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NO°／37周 Wednesday，September 6th，2017 共轨导读  发动机风扇是冷却系统的重要部件，当风扇出现问题时，可能会导致发动机出现高温、限扭、熄火等症状。市场上发动机风扇的种类众多，给维修师傅造成了很大的困扰。今天，小轨就带大家走进种类繁多的发动机风扇。  风扇的作用及分类  发动机冷却风扇的功用是增强流经散热器的空气流速和流量，以提高散热器的散热效果。风扇作为发动机冷却系统中的一个重要部件，其工作的好坏不但直接影响到散热器的散热效率，而且影响到发动机的正常使用和可靠性。发动机风扇按照驱动方式可以分为：机械式驱动风扇、液压式驱动风扇、硅油离合器风扇、电磁恒温风扇。 1、机械驱动风扇 机械式驱动风扇一般安装在发动机前端，这类风扇的直径和转速通常是按照最大热负荷工况来设计的，通过散热器芯的风量决定了发动机的散热能力。因此，发动机一旦选型确定，风扇将按发动机转速以定传动比驱动。这虽然能满足发动机在极端工况下的热平衡，但在常用的工况下，冷却装置的散热能力偏大，引起过度冷却。  1.1）工作原理 此类风扇结构简单，由多楔带(或法兰盘)为风扇提供动力，风扇转速和发动机转速程线性关系。风扇的设计方式导致低速重载时，散热能力不足；而在高速低负荷时，冷却过度；并且，会导致发动机起动阻力大，预热时间长，噪音突出，能耗高（一般站到发动机有效功的10%）。 1.2）故障点检修 此类风扇的主要故障点为风扇叶轮损坏、风扇轴承损坏、风扇胶带断裂、涨紧轮轴承损坏和胶带涨紧轮支承座断裂。 2、液压式风扇 出于节能和降噪的综合需要，现在工程车辆会采用的容积式液压驱动冷却风扇，由发动机分动箱独立驱动柱塞式液压泵，在通过液压马达驱动冷却风扇，这类风扇叫做液压式风扇，如图3。  2.1）工作原理 风扇在工作过程中，通过温度传感器实时检测散热器中的水温、液压油温以及发动机机体内的空气温度信号，并按照上述优先级顺序，当实测温度超过控制器设定温度时，通过自动调节斜盘控制油缸的电磁阀输入电流比例来控制风扇液压泵的排量，从而实现冷却风扇对系统温度的实时监测及风扇转速的自控调节，以保证良好的散热性能。 液压驱动式冷却风扇对应的发动机起动力矩小，转速稳定性好；同时这种驱动方式能够根据散热系统的实时温度来自同调节风扇转速，显著的改善了发动机不同负荷工况下冷却系统的散热性能，这样不仅提高了发动机能量利用率，达到节能的目的，同时也可以有效的也可以有效的降低风扇的运转噪声。此外，对于液压驱动式冷却风扇，只要提高冷却风扇驱动系统的容积效率和机械效率，也将有利于风扇功耗和噪声的降低。 2.2）故障点检修 此类风扇故障主要检查电力路和液力路，这里就不做过多讲解了。 3、硅油离合器风扇 与普通的风扇相比，离合器风扇在皮带轮和扇叶轮毂间加装了风扇离合器，通过离合器的分离、接合来调整风扇的工作状态。这样不但保证了发动机的正常工作温度，而且减少了发动机的功率损失，降低了燃油消耗。常见的离合器风扇由电磁硅油离合器风扇和硅油离合器风扇。 3.1）硅油离合器风扇  3.1.1工作原理： (2) 当发动机负荷增加时，冷却液和通过散热器的气流温度随之升高，感温器受热变形而带动阀片轴及阀片转动。当流经感温器的气流温度超过338K（６５℃）时，进油孔被完全打开，于是硅油从贮油腔进入工作腔。硅油十分粘稠，主动板即可利用硅油的粘性带动壳体和风扇转动。此时风扇离合器处于接合状态，风扇转速迅速提高。为不使工作腔中的硅油温度过高，粘度下降，使硅油在壳体内不断循环。 由于主动板转速高于从动板，因此受离心力作用从主动板甩向工作腔外缘的油液压力比贮油腔外缘的油压力高，油液从工作腔经回油孔Ｂ流向贮油腔，而贮油腔又经进油孔Ａ及时向工作腔补充油液。为使硅油从工作腔流回贮油腔的速度加快，缩短风扇脱开时间，在从动板８的回油孔Ｂ旁，有一个刮油突起部深入工作枪缝隙内，使回油孔一侧压力增高，回油加快。  (3) 当发动机负荷减小，流经感温器的气体温度低于308K（３５℃）时，感温器恢复原状，阀片将进油孔关闭，工作腔中油液继续从回油孔流回贮油腔，直至甩空为止。风扇离合器又回到分离状态。 3.1.2故障点检修： （1） 双金属片感温圈损坏。当双金属片感温圈损坏后，硅油风扇离合器就不能随散热器后方空气温度的变化而分离和结合，而是始终处于分离状态，造成发动机温度过高。 （2） 硅油泄露，硅油是风扇离合器的传动介质，当硅油泄露到一定程度后，动力传递效果失效，应将其送修或更换。 （3） 确定硅油离合器失效是的紧急应对办法： a.将双金属片感温圈拆除，转动销轴使阀片开启，将进油口置于常开状态。 b.拆开硅油离合器，在盖体和主动盘之间线槽添加填充物，使得他们可以共同转动。 3.2电控式硅油离合器风扇  电控硅油风扇取消了螺旋形双金属感温片，使用电磁线圈来控制硅油的进入工作腔，其他原理和硅油风扇基本相同。  3.2.1工作原理 下面我们将以欧曼GTL（配备ISME4发动机）为例来讲解电控硅油风扇。由于风扇同时为散热器和空调冷凝器散热，因此风扇受水温和空调双重控制。  （1）水温控制 水温传感器为ECM提供水温信号。当水温拆过90℃时，ECM为电控硅油风扇离合器线圈断电，风扇离合器接通，风扇全速运转。 （2）手控风扇 在空调打开（即按下A/C开关）的前提下，如果把空调强冷开关接通，空调强冷继电器线圈通电，继电器触点断开（RL-K5是个常闭触点继电器），OEM/17针脚因与OEM/34针脚（开关打铁）断开，电位由低变高。ECM依据此电位变化，确认请求风扇工作，ECM为电控硅油风扇离合器线圈断电，风扇离合器接通，风扇全速运转。手控接合风扇，空调强冷开关上的工作指示灯会点亮。 （3）中压开关控制 中压开关装在空调管路上，有空调系统压力促动。空调中压开关是个常闭开关，常态条件下是闭合的。在空调系统打开的情况下，如果系统压力超过1.77MPa，空调压力断开，OEM/17针脚因与OEM/34号针脚（开关搭铁）断开，电位由低变高。ECM依据此点位变化，确认请求风扇工作，ECM为电控硅油风扇离合器线圈断电，风扇离合器接通，风扇全速运转。 以上任意条件满足，风扇均直连。当以上条件均不满足时，风扇离合器分离，风扇随动（即靠摩擦力低速运转）。 3.2.3故障点维修 离合器功能失效占大多数，风扇脱离不开，风扇一直同发动机同步转或一直怠速运转。这时主要检查空调开关相关线束是否短接或虚接，风扇电磁线圈是否损坏，空调继电器是否工作。 4、电磁恒温风扇 电磁风扇离合器作为一种能够显著提高发动机性能和寿命的节能环保产品，具有传递扭矩大，全啮合状态无滑差，风扇分离，吸合迅速、缩短发动机的预热时间，减少传递热损失等优点。同时能够适应海拔环境。 4.1工作原理 对于三速风扇离合器从结构上可以分为三个模块，如图所示。每个模块根据结构连接关系实现不同的转速，三个模块代表三个基本的功能单元，其中驱动模块通过驱动轴及转动盘提供驱动动力并实现一速功能，二、三速模块分别实现风扇二、三速功能。每个模块内部部件采用刚性连接来形成一个整体。电磁风扇离合器根据应用配套的领域特点不同，在结构上有很大的不同。 电磁风扇离合器根据发动机水温，通过设定好的控制信号控制各速电路的通断，执行不同的吸合动作来达到风扇不同的转速。 在车辆运行过程中，当水温未达到80℃（根据不同的发动机定义）时，离合器Ⅰ、Ⅱ不工作，此时传动盘空转，风扇在轴承摩擦力作用下处于一速工作状态：当水温升至80℃左右时，ECU控制离合器Ⅰ的电磁线圈产生磁场吸力，将风扇吸合盘吸牢在传动盘上，开始处于二速状态工作，风扇转速一般为输入转速的50—60%。 当水温继续上升到88℃时，ECU控制离合器Ⅱ的电磁线圈产生磁场吸力，将风扇大、小吸合盘完全吸合，此时风扇处于三速工作状态，转速与输入转速相同。当水温降低至76℃时，离合器Ⅱ断开，电路切断，风扇又处于二速状态运转；当水温继续降低到71℃时，离合器Ⅰ断开，电路切断，风扇离合器磁力消失，小吸合盘在弹片作用下与传动盘分离，风扇处于一速工作状态。 电磁风扇工作同时也收到空调开关的控制，具体的工作逻辑可以参考电控硅油风扇的工作，在这里就不做赘述了。 4.2故障点检修 当遇到电磁风扇不转时，首先检查电磁恒温风扇外观是否有损或线束是否断裂，若无此现象，在检查开关接头处是否连接牢固，是否有线束虚接、短路或保险是否完好；再用手转动恒温风扇（风扇叶），观察是否有异响或卡滞现象。 若在行驶途中水温高且电磁风扇不转，可将车上的应急锁紧螺栓卸下，用手转动风扇，目测锁紧片孔与转动盘螺孔对正，分别将三个螺栓拧上固定，即可行驶。
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