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    發動機散熱風扇的幾個階段

    發表時間:2021/4/20 10:33:37
      隨著卡車技術的不斷發展,柴油機散熱系統也更加低功耗和智能,一套先進的發動機熱管理系統能最大化的使發動機在不同工況下都處于最佳工作溫度區間,同時提高了發動機內部燃燒的熱效率達到節油的目的。
      發動機散熱風扇的變革可以歸納為以下三個階段:
      1簡單粗暴的機械直連式風扇;2機械調節硅油離合器風扇;3先進可控的電控硅油離合器風扇和電磁離合器風扇。
      下面帶大家從結構上了解這幾種不同類型的風扇的工作原理。
      1、機械直連式散熱風扇
      機械直連式風扇是早期柴油機普遍搭載的一種風扇即使目前一些高性價比機型上也能夠看到,其使用曲軸帶動皮帶去直接驅動風扇。
      發動機轉速是多少風扇轉速就是多少(忽略皮帶傳動比),這種風扇結構簡單,制造成本低同時可靠性好,只要皮帶不出現斷裂等情況風扇一般情況不會損壞。但機械直連式風扇的缺點也是顯而易見的。
      比如在氣溫較低的冬天,由于車輛行駛時有大量寒冷的迎面風吹過散熱器,熱交換效果明顯,發動機冷卻液經常處于較低的溫度,此時風扇繼續工作就變得毫無意義了。
      不但需要消耗掉發動機功率并且加速了散熱效果,使冷卻液溫度很難上升至發動機高效工作所需的理想溫度導致油耗惡化,磨損加劇。
      相反在高溫天氣,發動機處于低速大負荷工況時,冷卻液的溫度容易上升至較高,此時風扇應高速旋轉以增加通風量,提高散熱器的散熱能力。
      據相關試驗證明,保證發動機正常運轉風扇只需25%的時間工作,冬季則時間更短。所以一套能夠根據發動機的熱負荷隨時調節冷卻強度的風扇對柴油機高效運轉十分重要。
      2、硅油離合器風扇
      硅油離合器風扇分為機械調節和電控調節兩種不同形式,這兩種不同的調節方式工作原理完全相同只不過是決定風扇離合器分離和結合的控制原理不同。
      硅油風扇以硅油為傳動介質,工作時通過高粘度的硅油來傳遞扭矩。機械控制硅油離合器風扇通過安裝在外部的感溫金屬條變形來控制硅油是否進入工作腔并連接主動輪與從動輪使風扇旋轉。
      硅油風扇離合器前蓋與從動板之間的空間為貯油腔,高粘度的硅油就儲存在此。前蓋上安裝有螺旋形的金屬感溫片,當發動機冷卻液溫度上升時吹過散熱器的風溫度上升使金屬感溫器發送形變。
      感溫金屬片與貯油腔閥門相連,變形后將貯油腔閥門打開,硅油由此流入主動板和從動板之間的空腔,這時高粘度的硅油會傳遞由主動板過來的轉矩至從動板并帶動風扇開始高速旋轉增加冷卻器散熱量。
      當冷卻液溫度降低后感溫金屬片由于彈性恢復原狀并關閉貯油腔閥門,硅油無法繼續流出,而已經流出的硅油由于高速旋轉時的離心力被甩至邊緣后經小孔流回貯油腔。
      主動板與從動板之間沒有硅油傳遞動力將分開運轉,散熱風扇也停止旋轉降低冷卻器散熱效果使冷卻液快速上升至發動機理想工作溫度。
      類似于上述硅油離合器風扇工作原理,電控硅油風扇離合器則是由電磁線圈取代感溫金屬片。發動機運轉時ECU通過實時監測轉速、水溫、中冷器后氣溫、風扇的轉速等信息綜合判斷,并根據內部程序計算此時最佳的風扇工作轉速。
      最終通過控制風扇離合器電磁線圈的電流大小來調節產生磁場的強弱。貯油腔的閥門由與磁力作用將實現不同開度的閉合,以此來控制硅油流入量的大小并實現對風扇轉速的無機調速。
      由此可以看出電控硅油離合器風扇通過ECU控制硅油流向來取代之前的感溫金屬片控制,并可以實現連續可調的控制。電控硅油離合器風扇的優點為:反應迅速、轉速無極調節、散熱器與風扇安裝位置不受限并且節能效果更好。
      3、電磁離合器風扇
      電磁離合器風扇的控制則是由電磁線圈產生的磁力直接吸合摩擦片來實現動力的傳遞與中斷。通常電磁離合風扇中配備有兩組大小不同的線圈可以由ECU分別控制電流通斷產生兩種磁力來吸合摩擦片,這樣可以實現風扇轉速的兩級調節。
      對于電磁離合器在線束上通常裝有備用螺釘,風扇在發生失效后可以應急將備用螺釘裝入離合器圓周上的鎖銷孔中鎖死離合器從而車輛可以暫時應急行駛。但備用螺釘僅能用來應急使用,螺釘無法承受風扇長時間大功率運轉,有維修條件后應及時維修。
      綜合上面幾種風扇來看,電控硅油離合器風扇的優勢最明顯。其能夠實現對風扇轉速的無機調節,從而達到對散熱效果的精準控制,使發動機更大程度的處于最佳工作效率區間。機械硅油離合器風扇和電磁離合器風扇僅能實現對風扇轉速的有級調節,但其成本優勢則更加明顯。

     

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