آشنایی با کلاچ فن، نحوه کارکرد و انواع آن +آموزش تصویری

آشنایی با فن کلاچ
فن کلاچ از جمله قطعاتی است که می توان امروزه آن را در خودروهای SUV و وانت بار ها مشاهده کرد و البته بر روی بسیاری از خودروهای سواری قدیمی نیز ازاین وسیله استفاده شده است. به طور ساده می توان گفت فن کلاچ، راه حلی برای درگیری فن مکانیکی پشت رادیاتور در زمان های نیاز است چرا که کار کردن دایمی پروانه در عین اینکه صدای ناخوشایند بالایی ایجاد می کند، از توان موتور نیز تا حدود 8 اسب بخار نیز می تواند بکاهد که البته این عدد به نوع پروانه و شکل پره های آن نیز بستگی خواهد داشت.
فن کلاچ روی واترپمپ پیشرانه نصب می شود و می توان این قطعه را به راحتی در جلو موتور های خطی و خورجینی دارای پروانه مکانیکی مشاهده کرد. حرکت لازم برای چرخش پروانه و فن کلاچ از طریق یک تسمه صورت می گیرد تا هم واترپمپ به چرخش در آید و هم پروانه.

نحوه کارکرد
در زمانی که موتور خودرو هنوز گرم نشده است، فنر ترموستاتیک کلاچ فن درگیر نشده و در نتیجه پروانه و کلاچ فن با دور کمی در حال چرخش هستند. این اتفاق باعث می شود تا موتور خودرو خصوصا در هوای سرد زمستان، سریع تر گرم شود. اما با رسیدن به دمایی که کلاچ فن درگیر می شود، فنر دمایی این قطعه که کاری شبیه به فنر قرار گرفته در ترموستات پیشرانه دارد، عمل کرده و مایع ویسکوز قرار گرفته در آن را به طرفین حرکت می دهد. این حرکت روغن ویسکوز باعث می شود تا ارتباط بین دو بخش کلاچ فن برقرار شده و حرکت دورانی از بخشی که به واترپمپ متصل است، به شکل کامل‌تری به بخش جلویی کلاچ فن که پروانه روی آن بسته است، منتقل شود. به این صورت کلاچ فن درگیر می شود تا بتواند با قدرت تمام، هوا را از جلوی رادیاتور مکیده و از شبکه های رادیاتور عبور دهد و آب درون بخش خنک کاری پیشرانه را سرد کند. در این حالت می توان به وضوح صدای پروانه را شنید. البته باید بدانیم که مکانیزم درگیری و رها شدن این قطعه به دو صورت است که یکی توسط فنر گرمایی قرار گرفته در آن اتفاق می افتد و دیگری توسط یک مدار کنترلی الکتریکی. در بسیاری از مواقع، خروج سیال ویسکوز موجود در کلاچ فن، نشانه ای از پایان عمر این قطعه است.
خرابی این قطعه در بیشتر اوقات به صورت عمل نکردن فنر دمایی خواهد بود که در این حالت در تمام مواقع، فن کلاچ شبیه حالت آزاد با سرعت کم می چرخد و باعث گرم شدن موتور خواهد شد. همچنین یک‌سره درگیر بودن این قطعه نیز از دیگر معایب آن است که صدای زیاد پروانه و کاهش توان موتور از نتایج این ایراد است.

فن برقی یا کلاچ فن
برای بسیاری این سوال پیش آمده است که در مجموع استفاده از فن های برقی بهتر است یا پروانه های کلاچ دار؟ فن های برقی از توان موتور کم نمی کنند و از طرفی در زمانی شروع به کار می‌کنند که نیاز است. حذف پروانه های کلاچ دار و استفاده از فن برقی به جای آن ها هم از عمر بالبرینگ واترپمپ کم نمی کند و هم توان پیشرانه و ضریب درگ خودرو دچار کاستی نخواهد شد. فن های برقی کاملا به رادیاتور می چسبند و با پوشش 70 درصد از کل مساحت رادیاتور، حجم هوای بیشتری را در دور های پایین می مکند که به خنک کاری بهتر پیشرانه کمک خواهد کرد. اما وقتی دور موتور از حدود 2400 دور در دقیقه عبور می کند، پروانه ها عمل کرد بهتری در مکش هوا دارند.
با این وجود می توان نتیجه گیری کرد که اگر خودرو ما اکثر مواقع در دور های پایین موتور در حال کار است، فن برقی می تواند انتخاب خوبی باشد. اما اگر قصد استفاده از دور های بالای پیشرانه مثل مواقع بیراهه نوردی را داریم، فن های مکانیکی عملکرد بهتری خواهند داشت. اما ترکیب این دو یعنی وجود فن های برقی در جلو یک کلاچ فن در پشت رادیاتور یک خودرو، یک ترکیب ایده آل می شود.

فن کلاچ هر چند مقداری از توان پیشرانه را می گیرد اما در عمل از فن‌های برقی دارای ضریب اطمینان بالاتری بوده و برای خودروهایی که در بیراهه ها تردد دارند، انتخاب مناسب‌تری خواهد بود.

یک پیشرانه با کلاچ فن که پروانه بر روی آن قرار گرفته است. موتورهایی که در عرض خودرو مثل خودروهای دیفرانسیل جلو، نصب می شوند نمی‌توانند کلاچ فن داشته باشند.

در فن کلاچ های الکتریکی ، مکانیزم قفل شدن و درگیری کلاچ به صورت الکتریکی و توسط یک سنسور دمایی صورت می گیرد. در واقع به جای گرما دیدن فنر دمایی در نمونه های غیر الکتریکی، وظیفه گرم شدن فنر در نمونه های الکتریکی توسط جریان برق خودرو انجام می شود که شبیه به این حالت را می توان در ساسات خودروهای قدیمی مشاهده کرد.

شماتیکی از نحوه قرارگیری کلاچ فن و پروانه بر روی پیشرانه

فن های برقی برای خودروهایی که اکثر اوقات با دور پایین موتور در حال حرکت هستند، انتخاب مناسب‌تری خواهد بود. اما در خودروهایی که مدت زمان زیادی ممکن است با دور بالای پیشرانه کار کنند مثل خودروهای آفرودی، پروانه ها مکانیکی عملکرد بهتری خواهند داشت. اگر قرار است از فن برقی برای یک موتور 5 لیتری استفاده کنیم، باید ظرفیت هوادهی فن مورد نظر حداقل 2800 CFM باشد.

نویسنده:‌ علیرضا داودی