本文章節:
一.前言
二.風扇離合器的工作原理
三.如何檢查您的風扇離合器是否正常
四.我的風扇離合器拆解研究修裡過程
五.附錄:SUZUKI原廠風扇離合器解剖
一.前言:
位於汽車水箱後面的散熱風扇是引擎冷卻系統的一個重要組件,擔任引擎散熱維持引擎於正常工作溫度的重責大任,而這個散熱風扇大致上有兩種作動方式,一為電動馬達驅動,另一為由引擎驅動的方式.本文只探討由引擎驅動散熱風扇方式的風扇離合器.
以下的風扇離合器工作原理及如何檢修說明等均是本人拆解研究後的心得,特別製作圖文分享給車友,如有錯誤歡迎留言指教,謝謝!
二.風扇離合器的工作原理:
風扇離合器內部填充有黏稠的透明矽油,當引擎轉動的時候,利用矽油當動力傳導的介質,帶動風扇轉動!
而且這個風扇的轉速是會隋著溫度而變化的!這是因為矽油隨溫度變化會在內部機件腔室間移動,改變被動件(風扇/離合器外殼)與主動件(引擎驅動軸)之間的結合力道鬆緊度,從而使被動件(風扇/離合器外殼)隋溫度變化轉速,達到省油有效的散熱效率!
風扇離合器正面外觀,周邊的空螺絲孔是要將風扇葉片鎖在這上面的,中央有一個螺旋金屬銅圈構造,它會接收風扇從水箱那邊吸過來的風,並感應這氣流的溫度, 這時銅圈會熱漲冷縮也就會造成中央轉軸往左或往右的轉動,這時也會連動裡面的閥門控制片轉動
側視圖:
右邊的轉軸接引擎驅動
左邊整個鋁製外殼 (散熱風扇就是鎖在這個外殼上面)
風扇離合器內的各部零件(零件名稱是本人根據功能自己取的,非專業名稱,若有誤請指正)
風扇離合器我們可以將它分為主動件與被動件,
主動件如下圖紅線框起來的部份,它是直接連接引擎的驅動轉軸以1:1隨引擎端的轉速轉動.
紅線框以外的部份包含內部零件及整個外殼都是被動件,
它是借由矽油流到動力結合室的量的多寡而改變它與主動件之間的結合力道.被動件與主動件之間的轉速比例隨溫度高低可能在0.2:1~ 0.7:1這是我自己想像的數據啦! 反正絕對低於1:1
我們先來模擬冷車引擎未啟動的狀態 -- 經過一段時間的靜止狀態,矽油會往下流堆積在如圖所示的底部位置(淺藍色代表矽油),
這時矽油儲存室與動力結合室的矽油因回油孔相通,所以兩邊矽油的量相當,這時的動力結合室因為有不少的矽油在這裡,所以被動件與主動件的結合力道也不弱,可能在0.5:1,如果你用手去搖動風扇葉片也會感覺到有一定的緊度.而不會是鬆弛的.
接著我們啟動引擎,風扇也開始轉動,在動力結合室內的矽油會因為轉動的離心力通過回油孔而流向儲油室,同時
因為還是冷車的關係,溫度感應控制閥門尚未打開,所以儲油室的矽油不會流入動力結合室,經過3~4分鐘後這些矽油大部份都會流到儲油室這邊,這時的結合力道大概只剩下0.2:1,
如果這時熄火我們再去搖動風扇葉片就會發現非常的鬆弛!
如果我們讓引擎一直發動或行駛,引擎因為熱起來後從水箱吸過來的氣流溫度也開始提高,溫度感應銅螺圈因熱漲帶動閥門控制片打開閥門,並
隨溫度高低自動控制閥門孔的大小,同時在儲油室的矽油也會因離心力通過閥門孔流向動力結合室,而動力結合室的矽油也會因離心力再流回儲油室,形成一個循環流動的狀態!
這時的結合力道(鬆緊度)就會經由溫度的高低自動控制閥門的大小來控制留在動力結合室內矽油的量,溫度越高,閥門開越大補充進結合室的矽油量就多,被動件(風扇)的咬合就越緊,風扇轉速提高增加散熱效率!
反之,溫度降低咬合力道(鬆緊度)也會降低風扇轉速,降低散熱效率,如此周而復始自動調節保持引擎在一個正常的工作溫度.
三.如何檢查您的風扇離合器是否正常:
經由上面風扇離合器的原理探討說明,以及我實際的測試結果,在此歸納幾點檢查風扇離合器是否正常的方法:
大致上風扇離合器的故障有兩種:
第一種故障是熱車時因結合力不足致使風扇轉速無法提高而使散熱效率變差,嚴重者引擎溫度飆高,水箱高溫高壓造成裂縫失水等....
造成的原因大多是因離合器使用日久難免有內部矽油逸散問題,矽油的量不足縱使溫度提高也無法形成較緊的結合力道.
第二種故障是無論是冷車還是熱車風扇離合器隨時都是保持較緊的咬合力道,只要稍踩油門便可聽到風扇轟轟的強力運轉聲音!風扇不管冷熱都使出比平常高的散熱效率,這時已經喪失溫度自動調節風扇轉速的功能,引擎浪費很多功率在風扇上造成馬力下降耗油等問題.這個故障可能是離合器內部零件脫落,使得儲油室與動力結合室隔離不良,無發正常工作之故。
測試方法:
1.
在冷車,引擎未發動時,用手去搖動風扇,正常應該要有相當的緊度,
如果這時感覺很鬆阻力很小的話很可能就是內部矽油太少的問題,很可能是第一種故障的現象.
2.
冷車發動引擎,並運轉約3~4分鐘,讓水箱溫度稍微提升或看溫度計指針開始動就熄火,然後再用手去搖動風扇葉片,這個時候的鬆緊度才應該是鬆的(阻力很小)這樣才是正常的,而且阻力要比上面1.步驟的緊度(阻力)還小很多.(這是因為引擎轉動帶動結合很緊的風扇轉動,離心力迫使結合室內的矽油經回油孔回到儲油室,同時因為冷車時離合器內的溫度感應閥門對結合室的充油孔關閉,而使結合室不再補充矽油,此時結合室內就會沒有矽油,而使結合力道變得非常小)
如果這時感覺阻力還是很大與1.步驟的阻力一樣的話就有可能是第二種故障,為了確認請再發動引擎約1~2分鐘再熄火如果這時阻力還是很大的話,那應該可以確定是屬於第二種故障.
3.
繼續發動引擎讓引擎達到工作溫度,溫度表指針上到平常工作溫度位置,然後熄火,再去搖動風扇,這時應該有一定的緊度(感覺與步驟1.差不多)這樣就是正常的,如果還是太鬆那就是屬於第一種故障.
四.我的風扇離合器拆解研究修裡過程我的 SUZUKI Gland Vitara 因水箱散熱風扇在引擎熱車高溫時,風扇轉速可能不高(很難查覺,因為它還是轉很快),致使散熱不佳,市區行車水溫經常飆高,經師傅建議更換風扇離合器試試看,唯SUZUKI原廠零件非常貴,所以改用非原廠的台製風扇離合器,更換後也順利的解決問題!