汽车风扇离合器应用趋势分析
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２００６．
冷却风扇驱动方式 发展过程
刘正耀。１９６３年 ２月生。男。籍贯湖北 武穴人。任职大冶有 色机电修造有限公司 工程师．从事汽车风 扇离合器设计试验研 究，曾获武汉科技创 新一等奖
汽车发动机冷却系统的风扇控制，决定 着发动机运转温度的稳定性。众所周知，柴油 发动机最佳Ｔ作温度通常在摄氏８５～９５度之 间。为保证发动机在最佳工作温度下工作， 通常采用调节发动机冷却风扇转速来控制冷 却强度，伴随着汽车发动机的技术发展，发 动机热管理系统中冷却风扇的驱动也经历了 不小的变革，归纳起来冷却风扇的驱动方式
１９９．
逐步得到应用和推广。 气动风扇离合器因受气源的制约，应用受限。 适用于大型工程机械冷却系统应用。 随着排放标准要求越来越严，发动机技术越 来越先进。电控硅油风扇离合器、电磁风扇离合 器以其响应快速，控制精准科学等优点，将是国 Ⅳ重卡、大型客车、工程机械冷却系统的首选， 并逐步得到推广。 磁流变液风扇离合器，通过控制磁场的强度 来改变液体粘度进而控制传递的剪切扭矩【３ｌ。类 似于现有的电控硅油风扇离合器，其结构更简单、 调速过程更易于控制、调速范围宽广，可靠性高， 将是未来风扇离合器又一新品种，其应用前景非 常广阔。
图
风扇离合器
类型及简介
主轴直连；完全啮合时有滑差；可通过发动机冷 却水真实温度直接控制，控制精准更科学［２１。 适用范围：各种车辆。 （５）磁流变液风扇离合器 磁流变液风扇离合器是利用磁流变液新型智 能材料川特性，通过控制磁场的强度大小来控制 传递的剪切扭矩的大小。 特点：结构简单．重量轻，成本高；与发动 机电控单元ＥＣＵ结合，可实现无级调速；柔性传 动，传动平稳；具有减振作用，可直接与发动机 主轴直连；完全啮合时有滑差；可通过发动机冷 却水真实温度直接控制，控制精准更科学。 这是一种新型风扇离合器，暂无商品化产品。
汽车工业研究・月刊２０１４年第７期５５
万方数据
圈墨【夏
广。由于硅油风扇离合器利用热敏双金属感温器 感知散热器后面的空气温度控制风扇离合器啮合 与分离，而非发动机冷却水真实温度控制，有一 定误差，易造成非故障性失效。这给硅油风扇离 合器普及应用带来一定影响。 为了克服硅油风扇离合器非故障性失效问题， 北京公交、陕汽先后选装了电磁风扇离合器，电 磁风扇离合器可直接通过发动机冷却水真实温度 以电信号形式控制离合器啮合和分离；或由发动 机ＥＣＵ采集发动机冷却水真实温度通过计算发出 指令控制。虽然电磁风扇离合器控制科学、精准， 节能效果显著，但电磁风扇离合器重量重，啮合 时冲击大，不适合与发动机主轴直联，需第三轴 安装，这给汽车布局设计安装带来了不便；且电 磁风扇离合器只能实现两级调速或三级调速，由 于啮合时电磁力锁死轴承内外圈，轴承极易损坏。 因此电磁风扇离合器在汽车发动机冷却系统应用 也受到一定限制。 与此同时潍柴动力推出“省油恒温风扇”， “省油恒温风扇”充分利用发动机控制单元ＥＣＵ）＇Ｊ［Ｉ 电控硅油风扇离合器实现风扇无级调速。控制单 元ＥＣＵ的应用，使其控制更科学精准，节能效果 更显著。由于前期国产电控硅油风扇离合器不成 熟，电控硅油风扇离合器应用也受到一定限制。 （２）风扇离合器在我国应用趋势分析 我国风扇离合器应用还只是刚刚起步。大量 的轻卡、皮卡、中小型客车以及部分中重型卡车 现在仍采用直驱式风扇，能源浪费极为严重。随 着国家环保节能政策的出台．国家对汽车及其配 件产品的环保、节能要求也相对提高，风扇离合 器应用前景非常广阔。 硅油风扇离合器由于是非发动机冷却水真实 温度控制，易造成非故障性失效，但只要正确合 理布局汽车冷却系统，有些失效是完全可避免的。 硅油风扇离合器以其结构简单，成本低，安装方 便，节能效果好等优点将仍是中重型卡车冷却系 统的首选。随着人们的节能环保意识的增强，硅 油风扇离合器在轻卡、中小型客车冷却系统中将
【４】罗玉涛．现代汽车电子控制技术【Ｍ１．北京： 国防工业出版社．２００９
５４汽车工业研究・月刊２０ｉ４年笫７期
万方数据
主要经历了以下几个阶段ＩＩｌ：一是早期的直接刚 性驱动；二是直流电机驱动和硅油风扇离合器驱 动；三是目前先进电磁风扇离合器驱动和电控硅 油风扇离合器驱动。
控制电控硅油风扇离合器的进油阀门开闭实现分 离和啮合。 特点：结构简单，重量轻，成本高；与发动 机电控单元ＥＣＵ结合，可实现无级调速；柔性传 动，传动平稳；具有减振作用，可直接与发动机
国
结束语
总而言之，电子控制技术的大量应用将 汽车发动机的性能提升很多，汽车故障发生 的频率也比以前少了很多。但最为关键的是， 电子控制技术的广泛应用对汽车故障诊断与 维修技术带来了新的契机。随着我国科学技 术的不断进步，汽车电子控制系统将会趋向 于更加自动化与网络化，电子控制技术监测
关键词
低冷却风扇功率消耗．防止发动机过冷，汽 车多采用风扇离合器来控制冷却风扇的冷却 风量。 美国博格华纳于上世纪发明世界上第一 台硅油风扇离合器，但我国在汽车风扇离合 器领域起步较晚。风扇离合器种类繁多，各 具特色，如能正确有效地应用于我国各种车 辆，将会带来良好经济效益和社会效益。
Ｅ
结论
随着人们的节能环保意思越来越强烈，我国 对环保节能越来越重视，风扇离合器应用将越来 越普及。根据我国现有国情，今后几年内，汽车 发动机冷却系统风扇离合器的应用，将仍以硅油 风扇离合器为主，并得到进一步普及。随着排放 标准要求越来越严，发动机技术越来越先进，电 控硅油风扇离合器、电磁风扇离合器、新型磁流
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－８４７Ｘ．２０１４．０７．０１３
使检测的精确度降低，要用水或清洗液洗涤 空气流量计。 （６）空气流量计上的螺钉可用来改变怠 速时一氧化碳含量的多少。除非特殊情况， 否则不应任意更改它。要是调整的不到位， 会导致发动机耗油量增多，性能也会降低很 多。 （７）水温传感器使用时间过长的话，水 温信号就会与实际不相符，这势必会阻碍燃 油喷射、点火时间和燃油泵的正常运转。自 动识别系统不能分辨清楚水温传感器的性能 参数的动态变化，所以，发动机不能正常运 作时，故障自动识别系统不能准确显示水温 传感器出问题部件的代码，这时一定要重视 对水温传感器进行仔细检测。 越来越严，发 扇离合器、新
的能力也会大幅度的增加。≤羚
（责任编辑中孚）
参考文献 ｆ１］高中山．电子控制系统在汽车上的应用及使 用维修【Ｊ１．科技创业，２０ｌＯ（１０）． ［２】舒华．汽车电控系统结构与维修［Ｍ１．北京： 北京理工大学出版社，２００９． ｆ３］生明．现代汽车典型电控系统结构原理与故 障诊断ｆＭｌ．西安：西安电子科技大学出版社，
（１）硅油风扇离合器 控制原理：利用双金属感温器感知散热器后 面的空气温度，自动控制硅油风扇离合器的进油 阀门开闭实现分离和啮合。 特点：结构简单，重量轻，成本低；二级调 速，自动温控；柔性传动，传动平稳，具减振作 用，可直接与发动机主轴连接；完全啮合时有滑 差；非发动机冷却水真实温度控制。 适用范围：具有迎面风的各种车辆。 （２）气动风扇离合器 控制原理：读取散热器水温数据，利用电信 号控制气动风扇离合器产生气动力克服弹簧力实 现分离和啮合。 特点：结构复杂，重量重，成本高；二级调 速；刚性传动，冲出大；不可与发动机主轴直 连，需第三轴传动；啮合分离快速，完全啮合无 滑差：可通过发动机冷却水真实温度直接控制， 控制精准。 适用范围：具有压力稳定气源的各种车辆。 （３）电磁风扇离合器 控制原理：渎取散热器水温数据，利用电信号 控制电磁风扇离合器产生电磁力克服弹簧力实现 分离和啮合。 特点：结构复杂，重量重，成本高；二级和 ｊ级调速；刚性传动，冲出大；不可与发动机主 轴直连，需第ｊ轴传动；啮合分离快速，完全啮 合无滑差；可通过发动机冷却水真实温度直接控 制，控制精准。 适用范围：各种车辆。 （４）电控硅油风扇离合器 控制原理：读取散热器水温数据．利用电信号
变液风扇离合器应用前景更为广阔。≤参
（责任编辑中孚）
参考文献 ［１】马源，马彪．车辆冷却风扇调速技术的现状和发 展Ⅲ．车辆与动力技术，２００３（２）：５１－５３，５８． 【２】魏宸官，范剑平．电控硅油风扇离合器的改进 ［Ｊ］．北京理工大学学报，１９９９，１９（３）：５８－６３． 【３】潘存治，申玉良，杨绍普．磁流变液风扇离舍器的 设计与试验研究【Ｊ］．汽车工程，２００５，２７（２）：１９５－
wenku.baidu.com
Ｓ曩汽车工业研究・月刊２０１４年第７期
万方数据
刘正耀胡水洋朱宏学万能楷冯汉华
汽车风扇离合器应用趋势分析
◆…－・………………………………………－……………・‘‘’……………一●
摘要：本文阐述了各种汽车风扇离台器的特点，介绍了国内外 汽车风扇离合器应用现状，分析得出的结论是“随着排放标准要求
⑨前肓
乏发动机冷－去ｐｌｘｔ扇的冷却风量是基于发
动机的最大热负荷Ｔ况所需冷却风量确定的， 为确保汽车正常行驶，实际设计的冷却风量 更大。汽车在其他Ｔ况运行时，冷却风量存 在过剩，甚至造成发动机过冷。因此，为降
Ｏ篇毳宴器蚋蜘
（１）风扇离合器国内外应用现状 在欧美，为了节能环保和提高发动机使用寿 命，风扇离合器应用非常普及。如中重型卡车、 大型客车、大型商务车、工程机械均采用硅油风 扇离合器、电磁风扇离合器、电控硅油风扇离合 器；部分大型工程机械也有采用气动风扇离合器。 目前，随着排放标准的升级，欧美的做法是，大 散热器＋发动机热管理。发动机热管理技术核心 内容是采用电控硅油风扇离合器与汽车ＥＣＵ结合 实现冷却风扇无级调速，从而保证发动机始终处 于最佳Ｔ况，其节能、环保效果更为显著。 目前，我国一汽、二汽、重汽、北汽在中重 型卡车发动机的冷却系统均选装了硅油风扇离合 器，以上主要汽车制造厂还在尝试应用电磁风扇 离合器和电控硅油风扇离合器。 硅油风扇离合器最早应用于我国汽车发动机 冷却系统，到目前为止装机量最多，应用范围最
冷却风扇驱动方式 发展过程
刘正耀。１９６３年 ２月生。男。籍贯湖北 武穴人。任职大冶有 色机电修造有限公司 工程师．从事汽车风 扇离合器设计试验研 究，曾获武汉科技创 新一等奖
汽车发动机冷却系统的风扇控制，决定 着发动机运转温度的稳定性。众所周知，柴油 发动机最佳Ｔ作温度通常在摄氏８５～９５度之 间。为保证发动机在最佳工作温度下工作， 通常采用调节发动机冷却风扇转速来控制冷 却强度，伴随着汽车发动机的技术发展，发 动机热管理系统中冷却风扇的驱动也经历了 不小的变革，归纳起来冷却风扇的驱动方式
１９９．
逐步得到应用和推广。 气动风扇离合器因受气源的制约，应用受限。 适用于大型工程机械冷却系统应用。 随着排放标准要求越来越严，发动机技术越 来越先进。电控硅油风扇离合器、电磁风扇离合 器以其响应快速，控制精准科学等优点，将是国 Ⅳ重卡、大型客车、工程机械冷却系统的首选， 并逐步得到推广。 磁流变液风扇离合器，通过控制磁场的强度 来改变液体粘度进而控制传递的剪切扭矩【３ｌ。类 似于现有的电控硅油风扇离合器，其结构更简单、 调速过程更易于控制、调速范围宽广，可靠性高， 将是未来风扇离合器又一新品种，其应用前景非 常广阔。
图
风扇离合器
类型及简介
主轴直连；完全啮合时有滑差；可通过发动机冷 却水真实温度直接控制，控制精准更科学［２１。 适用范围：各种车辆。 （５）磁流变液风扇离合器 磁流变液风扇离合器是利用磁流变液新型智 能材料川特性，通过控制磁场的强度大小来控制 传递的剪切扭矩的大小。 特点：结构简单．重量轻，成本高；与发动 机电控单元ＥＣＵ结合，可实现无级调速；柔性传 动，传动平稳；具有减振作用，可直接与发动机 主轴直连；完全啮合时有滑差；可通过发动机冷 却水真实温度直接控制，控制精准更科学。 这是一种新型风扇离合器，暂无商品化产品。
汽车工业研究・月刊２０１４年第７期５５
万方数据
圈墨【夏
广。由于硅油风扇离合器利用热敏双金属感温器 感知散热器后面的空气温度控制风扇离合器啮合 与分离，而非发动机冷却水真实温度控制，有一 定误差，易造成非故障性失效。这给硅油风扇离 合器普及应用带来一定影响。 为了克服硅油风扇离合器非故障性失效问题， 北京公交、陕汽先后选装了电磁风扇离合器，电 磁风扇离合器可直接通过发动机冷却水真实温度 以电信号形式控制离合器啮合和分离；或由发动 机ＥＣＵ采集发动机冷却水真实温度通过计算发出 指令控制。虽然电磁风扇离合器控制科学、精准， 节能效果显著，但电磁风扇离合器重量重，啮合 时冲击大，不适合与发动机主轴直联，需第三轴 安装，这给汽车布局设计安装带来了不便；且电 磁风扇离合器只能实现两级调速或三级调速，由 于啮合时电磁力锁死轴承内外圈，轴承极易损坏。 因此电磁风扇离合器在汽车发动机冷却系统应用 也受到一定限制。 与此同时潍柴动力推出“省油恒温风扇”， “省油恒温风扇”充分利用发动机控制单元ＥＣＵ）＇Ｊ［Ｉ 电控硅油风扇离合器实现风扇无级调速。控制单 元ＥＣＵ的应用，使其控制更科学精准，节能效果 更显著。由于前期国产电控硅油风扇离合器不成 熟，电控硅油风扇离合器应用也受到一定限制。 （２）风扇离合器在我国应用趋势分析 我国风扇离合器应用还只是刚刚起步。大量 的轻卡、皮卡、中小型客车以及部分中重型卡车 现在仍采用直驱式风扇，能源浪费极为严重。随 着国家环保节能政策的出台．国家对汽车及其配 件产品的环保、节能要求也相对提高，风扇离合 器应用前景非常广阔。 硅油风扇离合器由于是非发动机冷却水真实 温度控制，易造成非故障性失效，但只要正确合 理布局汽车冷却系统，有些失效是完全可避免的。 硅油风扇离合器以其结构简单，成本低，安装方 便，节能效果好等优点将仍是中重型卡车冷却系 统的首选。随着人们的节能环保意识的增强，硅 油风扇离合器在轻卡、中小型客车冷却系统中将
【４】罗玉涛．现代汽车电子控制技术【Ｍ１．北京： 国防工业出版社．２００９
５４汽车工业研究・月刊２０ｉ４年笫７期
万方数据
主要经历了以下几个阶段ＩＩｌ：一是早期的直接刚 性驱动；二是直流电机驱动和硅油风扇离合器驱 动；三是目前先进电磁风扇离合器驱动和电控硅 油风扇离合器驱动。
控制电控硅油风扇离合器的进油阀门开闭实现分 离和啮合。 特点：结构简单，重量轻，成本高；与发动 机电控单元ＥＣＵ结合，可实现无级调速；柔性传 动，传动平稳；具有减振作用，可直接与发动机
国
结束语
总而言之，电子控制技术的大量应用将 汽车发动机的性能提升很多，汽车故障发生 的频率也比以前少了很多。但最为关键的是， 电子控制技术的广泛应用对汽车故障诊断与 维修技术带来了新的契机。随着我国科学技 术的不断进步，汽车电子控制系统将会趋向 于更加自动化与网络化，电子控制技术监测
关键词
低冷却风扇功率消耗．防止发动机过冷，汽 车多采用风扇离合器来控制冷却风扇的冷却 风量。 美国博格华纳于上世纪发明世界上第一 台硅油风扇离合器，但我国在汽车风扇离合 器领域起步较晚。风扇离合器种类繁多，各 具特色，如能正确有效地应用于我国各种车 辆，将会带来良好经济效益和社会效益。
Ｅ
结论
随着人们的节能环保意思越来越强烈，我国 对环保节能越来越重视，风扇离合器应用将越来 越普及。根据我国现有国情，今后几年内，汽车 发动机冷却系统风扇离合器的应用，将仍以硅油 风扇离合器为主，并得到进一步普及。随着排放 标准要求越来越严，发动机技术越来越先进，电 控硅油风扇离合器、电磁风扇离合器、新型磁流
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－８４７Ｘ．２０１４．０７．０１３
使检测的精确度降低，要用水或清洗液洗涤 空气流量计。 （６）空气流量计上的螺钉可用来改变怠 速时一氧化碳含量的多少。除非特殊情况， 否则不应任意更改它。要是调整的不到位， 会导致发动机耗油量增多，性能也会降低很 多。 （７）水温传感器使用时间过长的话，水 温信号就会与实际不相符，这势必会阻碍燃 油喷射、点火时间和燃油泵的正常运转。自 动识别系统不能分辨清楚水温传感器的性能 参数的动态变化，所以，发动机不能正常运 作时，故障自动识别系统不能准确显示水温 传感器出问题部件的代码，这时一定要重视 对水温传感器进行仔细检测。 越来越严，发 扇离合器、新
的能力也会大幅度的增加。≤羚
（责任编辑中孚）
参考文献 ｆ１］高中山．电子控制系统在汽车上的应用及使 用维修【Ｊ１．科技创业，２０ｌＯ（１０）． ［２】舒华．汽车电控系统结构与维修［Ｍ１．北京： 北京理工大学出版社，２００９． ｆ３］生明．现代汽车典型电控系统结构原理与故 障诊断ｆＭｌ．西安：西安电子科技大学出版社，
（１）硅油风扇离合器 控制原理：利用双金属感温器感知散热器后 面的空气温度，自动控制硅油风扇离合器的进油 阀门开闭实现分离和啮合。 特点：结构简单，重量轻，成本低；二级调 速，自动温控；柔性传动，传动平稳，具减振作 用，可直接与发动机主轴连接；完全啮合时有滑 差；非发动机冷却水真实温度控制。 适用范围：具有迎面风的各种车辆。 （２）气动风扇离合器 控制原理：读取散热器水温数据，利用电信 号控制气动风扇离合器产生气动力克服弹簧力实 现分离和啮合。 特点：结构复杂，重量重，成本高；二级调 速；刚性传动，冲出大；不可与发动机主轴直 连，需第三轴传动；啮合分离快速，完全啮合无 滑差：可通过发动机冷却水真实温度直接控制， 控制精准。 适用范围：具有压力稳定气源的各种车辆。 （３）电磁风扇离合器 控制原理：渎取散热器水温数据，利用电信号 控制电磁风扇离合器产生电磁力克服弹簧力实现 分离和啮合。 特点：结构复杂，重量重，成本高；二级和 ｊ级调速；刚性传动，冲出大；不可与发动机主 轴直连，需第ｊ轴传动；啮合分离快速，完全啮 合无滑差；可通过发动机冷却水真实温度直接控 制，控制精准。 适用范围：各种车辆。 （４）电控硅油风扇离合器 控制原理：读取散热器水温数据．利用电信号
变液风扇离合器应用前景更为广阔。≤参
（责任编辑中孚）
参考文献 ［１】马源，马彪．车辆冷却风扇调速技术的现状和发 展Ⅲ．车辆与动力技术，２００３（２）：５１－５３，５８． 【２】魏宸官，范剑平．电控硅油风扇离合器的改进 ［Ｊ］．北京理工大学学报，１９９９，１９（３）：５８－６３． 【３】潘存治，申玉良，杨绍普．磁流变液风扇离舍器的 设计与试验研究【Ｊ］．汽车工程，２００５，２７（２）：１９５－
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Ｓ曩汽车工业研究・月刊２０１４年第７期
万方数据
刘正耀胡水洋朱宏学万能楷冯汉华
汽车风扇离合器应用趋势分析
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摘要：本文阐述了各种汽车风扇离台器的特点，介绍了国内外 汽车风扇离合器应用现状，分析得出的结论是“随着排放标准要求
⑨前肓
乏发动机冷－去ｐｌｘｔ扇的冷却风量是基于发
动机的最大热负荷Ｔ况所需冷却风量确定的， 为确保汽车正常行驶，实际设计的冷却风量 更大。汽车在其他Ｔ况运行时，冷却风量存 在过剩，甚至造成发动机过冷。因此，为降
Ｏ篇毳宴器蚋蜘
（１）风扇离合器国内外应用现状 在欧美，为了节能环保和提高发动机使用寿 命，风扇离合器应用非常普及。如中重型卡车、 大型客车、大型商务车、工程机械均采用硅油风 扇离合器、电磁风扇离合器、电控硅油风扇离合 器；部分大型工程机械也有采用气动风扇离合器。 目前，随着排放标准的升级，欧美的做法是，大 散热器＋发动机热管理。发动机热管理技术核心 内容是采用电控硅油风扇离合器与汽车ＥＣＵ结合 实现冷却风扇无级调速，从而保证发动机始终处 于最佳Ｔ况，其节能、环保效果更为显著。 目前，我国一汽、二汽、重汽、北汽在中重 型卡车发动机的冷却系统均选装了硅油风扇离合 器，以上主要汽车制造厂还在尝试应用电磁风扇 离合器和电控硅油风扇离合器。 硅油风扇离合器最早应用于我国汽车发动机 冷却系统，到目前为止装机量最多，应用范围最