¿Cómo funcionan y cuál es la forma correcta de diagnosticarlos?

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 wholeSin embargo, con una correcta comprensión de su funcionamiento y con el equipo adecuado, no es tan difícil.En este artículo, por lo tanto, vamos a tratar de desmitificar el tema y, con suerte, ayudar a entender si la parte es realmente defectuosa o no.

Así que, en primer lugar, ¿cuál es el alcance completo de las funciones que esta parte necesita para realizar y cómo funciona realmente?no sólo para permitirle suministrar aire de refrigeración a los intercambiadores de calor situados en la parte delantera del vehículo, pero para que lo haga sólo cuando sea necesario, y para suministrar sólo la cantidad necesaria de aire cuando lo hace.Los dos últimos puntos son importantes a tener en cuenta, ya que a menudo se pasan por alto o no se entiende que son parte de la función principal del embrague del ventilador. 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 requiredPor lo tanto, la velocidad del ventilador debe ser igualmente baja para no absorber el exceso de aire, robando así innecesariamente la potencia del motor y, por consiguiente, desperdiciando combustible y dinero.El punto entonces es que el embrague del ventilador no sólo está ahí para conducir el ventilador del motor, sino para hacerlo de manera eficiente.

Entonces, ¿cómo hace esto?
En pocas palabras, el embrague del ventilador viscoso está formado por dos mitades acopladas entre sí y capaces de girar semiindependientemente una de otra.El lado de entrada está acoplado al motor directamente o mediante una correa y, por lo tanto, gira en relación fija con el motorEl lado de salida está montado en un rodamiento que a su vez está montado en el eje de entrada para permitir que gire a una velocidad diferente a la del lado de entrada.Hay un sello en el eje de entrada que mantiene el conjunto sellado. 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 cantidad de aceite en el espacio de ranuras entre las dos mitades se controla mediante una válvula conectada a un elemento térmico situado en la parte delantera del embrague del ventilador.El aceite se libera de un depósito de almacenamiento incorporado en el conjunto cuando se necesita más aceite y se bombea de nuevo en este depósito cuando se requiere menos aceite en el espacio de trabajoA medida que el elemento térmico se calienta en respuesta al aire más caliente resultante de un aumento de la carga térmica, la válvula permitirá que más aceite fluya hacia el espacio con ranuras entre las dos mitades.Esto aumenta las fuerzas de cizallamiento viscoso (fricción) entre los lados de entrada y salida y, por lo tanto, causa un aumento de la velocidad del lado de salidaPor lo tanto, el ventilador absorbe más aire de refrigeración a través de los intercambiadores de calor, lo que equilibra la capacidad de refrigeración del aire con la carga térmica del sistema.

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.

En un sistema que funcione correctamente, veríamos que cuando se arranca un motor, el embrague del ventilador estará activado exactamente en la misma medida en que estaba cuando se apagó el motor por última vez.Esto significa que incluso si el motor está helado cuando se inicia, el ventilador estaría completamente encendido si el motor funcionara a plena carga térmica cuando se apagó por última vez.Esto se debe a que el volumen de aceite en el espacio con ranuras entre los lados de entrada y salida sigue siendo el mismo que cuando el motor se apagó y el embrague dejó de girar. 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 disengagedEn este punto, el ventilador girará con un par de accionamiento muy pequeño como resultado de las fuerzas de fricción en el rodamiento.el aire que entra a través de los intercambiadores de calor se calentará también, en respuesta a lo cual el elemento térmico situado en la parte delantera del embrague comenzará a abrir progresivamente la válvula que controla el flujo de aceite.Esto hará que el par de accionamiento del sistema aumente progresivamente en equilibrio con la carga térmica en el sistema hasta el punto en que está completamente en movimiento de nuevo.

Una pequeña desviación del patrón anterior se observará cuando se realiza un arranque en frío debido al efecto de la viscosidad del aceite, que es mayor a bajas temperaturas que a temperatura de funcionamiento. 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.

Con lo anterior en mente, ahora es posible determinar si un embrague de ventilador es defectuoso o no. Esencialmente, hay dos formas en que un embrague de ventilador puede fallar.La primera y más obvia es si la pieza ya no está transmitiendo el par de accionamiento requerido necesario para permitir un enfriamiento adecuadoLa otra es si la pieza se "bloquea" y ya no varía el par de accionamiento suministrado en respuesta a los cambios en la carga térmica. 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 whatsoeverAdemás, el segundo modo de fallo también debería hacerse evidente en el aumento del consumo de combustible.

Esto nos lleva a la siguiente pregunta: ¿Cómo probamos lo anterior?La forma correcta de probar un embrague de ventilador viscoso es determinar la cantidad de deslizamiento permitido por el sistema en los diversos puntos de funcionamiento que el sistema pasa durante el calentamiento. 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 upEste ajuste debe mantenerse hasta que el termostato se abra y el líquido de refrigeración del motor comience a circular.Sólo en este punto el aire que está siendo aspirado a través de los intercambiadores de calor delante del ventilador comienza a calentarse y sólo a partir de este punto debe el embrague del ventilador comenzar a volver a activarCuando la temperatura del refrigerante que entra en el radiador alcance la temperatura de funcionamiento máxima, el embrague del ventilador estará completamente encendido.En este punto, el deslizamiento medido en el embrague del ventilador no debe ser superior al 5%.

La forma correcta de determinar el deslizamiento es medir la velocidad del ventilador en relación con la velocidad del motor y dividir la primera por la segunda.Cualquier cosa inferior al 95% se volvería progresivamente más y más problemática ya que un sistema sano debe ser capaz de mantener este nivel de rendimiento. 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 bladesAl mismo tiempo, la temperatura del líquido de refrigeración del motor debe medirse con un termómetro infrarrojo para asegurarse de que la temperatura se encuentra efectivamente a temperatura de funcionamiento al medir el deslizamiento. 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, simplemente porque no es posible diferenciar entre el deslizamiento del 5% y el deslizamiento del 10% o incluso el deslizamiento del 15% en ese caso.un sistema con un deslizamiento del 10% o del 15% en el embrague del ventilador podría tener ya problemas de enfriamiento significativos.