了解 fan clutch：开/关、双速和变速

信息技术如何运作

开/关风扇离合器根据基本的二进制原理工作–要么完全接合，要么完全分离，因此是市场上最简单的风扇驱动设计。系统由温度信号控制，该信号决定是否需要冷却。

开/关离合器有两种常见的控制输入：

• 双金属传感器控制：
  传统的开/关离合器使用安装在离合器面上的双金属螺旋弹簧，该弹簧会对车底环境温度做出反应。当温度升高时，线圈膨胀并旋转，打开一个阀门，使硅油啮合离合器机构，并以发动机全速转动风扇。
• 电子控制 (EC)：
  在现代应用中，电子控制模块 (ECM) 根据实时发动机数据（通常是冷却液温度、进气温度或空调需求）向电磁阀或空气阀发送信号。与纯机械系统相比，这使得风扇啮合更准确、反应更灵敏。

粉丝参与周期：

1. 分离模式：
   当发动机温度在最佳范围内时，离合器分离，允许风扇以比发动机低得多的速度 “自由转动”。这样可以减少寄生阻力，提高燃油效率，并降低噪音。
2. 启动模式：
   当发动机温度上升超过校准阈值时，离合器启动，锁定风扇并以发动机全速旋转。这将通过散热器和其他热交换器提供最大气流，迅速降低冷却液温度。

一旦实现冷却，温度降低，离合器就会恢复到分离状态，必要时重复这一循环。

为何重要

虽然开/关离合器的精度可能比不上更先进的设计，但其性能可靠、坚固耐用、成本效益高。它们经久耐用，非常适合在持续负载环境或中等气候条件下运行的车辆，例如

• 中型卡车
• 校车
• 多功能车辆
• 某些 Off-Highway 设备

与变速系统相比，它们还更易于维修，故障点更少，这对于优先考虑正常运行时间和简单维护的车队来说是一大优势。

性能考虑因素：

• 燃油效率：中等 – 比直驱风扇有所改进，但效率低于双速或变速系统。
• 降噪：有限–由于风扇在啮合时全速运转，因此会产生明显的风扇轰鸣声。
• 冷却控制：基本型 – 足以满足标准工作循环的要求，但对于冷却需求可变的发动机或对排放敏感的部件来说并不理想。

如何使用

与传统的开/关系统相比，双速风扇离合器可提供更细致的发动机冷却效果。双速风扇离合器不是在完全开启或完全关闭这两种极端状态下工作，而是提供两种不同级别的风扇啮合：低速模式用于部分冷却，高速模式用于完全冷却需求。

这通常是通过一个内部机制来实现的，该机制可以调节硅油的量，或者在气动离合器的情况下控制气压，从而允许风扇以较低的速度（通常为风扇全速的 40-60%）啮合，然后随着温度的进一步升高而升至全速啮合。

控制系统：

• 电子控制：ECU 监控温度、车速、发动机负荷、空调需求和其他数据，以确定是否需要低速或高速冷却。然后，电磁阀或阀门调节气流或流体压力，相应地调整风扇速度。
• 温度触发备份：许多双速风扇离合器还具有内置热超控功能（如双金属线圈），可在电子控制失灵或检测到过热情况时确保完全啮合。

粉丝参与周期：

1. 低速模式：
   当发动机温度升高但并不严重时，离合器会以部分速度接合风扇。这样就有足够的气流来维持热平衡而不会过冷，同时还能降低风扇噪音和节约能源。
2. 高速模式：
   当需求增加时，例如在上坡行驶、重载或环境温度较高时，离合器会切换到全速啮合，提供最大气流以保护发动机和辅助系统。

为何重要

双速风扇离合器提供了介于On/Off 设计的简便性和变速驱动器的精确性之间的中间方案。双速风扇离合器减少了不必要的风扇全速运转，从而节省了燃料并降低了排放，同时还能确保在重负载情况下保持强劲的冷却效果。

典型的应用包括

• 垃圾和回收卡车
• 频繁走走停停的公共汽车
• 重型职业卡车
• 工作量波动较大的建筑和采矿设备

性能考虑因素：

• 燃油效率：改进：减少高速风扇啮合，降低发动机的寄生负载。
• 降噪：适度 – 与开/关系统相比，风扇噪音较小，尤其是在低速模式下。
• 冷却控制：增强型 – 在更广泛的工作条件下具有更好的温度稳定性。

如何使用

变速风扇离合器代表了发动机冷却领域最先进的技术。这些系统可根据各种发动机和车辆参数持续实时调节风扇转速。它们不是在不连续的步骤之间循环，而是平滑、精确地调节风扇速度，以满足冷却需求。

这种动态控制通常是通过

• 来自 ECM 的脉宽调制 (PWM) 信号
• 比例空气压力调节器
• 智能执行器可解读温度、发动机负荷、车速和空调压缩机的活动情况

变速离合器只按需要的速度转动风扇，提供恰到好处的气流，不多也不少。

粉丝参与周期：

1. 低速至中速范围：
   在 cooling 或适度条件下，风扇可以以全速的一小部分（低至 10-30%）旋转，从而最大限度地减少对发动机的阻力，降低油耗和噪音。
2. 高速响应：
   当热负荷增加时，风扇平稳升速，不会出现突然跳变，以提供更大的气流并保持稳定的冷却液温度。与阶跃变化系统不同，这种持续啮合可确保更稳定的工作温度，这对于 EGR 和 SCR 等排放控制系统尤为重要。

为何重要

变速风扇离合器对于当今高效、低排放的动力系统至关重要。它们支持

• 最大限度减少寄生损耗，从而节省燃料
• 更严格的温度控制，有助于发动机在最佳性能和排放区域内运行
• 运行更安静，啮合更顺畅，提高了驾驶舒适性

理想用途

• 长途和地区运输卡车
• 公交车和汽车
• 在极端气候或高海拔地区运行的设备
• 任何需要严格热控制或排放法规（EPA、CARB、EU）的应用场合

性能考虑因素：

• 燃油效率：最高 – 只使用必要的风扇转速。
• 降噪：出色 – 运行更流畅，大大降低了与风扇有关的噪音。
• 冷却控制：最佳 – 微调、实时调制提供无与伦比的热管理。