Injeção Eletrônica: Ventilador do Radiador

vent1O controle da temperatura do motor é realizado pela ECU, através dos dados de entrada provenientes dos sensores, e dos comandos de saída para seus atuadores. O ventilador do radiador consiste de uma hélice com desenho apropriado para arrefecimento, geralmente feita de plástico moldado por injeção, podendo ser acoplada a um motor elétrico, ou a um sistema de embreagem de fluído viscoso.
Trata-se de um atuador do sistema de injeção eletrônica cuja a função é resfriar de forma forçada a água contida no radiador, para quando esta for liberada para o motor pela válvula termostática, possa arrefecer o motor e mante-lo  na temperatura ideal de funcionamento. Para ativar o ventilador do radiador, a ECU leva em consideração informações como:

  • Temperatura do Motor – Sensor de Temperatura;
  • Velocidade do veículo – Sensor de Velocidade.

Fluxo de ar para o Radiador:

O fluxo de ar para o radiador é o principal fator redutor de temperatura do fluído de arrefecimento quando este se encontra no radiador, tanto a velocidade do ventilador como a velocidade do veículo contribuem para o seu resfriamento. O gerenciamento do funcionamento do ventilador do radiador é necessário por que em determinados momentos de funcionamento do veículo, a ativação do ventilador não é necessária, como em velocidade de cruzeiro ou alta velocidade, onde o fluxo de ar que flui através do radiador é mais que suficiente para arrefecer o fluído contido nele naquele momento; e também durante o funcionamento do veículo depois de um longo período parado, nesse caso a fase de aquecimento do motor está ocorrendo, e embora a válvula termostática esteja fechada, o ventilador também não dispara. No entanto, em baixas velocidades se faz uso da ventilação forçada do radiador, ou seja, quando o fluxo de ar devido a velocidade do veículo não é o bastante para arrefecer o fluído no radiador. A ECU então, ativa o ventilador do radiador, a ventilação é forçada.

Tipos de ventiladores:

  • Ventiladores Elétricos;
  • Ventiladores Guiados.

Ventiladores Elétricos:

Radiador com motor elétrico montado atrás, o ventilador puxa o ar externo forçando este a passar pelo radiador, e então o quente vai para dentro do cofre do motor.

Radiador com motor elétrico montado atrás, o ventilador puxa o ar externo forçando este a passar pelo radiador, e então o quente vai para dentro do cofre do motor.

São geralmente utilizados em veículos leves e de passeio, podem ser acionados pela própria ECU ou por meio de termostatos que acionam o ventilador em temperaturas pré determinadas.
Utilizam motores elétricos CC ou CC sem escovas, que podem chegar até 850W, mas quando em aplicações comerciais ou veículos utilitários podem desenvolver até 30kW.

Ventilador do radiador duplo, elétrico e montado na parte frontal do radiador.

Ventilador do radiador duplo, elétrico e montado na parte frontal do radiador.

Os ventiladores elétricos podem estar montados na frente do radiador, ou atrás do radiador diferenciando a forma de como o fluxo de ar é forçado a passar pelo radiador. Quando montado a frente do radiador, o ar que atravessa a grade dianteira é empurrado pelo ventilador do motor sobre o radiador. Quando o ventilador é montado atrás do radiador, este puxa o ar que está a frente do radiador, que penetra nas aletas do radiador e troca de calor com o fluído de arrefecimento contido no mesmo, sendo jogado para dentro do compartimento do motor.

Ventiladores Guiados:

vent3São ventiladores montados em algum eixo do motor, seja comando de válvulas ou na árvore de manivelas, ou acionados por uma correia V ou Poli V. A principal característica desse ventilador é que a sua velocidade está de acordo com a rotação do motor(RPM). Em motores mais antigos, era comum que o ventilador funcionasse enquanto o motor estivesse funcionando, e claro, a mesma velocidade. Esta configuração apresenta problemas quando o RPM do motor está baixo ou alto demais, ou ventilador por consequência acaba não fornecendo um fluxo adequado de ar para o radiador, ou arrefece em excesso o fluído causando uma queda na eficiência do motor.

Então foi desenvolvido o chamado Ventilador com Acionamento Viscoso, que nada mais é do que um sistema que utiliza embreagem viscosa. Os principais componentes desse sistema são:

  • Disco primário;
  • Disco intermediário;
  • Fluído de serviço(óleo de silicone);
  • Válvula de liberação;
  • Elemento bimetálico.

 

Na embreagem do ventilador, o disco intermediário a divide em duas câmaras, de alimentação e de serviço, dentro da câmara de serviço está o disco primário, que gira conforme a velocidade do motor.
Quando a temperatura do fluído de arrefecimento contido no radiador está baixa, o ar que passa por este chega ao elemento bimetálico, mas devido a baixa temperatura não é suficiente para exercer alguma influência nele. No entanto, quando motor atinge altas temperaturas, a temperatura do fluído de arrefecimento troca de calor com o ar que passa pelo radiador, o ar quente chega ao ventilador do radiador, e entra em contato com o elemento bimetálico; este bimetálico geralmente está disposto em forma de espiral; o contato com o ar quente faz o bimetálico sofrer uma deflexão, e isto causa a ativação de uma válvula.
Esta válvula localiza-se entre as câmaras de alimentação e serviço, ao abrir, a válvula libera o fluxo de fluído de serviço para a câmara de serviço, este fluído altamente viscoso transmite o torque do motor para o disco intermediário, fazendo o ventilador girar. A velocidade de rotação será definida pela quantidade de fluído viscoso liberado, provendo arrefecimento adequado ao regime de trabalho do motor no momento determinado.
O elemento bimetálico interpreta a temperatura que sai do radiator como sendo a temperatura da água contida no radiador, e então a partir disso o ventilador é ativado ou não.

Para ventiladores guiados, também existem embreagens controladas eletronicamente, este sistema funciona de forma bastante semelhante ao mostrado acima, mas sua principal diferença é que a ECU é quem determina quando o ventilador será ativado e qual sua a velocidade. Isso é obtido através das diversas informações que e ECU dispõe sobre o funcionamento do motor e dos diversos mapas de injeção pré estabelecidos em sua memória.
Os ventiladores guiados são geralmente utilizados em aplicações para a linha pesada e em motores de alta performance.

Nota: O sistema de embreagem com acionamento viscoso foi patenteado pela BEHR, e é chamado de VISCO®.

Falhas do ventilador do radiador:

vent6As falhas relacionadas ao ventilador do radiador, muitas vezes não estão diretamente ligadas a ele. Por funciona conforme demanda de informações de sensores, ou ativamento de interruptores, qualquer mau funcionamento do sensor de temperatura ou interruptor pode levar ao não ativamento do ventilador. Consequente os sintomas de superaquecimento logo aparecerão, tais como, empenamento do cabeçote, queima da junta do cabeçote e até a fundição do motor, o que acarretará sua parada total.
Aos ventiladores guiados, uma falha comum é o seu não funcionamento devido a falhas no elemento bimetálico. Esta peça é bastante sensível, ao ponto de que qualquer pancada ou pressão sofrida que venha deforma-la, cause sua inutilização.

 

Auto entusiasta, piloto virtual, técnico em Manutenção e Mecânica Automotiva, estudante de Engenharia Mecânica. Automobilista nato!

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