Πώς λειτουργούν και ποιος είναι ο σωστός τρόπος διάγνωσής τους;

Ο συμπλέκτης του ανεμιστήρα ή ο συμπλέκτης visco, όπως αναφέρεται μερικές φορές, είναι συνήθως ένα από τα λιγότερο κατανοητά εξαρτήματα στο σύστημα ψύξης ενός κινητήρα και, κατά συνέπεια, είναι επίσης ένα από τα πιο συχνά εσφαλμένα διαγνωσμένα μέρη στο όχημα στο σύνολό του. Ωστόσο, με τη σωστή κατανόηση της λειτουργίας του και με τον σωστό εξοπλισμό, δεν είναι τόσο δύσκολο. Σε αυτό το άρθρο, θα προσπαθήσουμε λοιπόν να απομυθοποιήσουμε το θέμα και ελπίζουμε να σας βοηθήσουμε να καταλάβετε εάν το εξάρτημα είναι πράγματι ελαττωματικό ή όχι.

Λοιπόν, πρώτα απ' όλα, ποιο είναι το πλήρες φάσμα των λειτουργιών που πρέπει να εκτελέσει αυτό το εξάρτημα και πώς λειτουργεί στην πραγματικότητα; Ο σκοπός του συμπλέκτη του ανεμιστήρα είναι να ελέγχει τον ανεμιστήρα του κινητήρα, όχι μόνο για να του επιτρέπει να παρέχει αέρα ψύξης στους εναλλάκτες θερμότητας στο μπροστινό μέρος του οχήματος, αλλά και να το κάνει μόνο όταν είναι απαραίτητο και να παρέχει μόνο την απαραίτητη ποσότητα αέρα όταν το κάνει. Τα δύο τελευταία σημεία είναι σημαντικό να σημειωθούν, καθώς συχνά παραβλέπονται ή δεν γίνονται κατανοητά ότι αποτελούν μέρος της κύριας λειτουργίας του συμπλέκτη του ανεμιστήρα. Ο λόγος για τον οποίο αυτό είναι σημαντικό είναι ότι ο ανεμιστήρας του κινητήρα θα αντλεί ισχύ από τον κινητήρα σε άμεση σχέση με την ταχύτητα με την οποία περιστρέφεται και εάν το φορτίο ψύξης στα διάφορα συστήματα συλλογικά είναι χαμηλό, τότε απαιτείται μόνο μικρή ποσότητα αέρα. Η ταχύτητα του ανεμιστήρα θα πρέπει επομένως να είναι αναλογικά χαμηλή, ώστε να μην αντλεί υπερβολικό αέρα, αφαιρώντας έτσι περιττά την ισχύ του κινητήρα και, κατά συνέπεια, σπαταλώντας καύσιμα και χρήματα. Το θέμα λοιπόν είναι ότι ο συμπλέκτης του ανεμιστήρα δεν είναι μόνο εκεί για να κινεί τον ανεμιστήρα του κινητήρα, αλλά να το κάνει αποτελεσματικά.

Λοιπόν, πώς το κάνει αυτό στην πραγματικότητα;
Εν ολίγοις, ο συμπλέκτης του ανεμιστήρα ιξώδους αποτελείται από δύο μισά που είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους και ικανά να περιστρέφονται ημιανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Η πλευρά εισόδου είναι συνδεδεμένη με τον κινητήρα είτε απευθείας είτε με ιμάντα και επομένως περιστρέφεται σε σταθερή σχέση με τον κινητήρα. Η πλευρά εξόδου είναι τοποθετημένη σε ένα ρουλεμάν, το οποίο με τη σειρά του είναι τοποθετημένο στον άξονα εισόδου, ώστε να του επιτρέπει να περιστρέφεται με διαφορετική ταχύτητα από αυτήν της πλευράς εισόδου. Υπάρχει μια στεγανοποίηση στον άξονα εισόδου που διατηρεί τη συναρμολόγηση σφραγισμένη. Οι πλευρές εισόδου και εξόδου έχουν ένα σύστημα συνδυασμένων ομόκεντρων αυλακώσεων και ο σφραγισμένος χώρος μεταξύ τους γεμίζεται με μια ποσότητα σιλικονούχου ελαίου που ποικίλλει σε σχέση με την ποσότητα της κίνησης που απαιτείται από τον συμπλέκτη του ανεμιστήρα. Η ποσότητα του λαδιού στον αυλακωτό χώρο μεταξύ των δύο μισών ελέγχεται από μια βαλβίδα συνδεδεμένη με ένα θερμικό στοιχείο που βρίσκεται στο μπροστινό μέρος του συμπλέκτη του ανεμιστήρα. Το λάδι απελευθερώνεται από μια δεξαμενή αποθήκευσης ενσωματωμένη στη συναρμολόγηση όταν απαιτείται περισσότερο λάδι και αντλείται πίσω σε αυτή τη δεξαμενή όταν απαιτείται λιγότερο λάδι στον χώρο εργασίας. Καθώς το θερμικό στοιχείο θερμαίνεται ως απόκριση στον θερμότερο αέρα που προκύπτει από την αύξηση του θερμικού φορτίου, η βαλβίδα θα επιτρέψει σε περισσότερο λάδι να ρέει στον αυλακωτό χώρο μεταξύ των δύο μισών. Αυτό αυξάνει τις δυνάμεις διάτμησης ιξώδους (τριβή) μεταξύ των πλευρών εισόδου και εξόδου και, κατά συνέπεια, προκαλεί αύξηση της ταχύτητας της πλευράς εξόδου. Ο ανεμιστήρας επομένως αντλεί περισσότερο αέρα ψύξης μέσω των εναλλακτών θερμότητας, γεγονός που εξισορροπεί την ικανότητα ψύξης του αέρα με το θερμικό φορτίο του συστήματος.

Τώρα που έχουμε ένα βασικό περίγραμμα του τρόπου λειτουργίας του συστήματος, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τα χαρακτηριστικά του συστήματος ενός σωστά λειτουργικού συμπλέκτη ανεμιστήρα ιξώδους, ώστε να μπορούμε να ερμηνεύσουμε τα χαρακτηριστικά του συστήματος που δεν είναι σύμφωνα με αυτό και έτσι να διακρίνουμε έναν λειτουργικό συμπλέκτη ανεμιστήρα από έναν ελαττωματικό.

Σε ένα σωστά λειτουργικό σύστημα, θα βλέπαμε ότι όταν εκκινείται ένας κινητήρας, ο συμπλέκτης του ανεμιστήρα θα εμπλέκεται ακριβώς στον ίδιο βαθμό με αυτόν που ήταν όταν ο κινητήρας απενεργοποιήθηκε τελευταία φορά. Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και αν ο κινητήρας είναι παγωμένος κατά την εκκίνηση, ο ανεμιστήρας θα ήταν πλήρως ενεργοποιημένος εάν ο κινητήρας λειτουργούσε με πλήρες θερμικό φορτίο όταν απενεργοποιήθηκε τελευταία φορά. Αυτό συμβαίνει επειδή ο όγκος λαδιού στον αυλακωτό χώρο μεταξύ των πλευρών εισόδου και εξόδου είναι ακόμα ο ίδιος με αυτόν που ήταν όταν ο κινητήρας απενεργοποιήθηκε και ο συμπλέκτης σταμάτησε να περιστρέφεται. Όταν ο κινητήρας εκκινείται ξανά για πρώτη φορά (όταν είναι κρύος), το λάδι στον θάλαμο εργασίας (ο αυλακωτός χώρος μεταξύ των μισών εισόδου και εξόδου) θα αρχίσει να κυκλοφορεί πίσω στη δεξαμενή αποθήκευσης, μειώνοντας έτσι τη δύναμη κίνησης που μεταδίδεται από τον συμπλέκτη του ανεμιστήρα πίσω στο σημείο όπου ο ανεμιστήρας είναι εντελώς αποσυνδεδεμένος. Σε αυτό το σημείο, ο ανεμιστήρας θα περιστρέφεται μόνο με πολύ μικρή ροπή κίνησης που προκύπτει από τις δυνάμεις τριβής στο ρουλεμάν. Καθώς ο κινητήρας θερμαίνεται, ο αέρας που διέρχεται από τους εναλλάκτες θερμότητας θα θερμαίνεται επίσης, ως απόκριση στον οποίο το θερμικό στοιχείο στο μπροστινό μέρος του συμπλέκτη θα αρχίσει να ανοίγει προοδευτικά τη βαλβίδα που ελέγχει τη ροή λαδιού. Αυτό θα προκαλέσει την προοδευτική αύξηση της ροπής κίνησης του συστήματος σε ισορροπία με το θερμικό φορτίο στο σύστημα μέχρι το σημείο όπου εμπλέκεται ξανά πλήρως.

Μια μικρή απόκλιση από το παραπάνω μοτίβο θα παρατηρηθεί όταν εκτελείται μια κρύα εκκίνηση λόγω της επίδρασης του ιξώδους του λαδιού, το οποίο είναι υψηλότερο σε χαμηλές θερμοκρασίες από ό,τι σε θερμοκρασία λειτουργίας. Η επίδραση αυτού είναι ότι όταν το λάδι είναι κρύο, η ποσότητα της εμπλοκής του ανεμιστήρα θα είναι υψηλότερη για μια δεδομένη ποσότητα λαδιού στον θάλαμο εργασίας από ό,τι όταν το λάδι είναι ζεστό και επομένως μια ορισμένη ποσότητα εμπλοκής του ανεμιστήρα θα είναι πάντα παρούσα σε μια κρύα εκκίνηση, αλλά θα μειωθεί σχετικά γρήγορα καθώς το λάδι θερμαίνεται (λόγω εσωτερικής τριβής) και ο συμπλέκτης του ανεμιστήρα επανέρχεται στο σωστό (χαμηλό) επίπεδο εμπλοκής ως απόκριση στο χαμηλό θερμικό φορτίο υπό αυτήν την κατάσταση.

Έχοντας τα παραπάνω υπόψη, είναι πλέον δυνατό να προσδιοριστεί εάν ένας συμπλέκτης ανεμιστήρα είναι ελαττωματικός ή όχι. Ουσιαστικά, υπάρχουν δύο τρόποι με τους οποίους μπορεί να αποτύχει ένας συμπλέκτης ανεμιστήρα. Ο πρώτος και πιο προφανής είναι εάν το εξάρτημα δεν μεταδίδει πλέον τη απαιτούμενη ροπή κίνησης που είναι απαραίτητη για να επιτρέψει τη σωστή ψύξη. Ο άλλος είναι εάν το εξάρτημα «μπλοκαριστεί» και δεν μεταβάλλει πλέον τη ροπή κίνησης που παρέχεται ως απόκριση στις αλλαγές στο θερμικό φορτίο. Ο πρώτος τρόπος αστοχίας γίνεται εμφανής σε αυξημένες θερμοκρασίες του συστήματος ψύξης και ο δεύτερος τρόπος γίνεται εμφανής σε υπερβολικό θόρυβο από τον ανεμιστήρα λόγω του γεγονότος ότι δεν αποσυνδέεται ποτέ. Επιπλέον, ο δεύτερος τρόπος αστοχίας θα πρέπει επίσης να γίνει εμφανής στην αυξημένη κατανάλωση καυσίμου.

Αυτό μας φέρνει στην επόμενη ερώτηση, «Πώς το ελέγχουμε αυτό;» Ο σωστός τρόπος για να ελέγξετε έναν συμπλέκτη ανεμιστήρα ιξώδους είναι να προσδιορίσετε την ποσότητα της ολίσθησης που επιτρέπεται από το σύστημα στα διάφορα σημεία λειτουργίας που διέρχεται το σύστημα κατά τη διάρκεια της θέρμανσης. Το μοτίβο που θα πρέπει να είναι εμφανές είναι ότι σε έναν κρύο κινητήρα, ο συμπλέκτης θα εμπλακεί σε ένα επίπεδο που είναι σύμφωνο με τη θερμοκρασία του κινητήρα κατά τη στιγμή της διακοπής λειτουργίας και θα πρέπει να αποσυνδεθεί ξανά εντός τριών έως πέντε λεπτών μετά την εκκίνηση. Αυτή η ρύθμιση θα πρέπει στη συνέχεια να διατηρηθεί μέχρι να ανοίξει ο θερμοστάτης και το ψυκτικό υγρό του κινητήρα να αρχίσει να κυκλοφορεί. Μόνο σε αυτό το σημείο ο αέρας που αναρροφάται μέσω των εναλλακτών θερμότητας μπροστά από τον ανεμιστήρα θα αρχίσει να θερμαίνεται και μόνο από αυτό το σημείο και μετά θα πρέπει ο συμπλέκτης του ανεμιστήρα να αρχίσει να εμπλέκεται ξανά. Μέχρι τη στιγμή που η θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού που εισέρχεται στο ψυγείο φτάσει στην πλήρη θερμοκρασία λειτουργίας, ο συμπλέκτης του ανεμιστήρα θα πρέπει να είναι πλήρως ενεργοποιημένος. Σε αυτό το σημείο, η μετρημένη ολίσθηση στον συμπλέκτη του ανεμιστήρα δεν θα πρέπει να υπερβαίνει το 5%.

Ο σωστός τρόπος για να προσδιορίσετε την ολίσθηση είναι να μετρήσετε την ταχύτητα του ανεμιστήρα σε σχέση με την ταχύτητα του κινητήρα και να διαιρέσετε το πρώτο με το δεύτερο. Οτιδήποτε λιγότερο από 95% θα γινόταν όλο και πιο προβληματικό, καθώς ένα υγιές σύστημα θα πρέπει να είναι σε θέση να διατηρήσει αυτό το επίπεδο απόδοσης. Αυτή η μέτρηση γίνεται καλύτερα χρησιμοποιώντας ένα υπέρυθρο στροφόμετρο με μικρά κομμάτια ανακλαστικής ταινίας στον άξονα εισόδου στον συμπλέκτη του ανεμιστήρα, καθώς και σε ένα κατάλληλο σημείο στον πλήμνη του ανεμιστήρα μεταξύ της βάσης δύο παρακείμενων πτερυγίων. Ταυτόχρονα, η θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού του κινητήρα θα πρέπει να μετρηθεί χρησιμοποιώντας ένα υπέρυθρο θερμόμετρο, ώστε να διασφαλιστεί ότι η θερμοκρασία είναι πράγματι σε θερμοκρασία λειτουργίας κατά τη μέτρηση της ολίσθησης. Θα πρέπει να αναφερθεί σε αυτό το σημείο ότι δεν είναι δυνατό (για να μην αναφέρουμε ότι είναι άκρως επικίνδυνο) να προσδιοριστεί πόση ολίσθηση υπάρχει προσπαθώντας να κρατήσετε την λεπίδα του ανεμιστήρα με το χέρι σας και στη συνέχεια να εκκινήσετε τον κινητήρα, απλά και μόνο επειδή δεν είναι δυνατό να διακρίνουμε μεταξύ ολίσθησης 5% και ολίσθησης 10% ή ακόμη και ολίσθησης 15% για το θέμα αυτό. Για να το θέσουμε αυτό στο πλαίσιο, ένα σύστημα με ολίσθηση 10% ή 15% στον συμπλέκτη του ανεμιστήρα θα μπορούσε ήδη να έχει σημαντικά προβλήματα ψύξης.