نسل نو فن رادیاتور خودرو؛ چرا خودروهای ایرانی صدای هواپیما می دهند؟ - تور فرانسه

بیت ران - مجتبی اسماعیلی: احتمالا شما هم هنگام استفاده از خودروهای ایرانی با عملکرد پر سر و صدای فن آنها روبرو شده اید که با دور بالا و صدایی مانند هواپیما کار می نمایند. اما جهان همین جا تمام نمی گردد! چرا که این نسل از فن ها تقریبا منسوخ شده اند و اغلب خودروهای تازه حتی چینی ها در حال استفاده از فن های نسل سوم و چهارم هستند.

فن خنک نماینده، وظیفه دارد در زمان هایی که جریان هوای طبیعی برای خنک کردن رادیاتور کافی نیست، هوای مورد احتیاج را با استفاده از چرخش پره، از میان رادیاتور عبور دهد تا دمای موتور در محدوده استاندارد باقی بماند. این فناوری طی چند دهه گذشته پیشرفت قابل توجهی داشته و امروز به سیستم های هوشمند و دور متغیر رسیده است.

در ادامه با چهار نسل اصلی فن های خنک نماینده خودرو آشنا می شویم.

نسل اول نسل تازه فن رادیاتور خودرو: فن مکانیکی

اولین نسل فن های خودرو کاملاً مکانیکی است. در این سیستم، پروانه فن از طریق تسمه مستقیماً به میل لنگ موتور متصل می گردد و همزمان با روشن بودن موتور می چرخد. هر چه قدر دور موتو بالاتر برود، شدت چرخش پره هم بیشتر می گردد. این سیستم در خودروهای مانند پیکان، نیسان پاترول و اغلب خودروهای دهه 80 و 90 میلادی قابل مشاهده است که اکنون مدتهاست منسوخ شده است. این فن ها بخشی از توان موتور را می گیرند و صدای نسبتا زیادی دارند.

مزایا

• ساختار بسیار ساده
• هزینه تعمیر و نگهداری پایین
• دوام بالا

معایب

• مصرف بخشی از توان موتور
• ایجاد صدای زیاد
• خنک کاری بیش از احتیاج در بسیاری از شرایط
• افزایش مصرف سوخت

به همین علت خودروسازان به مرور زمان به سمت حذف این سیستم حرکت کردند.

نسل دوم؛ فن برقی دوحالته (دو دور)

با توسعه استفاده از ECU، فن های برقی جایگزین نمونه های مکانیکی شدند. در این نسل، فن از طریق موتور الکتریکی کار می نماید و معمولاً دارای دو سرعت است.

در دمای پایین تر، فن با دور کند روشن می گردد و اگر دمای موتور افزایش یابد یا کولر فشار بیشتری به سیستم وارد کند، فن با دور تند شروع به کار می نماید. همین نسل که تقریبا منسوخ شده است روی تمام خودروهای ایرانی استفاده می گردد و باعث کشیدن جریان برق زیاد در لحظه شروع و بعلاوه صدای زیاد می گردد.

بعلاوه تنها می توانند هنگامی که دمای آب به حد زیادی رسیده است روشن شوند و این موضوع باعث ایجاد مشکلاتی مانند سوختن زود هنگام واشر سر سیلندر، بالا رفتن دمای قطعات موتور و… می گردد. خودروسازان داخلی در این همه سال می توانستند این مدل را با نسل تازه فن رادیاتور خودرو که در بخش بعدی به آن اشاره می کنیم عوض نمایند. افزون بر این فرم پره های این نسل نیز قدیمی بوده و آیرودینامیک ضعیفی دارد که همین موضوع باعث ایجاد صدای زیاد برخورد هوا با لبه های پره فن می گردد.

مزایا

• کاهش مصرف سوخت نسبت به فن مکانیکی
• حذف بار دائمی از روی موتور
• صدای کمتر
• کنترل بهتر دمای موتور

معایب

• تغییرات ناگهانی سرعت فن
• نوسان بیشتر دمای موتور
• افزایش صدای فن هنگام ورود به دور تند

این سیستم هنوز هم در بسیاری از خودروهای مالی استفاده می گردد.

نسل سوم؛ نسل تازه فن خودرو با کنترل دور متغیر (PWM)

در این مرحله، نسل تازه فن رادیاتور خودرو وارد صنعت شد. در این سیستم دیگر خبری از دو سرعت ثابت نیست و دور فن به صورت پیوسته تنظیم می گردد. یعنی با افزایش تدریجی دمای موتور، چرخش فن نیز به صورت تدریجی زیاد می گردد و معمولا به دورهای بالا نمی رسد.

ECU اطلاعات دریافتی از سنسورهای مختلف مانند دمای آب موتور، فشار گاز کولر، دمای هوای ورودی، سرعت خودرو، بار موتور و… را تحلیل نموده و با استفاده از سیگنال PWM سرعت فن را دقیقاً به میزان احتیاج تغییر می دهد.

به عنوان مثال، اگر موتور تنها کمی گرم شده باشد، فن با حدود 20 درصد توان کار می نماید. با افزایش دما، سرعت به تدریج به 30، 45، 60 یا حتی 90 درصد افزایش می یابد و احتیاجی نیست فن ناگهان با حداکثر سرعت روشن گردد.

مزایا

• حفظ دمای موتور در محدوده بسیار پایدار
• کاهش استهلاک فن
• کاهش مصرف برق
• کاهش مصرف سوخت
• عملکرد بهتر سیستم تهویه مطبوع
• صدای کمتر
• افزایش عمر موتور

بعلاوه طراحی پره ها نیز در این نسل عوض شده و آیرودینامیک بهتری دارند که این موضوع باعث ایجاد صدای کمتر برخورد هوا می گردد. امروزه بسیاری از خودروهای مدرن اروپایی، ژاپنی، کره ای و بعلاوه تعداد زیادی از خودروهای تازه چینی از این فناوری استفاده می نمایند.

نسل چهارم نسل تازه فن رادیاتور خودرو فن هوشمند یکپارچه

تازهترین مرحله تکامل نسل تازه فن رادیاتور خودرو به سیستم های مدیریت حرارتی هوشمند مربوط می گردد که اغلب در خودروهای هیبریدی و برقی استفاده می گردد.

در این خودروها، فن تنها یکی از اجزای یک شبکه مدیریت حرارت است. ECU یا واحد اختصاصی مدیریت حرارتی به صورت همزمان موارد زیر را کنترل می نماید:

• فن رادیاتور
• پمپ آب برقی
• ترموستات الکترونیکی
• دریچه های فعال عبور هوا (Active Grille Shutter)
• سیستم خنک نماینده توربوشارژر
• خنک نماینده باتری در خودروهای هیبریدی و برقی

در این نسل، حتی قبل از بالا رفتن دمای موتور، سیستم می تواند با پیش بینی شرایط رانندگی، عملکرد فن را تنظیم کند. برای مثال هنگام رانندگی در سربالایی، یدک کشی یا ترافیک سنگین، سیستم از قبل آمادگی لازم را ایجاد می نماید.

مزایا

• بیشترین راندمان خنک کاری
• کاهش آلایندگی
• افزایش بازده موتور
• کاهش مصرف انرژی
• عملکرد بسیار نرم و بی صدا
• افزایش دوام قطعات موتور

تفاوت چهار نسل فن خودرو

جمع بندی

آنالیز نسل تازه فن رادیاتور خودرو نشان می دهد که حتی قطعه ای به ظاهر ساده مانند فن رادیاتور نیز طی سال های اخیر دستخوش تحول بزرگی شده است. مسیر تکامل این فناوری از فن های مکانیکی دائماً در حال چرخش شروع شد، سپس به فن های برقی دو دور رسید، بعد به سیستم های دور متغیر مبتنی بر PWM ارتقا یافت و امروز در خودروهای پیشرفته به بخشی از سامانه مدیریت حرارتی هوشمند تبدیل شده است.

نتیجه این پیشرفت ها، کنترل دقیق تر دمای موتور، کاهش مصرف سوخت، افزایش عمر قطعات، عملکرد بهتر سیستم تهویه مطبوع و تجربه رانندگی آرام تر است؛ مزایایی که باعث شده نسل تازه فن خودرو به یکی از فناوری های مهم اما کمتر دیده شده در خودروهای امروزی تبدیل گردد.

این تغییر نسل در فن ها به کولر و بخاری خودروها نیز رسیده است و نسل های تازه افزون بر کارکرد نرمتر با صدای کم، راندمان بهتری هم دارند.

ای کاش خودروسازان داخلی که سالهاست روی پلت فرم های عتیقه خودرو می سازند، حداقل فکری به حال جایگزینی فن های نسل سوم با نسل فعلی نمایند.