Hoe werken ze en wat is de juiste manier om ze te diagnosticeren?

The fan clutch or visco clutch as it is sometimes referred to is typically one of the least well understood components in an engines’ cooling system and consequently it is also one of the most commonly misdiagnosed parts in the vehicle as a wholeMet een goed begrip van de werking ervan en de juiste apparatuur is het echter niet zo moeilijk.In dit artikel zullen we daarom proberen om het onderwerp te demystificeren en hopelijk helpen u te begrijpen of het onderdeel inderdaad defect is of niet.

Wat is de volledige functie van dit onderdeel en hoe werkt het eigenlijk?niet alleen om het mogelijk te maken koellucht aan de warmtewisselaars aan de voorzijde van het voertuig te leveren, maar alleen te laten doen wanneer dat nodig is en alleen de nodige hoeveelheid lucht te leveren wanneer dat nodig is.De laatste twee punten zijn belangrijk om op te merken, omdat ze vaak worden over het hoofd gezien of niet worden begrepen als onderdeel van de primaire functie van de ventilatorclutch. The reason why this is important is that the engine fan will draw power from the engine in direct relation to the speed at which it is turning and if the cooling load on the various systems collectively is low then only a small amount of air is requiredDe ventilator moet dus even laag worden om te voorkomen dat er overtollige lucht wordt ingevoerd, waardoor de motor onnodig vermogen verliest en dus brandstof en geld wordt verspild.Het punt is dan dat de ventilator koppeling is er niet alleen om de motor ventilator te rijden, maar om dit efficiënt te doen.

Dus hoe doet het dit eigenlijk?
Kortom, de viskeuze ventilatorclutch bestaat uit twee helften die aan elkaar zijn gekoppeld en semi-onafhankelijk van elkaar kunnen draaien.De ingangszijde is direct of met behulp van een riem aan de motor gekoppeld en draait dus in een vaste verhouding tot de motorDe uitgangszijde is gemonteerd op een lager dat op zijn beurt op de inlaatas is gemonteerd, zodat deze met een andere snelheid kan draaien dan de inlaatzijde.Er is een afdichting op de invoer as die houdt de verzameling verzegeld. The input and output sides have a system of mating concentric grooves and the sealed space between them is filled by an amount of silicone oil which varies in relation to the amount of drive required from the fan clutchDe hoeveelheid olie in de gelegde ruimte tussen de twee helften wordt geregeld door een klep die is aangesloten op een warmteelement dat zich aan de voorzijde van de ventilatorclutch bevindt.De olie wordt vrijgegeven uit een opslagreservoir dat is ingebouwd in de montage wanneer er meer olie nodig is en wordt teruggepompt in dit reservoir wanneer er minder olie nodig is in de werkruimteAls het thermische element opwarmt als reactie op warmere lucht als gevolg van een toename van de thermische belasting, zal de klep meer olie laten stromen in de gerolde ruimte tussen de twee helften.Dit verhoogt de viskeuze scheerkrachten (wrijving) tussen de invoer- en uitvoerzijde en veroorzaakt daardoor een toename van de snelheid van de uitvoerzijdeDe ventilator trekt dus meer koellucht door de warmtewisselaars, waardoor de koelcapaciteit van de lucht in evenwicht wordt gebracht met de thermische belasting van het systeem.

Now that we have a basic outline of how the system works it is necessary to understand the system characteristics of a properly functioning viscous fan clutch in order that we may be able to interpret system characteristics which are out of line and thereby differentiate a functional fan clutch from a failed one.

In een goed functionerend systeem zien wij dat bij het starten van een motor de ventilatorclutch precies in dezelfde mate wordt ingeschakeld als bij het laatste uitschakelen van de motor.Dit betekent dat zelfs als de motor is ijskoud bij het starten, zou de ventilator volledig ingeschakeld zijn als de motor met volle thermische belasting werkte toen hij voor het laatst werd uitgeschakeld.Dit komt omdat het olievolume in de gegroeveerd ruimte tussen de input en output kanten is nog steeds hetzelfde als toen de motor werd uitgeschakeld en de koppeling stopte met draaien. When the engine is first started again (when it is cold) the oil in the working chamber (the grooved space between the input and output halves) will start to circulate back to the storage reservoir thereby decreasing the drive force transmitted by the fan clutch back to the point where the fan is completely disengagedOp dit punt zal de ventilator draaien met slechts een zeer klein aandrijvingsmoment als gevolg van de wrijvingskrachten in het lager.De lucht die door de warmtewisselaars komt zal ook opwarmen., waarbij het thermische element aan de voorzijde van de koppeling de klep die de olie stroom regelt geleidelijk gaat openen.Dit zal ertoe leiden dat het aandrijfmoment van het systeem geleidelijk toeneemt in evenwicht met de thermische belasting op het systeem tot het punt waarop het volledig weer wordt ingeschakeld.

Bij een koude start wordt een kleine afwijking van het bovenstaande patroon waargenomen door het effect van de viscositeit van de olie, die bij lage temperaturen hoger is dan bij bedrijfstemperatuur. The effect of this is that when the oil is cold the amount of fan engagement will be higher for a given amount of oil in the working chamber than when the oil is warm and a certain amount of fan engagement will therefore always be present on a cold start up but it will fall away relatively quickly as the oil heats up (due to internal friction) and the fan clutch reverts to the correct (low) level of engagement in response to the low thermal load under that condition.

Met het bovenstaande in het achterhoofd is het nu mogelijk vast te stellen of een ventilatorclutch defect is of niet.De eerste en meest voor de hand liggende is als het onderdeel niet langer het vereiste aandrijvingskoppel geeft dat nodig is om een goede koeling mogelijk te maken.De andere is wanneer het onderdeel vast komt te zitten en het aandrijfkoppel dat wordt geleverd als reactie op veranderingen in de thermische belasting niet meer varieert. The first failure mode becomes evident in elevated cooling system temperatures and the second mode becomes evident in excessive noise from the fan due to the fact that it does not disengage at any time whatsoeverBovendien zou de tweede storingsmodus ook duidelijk moeten worden in het verhoogde brandstofverbruik.

Dit brengt ons bij de volgende vraag, “Hoe testen we voor het bovenstaande?De correcte manier om een viskeuze ventilatorclutch te testen, is om de hoeveelheid glijbaan te bepalen die door het systeem wordt toegestaan op de verschillende werkpunten waar het systeem doorheen gaat tijdens het opwarmen. The pattern that should be evident is that on a cold engine the clutch will be engaged at a level in line with the engine temperature at the time of shut down and should disengage again within three to five minutes after start upDeze instelling moet dan worden gehandhaafd totdat de thermostaat wordt geopend en de motorkoelvloeistof in omloop komt.Alleen op dit punt zou de lucht die wordt gezuigd door de warmtewisselaars voor de ventilator beginnen op te warmen en alleen vanaf dit punt zou de ventilator koppeling beginnen opnieuw ingaanWanneer de temperatuur van het koelmiddel dat de radiator binnendringt de volledige werktemperatuur bereikt, moet de ventilatorclutch volledig zijn ingeschakeld.In dit geval mag de gemeten glijbaan in de ventilatorclutch niet meer dan 5% bedragen..

De correcte manier om de glijbaan te bepalen is door de ventilator snelheid te meten ten opzichte van de motor snelheid en de eerste door de laatste te delen.Iets minder dan 95% zou steeds problematischer worden, omdat een gezond systeem dit prestatieniveau moet kunnen behouden.. This measurement is best made using an infrared tachometer with small pieces of reflective tape on the input shaft to the fan clutch as well as on a suitable place on the fan hub between the base of two adjacent bladesTegelijkertijd moet de temperatuur van het motorkoelmiddel met behulp van een infraroodthermometer worden gemeten, zodat bij het meten van het glijden de temperatuur inderdaad op de werktemperatuur ligt. It should be mentioned at this point that it is not possible (not to mention downright dangerous) to determine how much slippage is present by trying to hold the fan blade with ones hand and then starting the engine, simpelweg omdat het niet mogelijk is om een onderscheid te maken tussen 5% slip en 10% slip of zelfs 15% slip.een systeem met een glijbaan van 10% of 15% in de ventilatorclutch kan al aanzienlijke koelingsproblemen hebben.