Wie wirken sie und wie kann sie richtig diagnostiziert werden?

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 wholeMit dem richtigen Verständnis der Funktionsweise und der richtigen Ausrüstung ist dies jedoch nicht so schwierig.In diesem Artikel werden wir daher versuchen, das Thema zu entmystifizieren und hoffentlich helfen Ihnen zu verstehen, ob das Teil ist in der Tat fehlerhaft oder nicht.

Also, zuerst, was ist der vollständige Funktionsumfang, den dieses Teil ausführen muss und wie funktioniert es eigentlich?nicht nur zur Versorgung der vorliegenden Wärmetauscher mit Kühlluft, sondern nur dann, wenn es notwendig ist, und nur dann, wenn es notwendig ist, die notwendige Luftmenge zu geben.Die beiden letzten Punkte sind wichtig zu beachten, da sie oft übersehen oder nicht als Teil der primären Funktion der Lüfterkupplung verstanden werden.. 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 requiredDie Lüfterdrehzahl sollte daher entsprechend niedrig sein, um nicht überschüssige Luft einzuziehen, wodurch der Motor unnötig an Leistung beraubt und damit Treibstoff und Geld verschwendet wird.Der Punkt ist dann, dass die Lüfterkupplung ist nicht nur da, um den Motorventilator zu fahren, sondern dies effizient zu tun.

Also, wie macht es das eigentlich?
Kurz gesagt besteht die Viskose-Ventilatorkupplung aus zwei miteinander gekoppelten Hälften, die sich halb unabhängig voneinander drehen können.Die Eingangsseite ist entweder direkt oder mit Hilfe eines Gürtels an den Motor gekoppelt und dreht sich daher in einem festen Verhältnis zum Motor.Die Ausgangsseite ist auf einem Lager montiert, das wiederum auf der Eingangswelle montiert wird, so daß sie sich mit einer anderen Geschwindigkeit als die Eingangsseite drehen kann.Es gibt eine Dichtung auf der Eingangswelle, die die Montage versiegelt hält. 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 clutchDie Ölmenge in der Rillenfläche zwischen den beiden Hälften wird durch ein Ventil, das an ein thermisches Element angeschlossen ist und sich an der Vorderseite der Lüfterkupplung befindet, gesteuert.Das Öl wird aus einem in die Anlage integrierten Speicherbehälter freigesetzt, wenn mehr Öl benötigt wird, und wieder in dieses Behälter gepumpt, wenn weniger Öl in der Arbeitsfläche benötigt wirdDa sich das Wärmeelement als Reaktion auf heißere Luft, die durch eine Erhöhung der thermischen Belastung entsteht, erwärmt, lässt das Ventil mehr Öl in den gegrabenen Raum zwischen den beiden Hälften fließen.Dies erhöht die Viskose Schere Kräfte (Reibung) zwischen der Eingang und Ausgang Seiten und verursacht damit eine Erhöhung der Geschwindigkeit der AusgangseiteDer Lüfter zieht daher mehr Kühlluft durch die Wärmetauscher, wodurch die Kühlkapazität der Luft mit der thermischen Belastung des Systems ausgeglichen wird.

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 einem ordnungsgemäß funktionierenden System würden wir sehen, daß die Lüfterkupplung beim Anfahren des Motors genau so eingeschaltet ist wie beim letzten Abschalten des Motors.Dies bedeutet, dass auch wenn der Motor ist eiskalt, wenn gestartet, wäre der Ventilator vollständig eingeschaltet, wenn der Motor bei seiner letzten Abschaltung mit voller thermischer Belastung lief.Dies liegt daran, dass das Ölvolumen in der Rillenraum zwischen den Eingang und Ausgang Seiten ist immer noch das gleiche wie, wenn der Motor ausgeschaltet wurde und die Kupplung nicht mehr drehen. 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 disengagedDer Ventilator dreht sich mit nur einem sehr geringen Drehmoment, das durch die Reibungskräfte im Lager entsteht.Die Luft, die durch die Wärmetauscher kommt, wird auch erwärmt., woraufhin das thermische Element an der Vorderseite der Kupplung das Ölflussventil allmählich öffnet.Dies wird dazu führen, dass das Antriebsmoment des Systems im Gleichgewicht mit der thermischen Belastung des Systems bis zu dem Punkt, an dem es wieder voll eingeschaltet wird, allmählich zunimmt.

Eine geringe Abweichung vom vorstehenden Muster wird bei einem Kaltstart aufgrund der Wirkung der Ölviskosität, die bei niedrigen Temperaturen höher ist als bei Betriebstemperatur, beobachtet. 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.

Mit Blick auf das Vorstehende ist es nun möglich zu bestimmen, ob eine Lüfterkupplung defekt ist oder nicht.Die erste und offensichtlichere ist, wenn das Teil nicht mehr das erforderliche Drehmoment überträgt, das für eine ordnungsgemäße Kühlung erforderlich istDas andere ist, wenn das Teil "eingeklemmt" wird und das angebotene Drehmoment nicht mehr variiert, wenn die thermische Belastung ändert. 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 whatsoeverAußerdem sollte der zweite Ausfallmodus auch durch den erhöhten Kraftstoffverbrauch sichtbar werden.

Das bringt uns zur nächsten Frage: Wie prüfen wir die oben genannten Faktoren?Die korrekte Methode zur Prüfung einer viskosen Lüfterkupplung besteht darin, zu bestimmen, wie viel Rutsch das System an den verschiedenen Betriebspunkten zulässt, die das System während des Aufwärmens durchläuft.. 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 upDiese Einstellung sollte dann so lange bestehen bleiben, bis der Thermostat geöffnet ist und die Kältemittel des Motors in Umlauf kommen.Nur an dieser Stelle würde die Luft durch die Wärmetauscher vor dem Ventilator angesaugt werden beginnen, aufzuwärmen und nur von diesem Punkt an sollte die Lüfterkupplung beginnen wieder einzugebenWenn die Temperatur der in den Heizkörper einströmenden Kühlflüssigkeit die volle Betriebstemperatur erreicht, sollte die Lüfterkupplung vollständig eingeschaltet sein.An dieser Stelle sollte der gemessene Rutsch in der Lüfterkupplung nicht mehr als 5% betragen..

Die korrekte Methode zur Bestimmung des Rutschvermögens besteht darin, die Lüftergeschwindigkeit in Bezug auf die Motordrehzahl zu messen und die erste durch die zweite zu dividieren.Alles, was weniger als 95% beträgt, wird zunehmend problematischer, da ein gesundes System in der Lage sein sollte, dieses Leistungsniveau zu halten.. 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 bladesGleichzeitig sollte die Temperatur der Kühlflüssigkeit des Motors mit einem Infrarotthermometer gemessen werden, um sicherzustellen, daß die Temperatur bei der Messung des Rutschverlaufs tatsächlich bei der Betriebstemperatur liegt. 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, einfach weil es nicht möglich ist, zwischen 5% und 10% oder sogar 15% zu unterscheiden.Ein System mit einem Schlupf von 10% oder 15% in der Lüfterkupplung könnte bereits erhebliche Kühlprobleme haben.