История создания "Борея"

Классическая схема управления электровентилятором системы охлаждения автомобиля (ЭВСО)

Наиболее часто электровентилятором, охлаждающим радиатор системы охлаждения (ЭВСО) двигателя, управляет некая электрическая схема, основным исполнительным элементом которой служит электромеханический выключатель (биметаллический контактный датчик в радиаторе, либо реле, срабатывающее по сигналам блока управления инжекторным двигателем). Включение ЭВСО системы охлаждения происходит при одной, а выключение - при другой (меньшей) температуре. Разница между температурами включения и выключения (гистерезис) обычно составляет порядка 5—7°С.

Подробнее об этом можно почитать в статье журнала "За рулем" 2006/2 "Ремонт вентилятора системы охлаждения. Кипеть или не кипеть?"

Рисунок система охлаждения автомобиля (Таврия), где:

Единственным достоинством такой системы управления ЭВСО является её дешевизна, недостатков же гораздо больше. Среди них:

• наличие эффекта "термокачки" (температура при недостатке естественного обдува, в "пробке", например, постоянно колеблется от точки включения вентилятора радиатора при перегреве двигателя автомобиля до точки его выключения при переохлаждении двигателя автомобиля);
• ударные электрические (токовые) нагрузки на бортовую сеть, особенно существенные для вентиляторов большой мощности.

Практически всех недостатков, присущих системе управления с электровентилятором, лишена система управления с механической вязкостной муфтой (вискомуфтой) вентилятора радиатора автомобиля — элемент, не жестко соединяющий крыльчатку вентилятора системы охлаждения с одним из шкивов двигателя. При повышении температуры двигателя вискомуфта, благодаря специальному наполнителю (вязкость которого зависит от температуры), передает на крыльчатку все больший крутящий момент. Это «золотая середина» в системах охлаждения между крыльчаткой (полностью механическим вентилятором радиатора автомобиля), жестко закрепленной на шкиве двигателя, и электровентилятором.

Ложкой дегтя здесь являются:

• малая долговечность и низкая надежность;
• доминирующая зависимость частоты вращения вентилятора не от температуры двигателя автомобиля, а от его оборотов.

Интеллектуальная система управления электровентилятором системы охлаждения двигателя автомобиля

Цель создания Блока управления электровентилятором системы охлаждения (БУ ЭВСО) «Борей» - объединение достоинств и исключение недостатков традиционных систем охлаждения двигателя путем внедрения принципиально нового алгоритма плавного управления скоростью вращения электровентилятора для стабилизации температуры двигателя автомобиля.

Нам на личных машинах не нравилась тупая работа штатной системы управления электровентилятором - включение электровентилятора на доведенном до перегрева двигателе автомобиля на полную мощность при явственно слышимом раздражающем шуме от вибрации работающего электровентилятора и выключение его после переохлаждения автомобильного двигателя. Например, в "пробках" достаточно включить электровентилятор заранее, всего на 30%, не доводя до перегрева двигатель автомобиля. При этом вибрации работающего электровентилятора не то что не слышны, а даже не ощущаются.

За основу алгоритма управления была взята идея работы вискомуфты, т.е. изменение скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры двигателя.

Вообще, в пробках можно постоянно включать вход кондиционера на БУ ЭВСО и БУ ЭВСО на небольшой мощности будет постоянно продувать подкапотное пространство точно так же, как и вискомуфта.

Для управления скоростью вращения в устройстве используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ), при которой на электровентилятор подается не постоянное напряжение, а импульсное напряжение прямоугольной формы. Увеличение температуры двигателя автомобиля вызывает увеличение длительности импульсов. Чем больше длительность импульсов, тем больше средний ток и выше скорость вращения и текущая охлаждающая мощность вентилятора.

БУ ЭВСО, являясь универсальным контроллером, может управлять не только ЭВСО, но и любым коллекторным электродвигателем с напряжением питания 12-24В при нагрузочных токах порядка 30 А, например, электробензонасосом, вентилятором "печки", интеркулером, электровентилятором охлаждения моторного масла или масла АКПП и т.д. при наличии соответствующей "прошивки".

Благодаря отсутствию "ударного" включения электровентилятора сразу на полную мощность, удалось полностью ликвидировать скачки напряжения и тока бортовой сети, продлевая, тем самым, ресурс аккумуляторной батареи.

Измерение температуры двигателя производится штатным датчиком температуры, расположенным либо на блоке двигателя, либо на термостате, что обеспечивает контроль именно температуры двигателя, а не радиатора.

Желаемая температура стабилизации двигателя автомобиля "программируется" водителем простым нажатием кнопки. Адаптивный алгоритм управления, позволяющий поддерживать температуру в узком диапазоне (1 — 2 °С) для различных типов двигателей, исключает эффект «термокачки», что увеличивает ресурс двигателя внутреннего сгорания.

В процессе эксплуатации устройство не требует технического обслуживания.

Блок управления электровентилятором системы охлаждения «Борей» позволяет:

• стабилизировать температуру двигателя;
• снизить расход топлива;
• увеличить срок службы (ресурс) двигателя автомобиля;
• практически исключить шум от работы вентилятора;
• уменьшить электрическую нагрузку на бортовую сеть автомобиля.

Преимущества:

• простота задания и перестройки температуры стабилизации;
• контроль работы электровентилятора системы охлаждения с помощью запрограммированных тестов;
• контроль рабочих параметров системы охлаждения при запуске двигателя;
• автоматическая защита от перегрузки по току свыше 40 А;
• автоматическая защита от короткого замыкания по току свыше 50 А;
• легкое встраивание в штатную систему охлаждения;
• стабилизация температуры двигателя, а не радиатора;
• высокая надежность;
• резервирование (штатная система охлаждения остается в качестве дублирующей).

Установка БУ ЭВСО.

Подробно об установке блока на различные автомобили читайте на странице установки.

Процедура установки БУ ЭВСО элементарна. Блок управления имеет три жгута - силовой, жгут питания и жгут управления.

Силовой жгут имеет два разъема. От электровентилятора отсоединяется разъем штатной системы и подстыковывается к первому разъему силового жгута. Освободившийся разъем электровентилятора подсоединяется ко второму разъему силового жгута. Перепутать их не получится, они разные.

Жгут питания содержит два провода питания блока управления, которые подключаются к аккумуляторной батарее.

Жгут управления содержит три провода, первый из которых крепится к массе (измерительная масса), второй подключается к штатному датчику температуры двигателя, а третий используется в случае, если автомобиль укомплектован кондиционером.

Процедура установки БУ ЭВСО доступна любому водителю, представляющему где под капотом его автомобиля расположен аккумулятор и электровентилятор. Затраты времени на установку блока не превышают 30 минут.

Более подробно со всеми аспектами работы БУ ЭВСО можно почитать на форуме и в разделе FAQ. Там же расположены и статьи по тематике управления электровентилятором.

"Борей" версия 2010 года.

В версии «Борей» 2010 г многое было сделано для удобства пользователя.
Одна из самых ответственных операций - настройка температуры включения ЭВСО, автоматизирована. Для этого достаточно установить «Борей» параллельно со штатной системой управления ЭВСО, завести мотор и дождаться, пока штатная система сработает 4 раза, и уже на 5 раз запустится тест системы охлаждения от «Борей» с плавным включением ЭВСО до 100%. Дальнейшие включения ЭВСО будут происходить с плавной регулировкой оборотов в зависимости от температуры двигателя. Температура включения ЭВСО устанавливается на 5˚С ниже порога срабатывания штатной системы. Для желающих точнее настроить температуру включения специально сделана дополнительная сервисная функция коррекции установленной температуры включения ЭВСО с малым шагом прямо на заведенном двигателе в паузах между включениями ЭВСО.

Способ установки температуры, который использовался в более ранних версиях, - сохранился, им можно пользоваться, как и прежде. Автоматическая настройка на некоторых типах машин и из-за их особенностей может не состояться - установите температуру срабатывания в ручном режиме.

"Борей" версия 2011 года.

Текущие поставки ведутся с 2011года этой версией. Версии 2010года уже не поставляется.

Алгоритмы работы в версии 2011года не изменились. Изменения:

1. значительно улучшено охлаждение силовых элементов. Соответственно, рекомендуемый предел рабочего тока увеличен с 32А (версия 2010года) до 40А (версия 2011г).

2. механическая кнопка заменена на датчик холла, который активируется ("нажимается") магнитом, входящим в комплект.

3. провода подсоединяются к "Борею" через зажимы-разъемы. Их длина самостоятельно определяется пользователем, исходя из удобства расположения блока. Провод "силовой массы" - единственный, который нельзя ни укорачивать, ни удлиннять, ни увеличивать сечение. "Силовой плюс" возможно выполнять более длинным и сечением 2.5кв.мм (разъем допускает подсоединять провод до 4кв.мм). Провода выделены в отдельный комплект, их можно не заказывать и изготовить самостоятельно.

4. вход с кондиционера и выход на реле электропомпы (или второго электровентилятора) разделены. В версии 2011года - это два разных провода.

Два комплекта проводов для "Борея" версии 2011 года.

Доступны для поставки два комплекта проводов, различающихся типом применяемого разъема вентилятора. Первый тип с российским разъемом хорош тем, что если он не подходит по "пластмассе" к разъему вентилятора, то контакты можно извлечь из пластмассового корпуса и воткнуть по отдельности в разъем вентилятора, учитывая полярность. В автомобилях разных стран применяют разные разъемы, но внутренний тип контакта почти всегда один (размер 6.3мм), в том числе у вентиляторов "Бош" российского производства, а также  "Шеви-Нивы" и "Калины".

Второй комплект проводов с разъемом Packard 12015987 (рисунок справа) подходит по "пластмассе" к большинству импортных вентиляторов, в том числе и вентиляторам "Бош" российского производства, а также к вентиляторам "Шеви-Нивы" и "Калины". Однако разобрать такой разъем уже не получится, контакты внутри специализированные и не подойдут к другому типу разъемов.

1. Паспорт БУ ЭВСО версия 2008 года

2. Паспорт БУ ЭВСО версия 2009 года

3. Паспорт "Борей" версия 2010 года

4. Паспорт с руководством по эксплуатации "Борей" версия 2011 года