Detalhes do ventilador do sistema de arrefecimento dos motores de combustão interna automotivos

O controle da temperatura do motor é realizado pela PCM, 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 mantê-lo  na temperatura ideal de funcionamento. Para o resfriamento do fluido de arrefecimento, a PCM 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 após 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 fluido no radiador. A PCM então, ativa o ventilador do radiador, a ventilação é forçada.

Tipos de ventiladores

  • Ventiladores elétricos;
  • Ventiladores guiados.

Ventiladores Elétricos

São geralmente utilizados em veículos leves e de passeio, podem ser acionados pela própria PCM 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.

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 contido no radiador, sendo jogado para dentro do compartimento do motor.

Ventiladores Guiados

São ventiladores montados diretamente em algum eixo do motor, seja comando de válvulas ou na árvore de manivelas. A principal característica deste 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 constantemente enquanto o motor estivesse funcionando, e claro, a mesma velocidade. Esta configuração apresenta problemas principalmente quando o RPM do motor está baixo, o ventilador por consequência, não fornece o fluxo adequado de ar para o radiador.

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;
  • 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 fluido de serviço para a câmara de serviço, este fluido altamente viscoso transmite o torque do motor para o disco intermediário, fazendo o ventilador girar na mesma velocidade que o motor e provendo arrefecimento adequado ao mesmo.

O elemento bimetálico interpreta a temperatura que sai do radiador 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 PCM que determina quando o ventilador será ativado e qual sua a velocidade do mesmo. Isso é obtido através das diversas informações que a PCM dispõe sobre o funcionamento do motor, 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.