Wentylator elektryczny w ZJ-cie – jak i dlaczego?

Od samego początku produkcji Jeep Grand Cherokee I (ZJ/ZG) miał mechaniczny wentylator do wymuszenia obiegu powietrza przez chłodnice. Wentylator osadzony jest na pompie wody przez sprzęgło wiskotyczne. Jak łatwo wywnioskować, obroty wentylatora zależne są od obrotów silnika i stopnia spięcia sprzęgła. Jeżeli sprzęgło nie jest już w najlepszej kondycji lub temperatura zewnętrzna jest bardzo wysoka, to na wolnych obrotach robi się problem z wydajnością chłodzenia. Pierwszym objawem jest to, że klimatyzacja przy zatrzymanym aucie przestaje chłodzić, a później dochodzi przegrzewanie się silnika.

Chrysler pod koniec produkcji tego modelu (prawdopodobnie w 1997), wiedząc o problemach z chłodzeniem w wysokich temperaturach, dodał elektryczny wentylator zamiast mechanicznego w opcjonalnym pakiecie zwanym 'MAX COOLING’. Z tego co się natknąłem po forach, to chyba tylko egzemplarze przeznaczone do Afryki były w to wyposażane, a liczba egzemplarzy z tym wyposażeniem była na tyle mała, że współcześnie chyba nikt nie widział tego zamontowanego fabrycznie. Natomiast w niektórych autach od 1997 jest już instalacja elektryczna fabrycznie do tego przystosowana i w skrzynce bezpiecznikowej jest bezpiecznik 60A od wentylatora, a za skrzynką (patrząc od przodu samochodu) można znaleźć kostkę do podłączenia reszty instalacji.

W 1998 pojawiła się wersja silnikowa 5.9, która fabrycznie była wyposażona w elektryczny wentylator, natomiast dla jeszcze lepszego polepszenia chłodzenia został zmieniony grill (większe otwory) oraz dodano wyloty gorącego powietrza na masce.

Jak to działa

Fabrycznie montowany był dwubiegowy wentylator – w zależności czy podamy napięcie na wejście Hi czy Lo, to kręci się on szybciej lub wolniej.

Sterowanie wentylatorem odbywa się przy pomocy:

• czujnika temperatury na górnym wężu od chłodnicy
• czujnika temperatury na dolnym wężu od chłodnicy
• czujnika ciśnienia klimatyzacji
• trzech przekaźników

Algorytm działania:

• jeżeli temperatura płynu chłodzącego na wyjściu z silnika jest mniejsza niż 101 ^oC (górny czujnik):
  • i klimatyzacja jest wyłączona, to wentylator nie działa
  • i klimatyzacja jest włączona, to wentylator działa na niskim biegu
• jeżeli temperatura płynu na górnym czujniku przekracza 101 ^oC, ale na dolnym jest poniżej 104^oC, to załączany jest niski bieg wentylatora
• jeżeli temperatura na dolnym czujniku (wyjście z chłodnicy) przekracza 104 ^oC, to załączany jest wysoki bieg

Wady i zalety

Tak, to rozwiązanie ma też wady, więc zanim radośnie przystąpimy do wyrzucenia oryginalnego wentylatora, to warto poznać pełny obraz zamiany na elektryka.

Zalety

• duża wydajność chłodzenia niezależnie od prędkości z jaką się poruszamy
• nie ma problemu z klimatyzacją podczas stania w korku
• możliwość wyłączenia wentylatora w zimie – silnik szybciej się nagrzeje i jeżeli nie jeździmy po górach czy stoimy dłużej w korku, to może on być cały czas wyłączony
• możliwość wyłączenia wentylatora podczas brodzenia – nie będziemy mieli zachlapanej błotem całej komory silnika
• jeżeli użyjemy używanych części, to przeróbka jest tania (za wentylator+przekaźnik dałem poniżej 100 zł z przesyłką)
• w moim subiektywnym odczuciu silnik dostaje kilka koni gratis, również szybciej wkręca się obroty
• jest ciszej niż z wiskozą, nawet jak wentylator działa

Wady

• ingerujemy w oryginalność auta – jeżeli traktujesz ZJ-ta jako youngtimera czy prawie zabytek, to lepiej kupić po prostu nowe sprzęgło wiskotyczne
• trzeba mieć wydajny alternator i sprawną instalację elektryczną, bo wentylator potrafi pobierać 25A na wysokim biegu – trzeba sprawdzić jaki alternator jest zamontowany, bo były montowane od 90A do 135A
• jeżeli chcielibyśmy wykonać przeróbkę przy pomocy oryginalnych części od 5.9, to będzie problem – dostępność tego jest bliska zeru, a ceny z kosmosu
• samemu trzeba wykombinować jakiś termostat, zawłaszcza problematyczne będzie wymuszenie działania wentylatora przy włączonej klimatyzacji (5.9/MAX COOLING ma dodatkowy czujnik ciśnienia klimatyzacji)
• elektryczny wentylator ma mniejszą średnicę niż mechaniczny a przez to jest gorsza wentylacja pod maską, bez zrobienia wylotów gorącego powietrza w masce, to pod nią robi się piekarnik – wpływa to negatywnie na żywotność akumulatora, dodatkowo jeżeli filtr powietrza został przerobiony na filtr stożkowy bez dodatkowego doprowadzenia powietrza z zewnątrz, to stracimy też na mocy zasysając gorące powietrze z pod maski

Przeróbka na elektryka w Europie

Jest dużo opisów przeróbek na elektryka w internecie, natomiast są to w większości opisy ludzi z Ameryki. Popularny tam wentylator od Forda Taurusa w Europie jest nie do dostania, inne pasujące również. Na szczęście w EU też coś można znaleźć 🙂

Tak wygląda oryginalny wentylator od 5.9 – warto zwrócić uwagę na klapki, które się otwierają jak jedziemy szybciej, żeby przepuścić więcej powietrza niż jest w stanie przejść przez sam wentylator:

A tak wygląda wentylator od Volvo:

Czyli potrzeba wentylator od Volvo V70/S70 od silinika 2.4T z rocznika ok. 1999 (pierwszej generacji) bez sterowania elektronicznego, z dwubiegowym silnikiem jak oryginalnie w Jeepie. W wersjach z turbo wentylator ma w osłonie klapki tak jak w 5.9. Na szerokość ten wentylator jest prawie idealny, na wysokość brakuje kilku centymetrów, więc nie cała chłodnica jest pokryta.

Wentylator ten pobiera 12.5A na niskim biegu (~180W) i 25A na wysokim (~360W).

Tak wygląda od drugiej strony:

Do kompletu najlepiej jest od razu dokupić przekaźnik do sterowania wentylatorem od tego samego auta. W ten sposób zdobędziemy porządne przekaźniki oraz zaoszczędzimy sobie kombinacji z wtyczką od wentylatora, bo wpina się ją bezpośrednio w moduł przekaźników. Warto jednak nabyć przekaźnik razem z wtyczkami, bo później może być problem z dopasowaniem reszty podłączeń.

Właściwa przeróbka

Zdemontować oryginalny wentylator z wiskozą

Ten temat warto rozpoznać zanim przystąpimy do pracy, bo to może być jedyna rzecz z jaką sobie nie poradzimy na parkingu pod blokiem. W czym problem (przynajmniej w 5.2):

• wiskoza jest nakręcona na oś pompy wody dosyć mocno
• do odkręcenia potrzeba klucza 32
• oś pompy trzeba zablokować (przydaje się specjalne narządzie, klucz do filtrów z paskiem lub śruby i mocny/długi śrubokręt)
• najlepiej odkręcać to unikając/minimalizując uderzanie w klucz, bo można zniszczyć łożyska w pompie wody
• trzeba pamiętać, że całość jest na tyle ciasno spasowana, że nie da się osobno zdemontować osłony wentylatora (chociaż podobno niektórym się to udaje) bez wyciągnięcia jednocześnie wentylatora (i na odwrót)

Dlatego polecam do tej operacji wizytę u swojego ulubionego mechanika.

Powinno to zaowocować takim widokiem:

Adaptacja wentylatora z Volvo

Przeróbka nie jest plug&play. Wymaga trochę ciecia, wiercenia i inwencji.

Najpierw trzeba odciąć całą górną część prawie na równi z bokami (patrz opis dalej):

Uwaga: należy górne cięcie zrobić bliżej mocowań (bardziej do przodu samochodu), bo zrobienie tak jak jest na poniższym zdjęciu poskutkuje szparą pomiędzy obudową wentylatora a chłodnicą (tak, tu zrobiłem źle). Przy okazji będzie też trochę więcej 'mięsa’ do zamocowania kątowników:

Odcinamy też wystający rant od strony kierowcy. Po tym przymierzamy i patrzymy gdzie trzeba wyciąć dziurę, żeby obudowa się zmieściła między przekładnią kierowniczą a chłodnicą:

Do zamocowania obudowy potrzeba 2 kątowniki (do dostania w pobliskim sklepie z żelastwem) i czegoś do ich zamocowania. Ja użyłem nitów z marketowego zestawu z nitownicą + podkładki, żeby zwiększyć trochę powierzchnię styku z plastikiem. Kątowniki trzeba przyciąć i nawiercić nowe otwory pod nity. Od strony mocowania do pasa przedniego jedna dziura kątownika pasowała mi idealnie, na drugim zaczepie trzeba było wywiercić nowy otwór.

Jeżeli już wszystko pasuje, to trzeba pozatykać zbędne otwory: ten od rury i w miarę możliwości ten, który został wycięty pod przekładnie kierowniczą. Ja użyłem jakiegoś miękkiego arkusza tworzywa, które dało się ciąć nożyczkami, ale jednocześnie jest dosyć sztywne. Nie ma się co bawić w specjalne uszczelnianie, bo dziur i tak na około jest sporo. Tworzywo przymocowałem również na nity.

Przy okazji zatykania dziury po rurze można przymocować przekaźnik (na trytytki):

U mnie po zamocowaniu na górnych mocowaniach całość trzymała się bardzo dobrze przylegając do chłodnicy bez luzu i całkiem sztywno. Dół jest też przytrzymywany od strony kierowcy przez przekładnię kierowniczą, ale trzeba pamiętać, że osłona nie sięga do oryginalnych dolnych mocowań. Teoretycznie takie mocowanie by wystarczyło, ale lepiej również zamocować całość od dołu też od strony pasażera. Najlepiej byłoby chyba zrobić dolne mocowanie z płaskowników, ale ja zrobiłem inaczej.

Do osłony przykleiłem i przynitowałem jedną część rzepa:

Przez dolne 'ucho’  przewlekłem taśmę z rzepem, którą po naciągnięciu przykleja się do rzepa na osłonie:

I tak to wygląda po zamocowaniu i przyklejeniu rzepa:

Całość gotowa do zamocowania:

Po zamontowaniu:

Mimo, że na pierwszy rzut oka wydaje się, że jest całkiem dużo miejsca, to jednak odstęp między wentylatorem a kołem pasowym napędzającym pompę wody jest bardzo niewielki:

Elektryka

Tu pewnie jest sporo możliwości zbudowania lub zakupu termostatu. Należy jednak pamiętać o bezwarunkowym włączeniu wentylatora jak klimatyzacja jest włączona. Można to też rozwiązać tak, że wentylator od Volvo podpiąć tylko pod termostat, natomiast na potrzeby klimy od przodu dołożyć jeszcze jeden mały (12″) wentylator załączony na stałe.

Ja na razie zrobiłem prowizorkę czyli sterowanie całkowicie ręczne z kabiny.

• +12V do zasilania przekaźnika wziąłem z dedykowanej kostki do obwodu wentylatora (akurat mam ’97 z taką elektryką jak opisywałem na początku) zabezpieczonej w PDC bezpiecznikiem 60A (lepiej zmienić od razu na 40A). To zasilanie przewodem 6 mm² jest podane na styk plusowy przekaźnika Volvo.
  
• masa wentylatora połączona jest przewodem 6 mm² bezpośrednio do punktu masowego na błotniku przy akumulatorze
• w ramce na radio mam zamontowany przełącznik trójpozycyjny, styki I i II są podłączone do sterowania przekaźnika Volvo przy wentylatorze. Środkowy styk podłączony jest przez dodatkowy przekaźnik do masy. Styki sterujące tego dodatkowego przekaźnika są zasilanie po stacyjce, więc przekaźnik zwiera środkowy styk przełącznika do masy tylko jak silnik działa.
  
• mogłoby się wydawać, że ręczny przełącznik, to duży problem, ale jak uświadomimy sobie, że  w tym aucie klimatyzacja chodzi praktycznie przez cały rok (w zimie do osuszania powietrza na szybę), to wychodzi że 99% czasu jeździ się po prostu na włączonym niskim biegu wentylatora. Oczywiście trzeba pilnować wskazówki, ale potrzeba załączenia wysokiego biegu może się pojawić dopiero w duże upały w korku (przy 38 ^oC na zewnątrz musiałem włączyć wysoki bieg po ok. pół godziny wolnego jeżdżenia/stania po mieście jak temperatura silnika doszła do 104 ^oC).
• oczywiście prowizorki są najbardziej trwałe, więc jeżdżę tak już 4 lata 😀

Najlepiej zrobić do tego porządne sterowanie, ale to już inna historia 🙂