмкости полевого транзистора и, следовательно, минимизирует про­должительность его работы в активном режиме и снижает рассеиваемую на нём мощность.

Резистор R4 поддерживает на входе драйвера низкий логический уровень напряжения во время запуска микро­контроллера, пока все его выходы оста­ются в высокоимпедансном состоянии. Это исключает ненужное в это время от­крывание транзистора VТ1. Диод VD1 устраняет импульсы ЭДС самоиндук­ции, возникающие в обмотках двигате­ля вентилятора в моменты закрывания транзистора VТ1.

Во время работы программа микро­контроллера постоянно следит за нали­чием и работоспособностью датчика температуры. Если связи с ним нет, она переходит в аварийный режим работы. В этом режиме независимо от темпера­туры охлаждающей жидкости вентиля­тор на 33 с будет включён на полную мощность, а затем на такое же время выключен. Конечно, это далеко не опти­мальный вариант охлаждения двигате­ля, но он предотвращает его полный отказ в отсутствие охлаждения. О пере­ходе в аварийный режим сигнализирует включение светодиода HL1. Если нару­шение связи с датчиком было времен­ным, после её восстановления устрой­ство переходит в нормальный режим работы.

В программу микроконтроллера для управления вентилятором заложены в виде констант следующие исходные данные:

Как известно, промышленные дат­чики, предназначенные для управления работой вентиляторов охлаждения, имеют два основных параметра — тем­пературу включения и температуру выключения. Их и следует выбрать в ка­честве Тmax и Тmin. Значение N1 нужно задать таким, при котором постоянная составляющая напряжения на двигате­ле вентилятора равна напряжению его трогания Uтр.

Проблема в том, что напряжение тро­гания не принято указывать в техниче­ских данных вентиляторов, поэтому найти в литературе или в докумен­тации значение этого параметра автору не удалось. Его пришлось определять экспериментально. Ме­тодика проста — подавая напряже­ние на двигатель, найти его значе­ние, при котором вал начнёт мед­ленно (оборот за одну-две секун­ды), но устойчиво вращаться. Для большинства двигателей посто­янного тока с номинальным напря­жением питания 12 В напряжение трогания лежит в пределах 3…5 В.

При запуске программы микро­контроллер на основании значений Тmax, Тmin и N1 рассчитывает Dn — требуемую крутизну зависимости значения загружаемого регистр сравнения таймера кода от темпе­ратуры:Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Затем начинается главный цикл программы. Прежде всего, происходит проверка связи с датчиком температу­ры, а при её отсутствии — переход в аварийный режим работы. Такую про­верку программа выполняет каждую секунду. Если очередная проверка показывает, что датчик работает, восста­навливается нормальный режим рабо­ты.

Когда датчик исправен, он измеряет текущую температуру охлаждающей жидкости Т. Если она ниже Тmin, про­грамма выключает вентилятор, в про­тивном случае вычисляет требуемое значение управляющего кода по фор­мулеРегулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Пропорционально ему будут уста­новлены коэффициент заполнения пи­тающего двигатель напряжения и, сле­довательно, частота вращения его ро­тора. В результате температура охлаж­дающей жидкости при неизменной нагрузке на двигатель поддерживается постоянной. При переменной нагрузке температура колеблется в небольших пределах внутри интервала Тmin…Тmax.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Все детали устройства, за исключе­нием датчика ВК1 и светодиода HL1, размещены на печатной плате разме­рами 58×65 мм, чертёж которой пока­зан на рис. 2, а расположение элемен­тов — на рис. 3.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Микросхемы впаяны непосредст­венно в плату без панелей, применение которых в условиях повышенной вибра­ции нежелательно. На плате имеются не показанные на схеме контактные площадки SCK, RST, VCC, MISO, MOSI, GND, к которым на время программи­рования микроконтроллера припаи­вают одноимённые провода от про­грамматора. При этом плату и програм­матор во время программирования следует питать напряжением +5 В (VCC) от одного источника.

Принцип крепления транзисто­ра 5 или диода к теплоотводу 1 и всего узла к печатной плате 2 пока­зан на рис. 4. Диод изолирован от теплоотвода слюдяной прокладкой, а от крепящего винта 4 и металли­ческой втулки 3 — изоляционной втулкой (изолирующие элементы на рисунке не показаны). Между корпусами диода и транзистора находится третья точка крепления теплоотвода к плате. Здесь он так­же закреплён винтом и втулкой.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Все печатные проводники пла­ты, по которым течёт ток двигателя вентилятора, должны быть покрыты слоем припоя толщиной не менее 0,7… 1 мм, а сечение подводящих проводов должно обеспечивать пропускание этого тока.

Светодиод HL1 целесообразно вынести в салон автомобиля, чтобы водитель имел оперативную инфор­мацию о текущем режиме работы устройства.

Датчик DS18B20 (ВК1) следует по­местить в корпус от штатного контакт­ного датчика температуры охлаждаю­щей жидкости, из которого предвари­тельно следует удалить всю «начинку». Такой корпус можно и выточить из латуни с сохранением габаритных и присоеди­нительных размеров. Размещение дат­чика DS18B20 в корпусе показано на рис. 5. Датчик 4 с припаянным к его выводам разъёмом 1 поме­щают в полость корпуса 3 так, чтобы его верхушка, на которую нанесён слой теплопроводной пасты 5, касалась дна полости. После этого полость заливают термостойким герметиком 2.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Разъём 1 должен иметь анти­коррозийное покрытие контактов, быть брызгозащищённым, надёж­но фиксировать ответную часть, не допуская её отстыковки под действием вибрации. Подго­товленный датчик устанавливают на место штатного.

Собранная плата помещена в корпус подходящих размеров, ко­торый размещён в моторном от­секе автомобиля. В корпусе пре­дусмотрены вентиляционные от­верстия.

Микроконтроллер ATtiny2313A может быть заменён другим семейства AVR, имеющим как минимум один 8-разрядный и один 16-разрядный таймер и не менее 2 Кбайт программной памяти. Естественно, замена микроконтролле­ра потребует перекомпиляции програм­мы и, возможно, изменения топологии печатной платы.

Вместо неинвертирующего драйве­ра нижнего плеча ТС4420ЕРА можно использовать другой подобный, напри­мер, МАХ4420ЕРА.

Диод с барьером Шотки SR2040 можно заменить аналогичным с допус­тимым обратным напряжением не ме­нее 25 В и допустимым прямым током не менее рабочего тока вентилятора. Однако диоды Шотки с обратным напря­жением более 40 В применять не реко­мендуется, так как большее прямое па­дение напряжения на таком диоде при­ведёт к возрастанию тепловыделения.

Замену полевому транзистору IRF3808 с изолированным затвором и каналом n-типа следует подбирать с допустимым постоянным током стока при температуре 100 °С в 2,5…3 раза больше рабочего тока вентилятора и с сопротивлением открытого канала при рабочем токе вентилятора до 20 А — не более 10 мОм, а 20…30 А — не более 7 мОм. Допустимое напряжение сток- исток должно быть не менее 25 В, а затвор—исток — не менее 20 В.

Правильно собранное из исправных деталей устройство потребует налажи­вание только в том случае, если исход­ные данные в прилагаемом варианте программы, о которых было сказано ранее, не соответствуют требуемым. В этом случае их нужно откорректировать в исходном тексте программы, заново откомпилировать его в среде разработ­ки Bascom AVR и загрузить в память микроконтроллера вместо приложенно­го к статье файла Cooler-test.hex полу­ченный НЕХ-файл.

Если напряжение трогания двигате­ля вентилятора неизвестно, его можно определить экспериментально. Для это­го в память микроконтроллера вместо рабочей программы нужно загрузить разработанную мной отладочную про­грамму. В приложенном к статье файле Cooler-test.hex содержатся её коды. Конфигурацию микроконтроллера про­граммируют одинаково для рабочей и тестовой программ в соответствии с рис. 6, где показано окно установки конфигурации программатора AVRISP mkll.

Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Смотреть картинку Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Картинка про Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля. Фото Регулятор оборотов вентилятора охлаждения радиатора автомобиля

Через 3 с после включения питания программа Cooler-test начинает управ­лять вентилятором, постепенно уве­личивая от 55 до 95 шагами по 5 единиц код, задающий коэффициент заполне­ния питающего вентилятор импульсно­го напряжения. Это примерно соответ­ствует изменению постоянной состав­ляющей этого напряжения от трёх до пяти вольт. Длительность каждой ступе­ни — 10 с, в течение которых вентиля­тор и светодиод HL1 включены, и пауза длительностью 5 с, в течение которой напряжение с вентилятора снято, а све­тодиод погашен. Об окончании работы программы сигнализирует серия из пяти коротких вспышек светодиода.

Наблюдая за светодиодом, неслож­но определить, на какой ступени вен­тилятор начал вращаться, и определить значение N1, которое сле­дует записать в основную про­грамму.

Работу устройства в аварий­ном режиме проверяют, отклю­чив разъём от датчика темпера­туры. При этом вентилятор дол­жен включиться и работать на полную мощность в прерывистом режиме (33 с — работа, 33 с — пауза). Светодиод HL1 при этом должен светиться. Его желаемую яркость устанавливают подбор­кой резистора R3.

Автор: А. САВЧЕНКО, пос. Зеленоградский Московской обл.
Источник: Радио №11, 2016

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *