Comment fonctionnent-ils et quelle est la bonne façon de les diagnostiquer?

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 wholeCependant, avec une bonne compréhension de son fonctionnement et le bon équipement, ce n'est pas si difficile.Dans cet article, nous allons donc essayer de démystifier le sujet et nous espérons vous aider à comprendre si la pièce est en effet défectueuse ou non.

Donc, tout d'abord, quelle est la gamme complète de fonctions que cette partie doit effectuer et comment fonctionne-t-elle réellement?non seulement pour lui permettre de fournir de l'air de refroidissement aux échangeurs de chaleur situés à l'avant du véhicule, mais de ne le faire que lorsqu'il est nécessaire, et de ne lui fournir que la quantité d'air nécessaire lorsqu'il le fait.Les deux derniers points sont importants à noter car ils sont souvent négligés ou ne sont pas compris comme faisant partie de la fonction principale de l'embrayage du ventilateur. 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 requiredLa vitesse du ventilateur doit donc être proportionnellement basse afin de ne pas aspirer l'excès d'air, ce qui prive inutilement le moteur de sa puissance et, par conséquent, gaspille du carburant et de l'argent.Le point est donc que l'embrayage du ventilateur n'est pas seulement là pour conduire le ventilateur du moteur, mais pour le faire efficacement.

Alors, comment fait-il vraiment cela?
En résumé, l'embrayage du ventilateur visqueux est constitué de deux moitiés accouplées et capables de tourner semi-indépendamment l'une de l'autre.Le côté d'entrée est raccordé au moteur soit directement, soit par une courroie et tourne donc en relation fixe avec le moteur.Le côté de sortie est monté sur un roulement qui est à son tour monté sur l'arbre d'entrée afin de lui permettre de tourner à une vitesse différente de celle du côté d'entrée.Il y a un joint sur l'arbre d'entrée qui maintient l'assemblage scellé. 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 clutchLa quantité d'huile dans l'espace de rainures entre les deux moitiés est contrôlée par une vanne reliée à un élément thermique situé à l'avant de l'embrayage du ventilateur.L'huile est libérée d'un réservoir de stockage incorporé dans l'assemblage lorsque plus d'huile est nécessaire et elle est pompée dans ce réservoir lorsque moins d'huile est nécessaire dans l'espace de travailComme l'élément thermique se réchauffe en réponse à l'air plus chaud résultant d'une augmentation de la charge thermique, la vanne permettra à plus d'huile de s'écouler dans l'espace rainuré entre les deux moitiés.Cela augmente les forces de cisaillement visqueux (frottement) entre les côtés d'entrée et de sortie et provoque ainsi une augmentation de la vitesse du côté de sortieLe ventilateur absorbe donc plus d'air de refroidissement à travers les échangeurs de chaleur, ce qui équilibre la capacité de refroidissement de l'air avec la charge thermique du système.

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.

Dans un système fonctionnant correctement, nous verrions que lorsque le moteur est démarré, l'embrayage du ventilateur est engagé exactement dans la même mesure que lors de la dernière éteinte du moteur.Cela signifie que même si le moteur est glacé au démarrage, le ventilateur serait pleinement activé si le moteur fonctionnait à pleine charge thermique lors de sa dernière arrêt.Cela est dû au fait que le volume d'huile dans l'espace rainuré entre les côtés d'entrée et de sortie est toujours le même que lorsque le moteur a été arrêté et l'embrayage a cessé de tourner. 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 disengagedÀ ce stade, le ventilateur tourne avec un couple de traction très faible résultant des forces de frottement dans le roulement.L'air qui passe par les échangeurs de chaleur va aussi se réchauffer., en réponse à laquelle l'élément thermique situé sur le devant de l'embrayage commencera à ouvrir progressivement la vanne régulant le débit d'huile.Cela fera augmenter progressivement le couple d'entraînement du système en équilibre avec la charge thermique sur le système jusqu'au point où il est complètement engagé à nouveau.

Une légère déviation par rapport à la configuration ci-dessus est observée lors d'un démarrage à froid en raison de l'effet de la viscosité de l'huile qui est plus élevée à basse température qu'à température de fonctionnement. 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.

En tenant compte de ce qui précède, il est désormais possible de déterminer si un embrayage de ventilateur est défectueux ou non.La première et la plus évidente est si la pièce ne transmet plus le couple d'entraînement requis nécessaire pour permettre un refroidissement appropriéL'autre est si la pièce s'emballe et que le couple d'entraînement fourni en réponse aux variations de charge thermique ne varie plus. 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 whatsoeverEn outre, le deuxième mode de défaillance devrait également devenir évident dans l'augmentation de la consommation de carburant.

Cela nous amène à la question suivante, “Comment tester pour ce qui précède?La bonne façon de tester un embrayage de ventilateur visqueux est de déterminer la quantité de glissement autorisée par le système aux différents points de fonctionnement que le système traverse pendant le réchauffement. 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 upCe réglage doit être maintenu jusqu'à ce que le thermostat s'ouvre et que le liquide de refroidissement du moteur commence à circuler.Ce n'est qu'à ce moment que l'air aspiré par les échangeurs de chaleur devant le ventilateur commencerait à se réchauffer et ce n'est qu'à partir de ce moment que l'embrayage du ventilateur commencerait à se réengagerAu moment où la température du liquide de refroidissement entrant dans le radiateur atteint la température de fonctionnement maximale, l'embrayage du ventilateur doit être pleinement activé.À ce stade, le glissement mesuré dans l'embrayage du ventilateur ne doit pas dépasser 5%.

La façon correcte de déterminer le glissement est de mesurer la vitesse du ventilateur par rapport à la vitesse du moteur et de diviser la première par la seconde.Tout ce qui est inférieur à 95% deviendrait progressivement de plus en plus problématique, car un système sain devrait être en mesure de maintenir ce niveau de performance.. 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 bladesDans le même temps, la température du liquide de refroidissement du moteur doit être mesurée à l'aide d'un thermomètre infrarouge afin de s'assurer que la température est effectivement à la température de fonctionnement lors de la mesure du glissement. 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, simplement parce qu'il n'est pas possible de faire la différence entre un dérapage de 5% et un dérapage de 10% ou même de 15% pour cette question.un système avec un glissement de 10% ou 15% dans l'embrayage du ventilateur pourrait déjà présenter des problèmes de refroidissement importants.