汽车发动机的风扇,汽车发动机的风扇工作原理

汽车发动机「散热风扇」也电子扇，位置在车头散热水箱的后侧，一般都会有两组。这台风扇的运行方式比较特殊，或者说总容易被误认为“故障”；因为电子扇总是「间歇式运行」，也就是偶尔转一个偶尔转两个，看似跟接触不良似的。然而这是非常正常的现象，因为电子扇的作用是导流与机体散热，发动机需要多强的散热强度是需要通过计算的。

知识点-电子扇的作用

判断题：电子扇为谁降温？

水箱发动机

大部分汽车新手都认为电子扇是为水箱降温，但有没有考虑过风阻系数呢？汽车前进时最大的阻力是风阻，因为空气无死角的环绕在地表，车辆的前进等于不断的“推开”静态的空气，反之则等于空气成为车辆行驶的阻力。此时如果让电子扇往前吹风，这是不是等于在减速呢？答案显然是肯定的，所以电子扇并不会往前吹风，那么水箱是如何散热的呢？

关键词：风冷！汽车的中网（进气格栅）是镂空的，车辆行驶中会让空气通过镂空的间隙进入发动机舱为水箱进行不断的降温。此时旋转的电子扇主要起到「引导气流」的作用，同时电子扇会往后吹风为发动机机体实现【由外而内】的散热；即使是两组电子扇同时运行理论上也不例外，这就是电子扇的核心作用，那么为什么要「间歇式运转」也就不难理解了。

​环境温度与水循环冷却系统

燃油动力汽车装备的是【内燃式热机】，其原理是通过在气缸内燃烧燃油产生热能，之后再将热能转化为机械能——热能就是汽车的源动力，所以如何保证热能不过量损耗，让更多的热能转化为机械能（有效功）则非常重要。参考热力学第二定律，热能会从高温环境或物体中无序传导至低温物体，也就是说低温物体会吸热。那么发动机机体与循环流动的防冻冷却液如果温度过低就会吸收热能，电子扇应该同时运转吗？参考以下图组。

图1：发动机机体机械结构

图2：防冻冷却液水循环系统

在启动发动机通过正常驾驶达到热机状态后，发动机运行时虽然会产生高温，但是冷却液的循环足以保证“低负荷工况中”的发动机恒温，不过此时还是要配合一组电子扇从外部为机体散热。而此时如果两组电子扇同时运转，外部风冷则会将机体温度降低到低于最佳理想温度的标准；结果则是低温机体吸收燃烧产生的热能导致发动机功率下降，为了补偿功率就要提高转速驾驶，高转速必然会让油耗升高。

「双电子扇运行」需要发动机有很高的运行负荷，或者说机体通过冷却液循环无法理想控制温度。比如在炎炎夏季中的拥堵路段打开冷空调，此时空调压缩机会主动提升怠速与运行转速，加上地面高温的烘烤就会让机体温度很高，所以两组电子扇就要同时运行。同理，在高速公路长时间驾驶机体的温度也会很高，此时两组电子扇也需要同时运行才能保证发动机不高温呢。

总结&反之：如果在零下几十度的寒冷冬季驾车，电子扇一个都不转防冻冷却液温度都上不去（水温难以升高）。此时很多大货车就会采用“挡风被”的方式挡住进气格栅，降低冷空气对机体的自然冷却，以这种方式才能实现水温升高后有暖风可用。在这种状态下电子扇如果两组一起转水温还能升高吗？

水温不能升高就会长时间持续吸收发动机的热能，实际就是扭矩被温度降低，（扭矩×转速÷9549）×1.36＝马力，扭矩因温度下降只有提升转速才能得到合理的马力（动力）——油耗又会升高了。这就是电子扇需要「交替运行」的原因，电控系统是利用温度感应器控制电子扇的交替，明白了吧。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

责编：天和MCN

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水箱发动机

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关键词：风冷！汽车的中网（进气格栅）是镂空的，车辆行驶中会让空气通过镂空的间隙进入发动机舱为水箱进行不断的降温。此时旋转的电子扇主要起到「引导气流」的作用，同时电子扇会往后吹风为发动机机体实现【由外而内】的散热；即使是两组电子扇同时运行理论上也不例外，这就是电子扇的核心作用，那么为什么要「间歇式运转」也就不难理解了。

​环境温度与水循环冷却系统

燃油动力汽车装备的是【内燃式热机】，其原理是通过在气缸内燃烧燃油产生热能，之后再将热能转化为机械能——热能就是汽车的源动力，所以如何保证热能不过量损耗，让更多的热能转化为机械能（有效功）则非常重要。参考热力学第二定律，热能会从高温环境或物体中无序传导至低温物体，也就是说低温物体会吸热。那么发动机机体与循环流动的防冻冷却液如果温度过低就会吸收热能，电子扇应该同时运转吗？参考以下图组。

图1：发动机机体机械结构

图2：防冻冷却液水循环系统

在启动发动机通过正常驾驶达到热机状态后，发动机运行时虽然会产生高温，但是冷却液的循环足以保证“低负荷工况中”的发动机恒温，不过此时还是要配合一组电子扇从外部为机体散热。而此时如果两组电子扇同时运转，外部风冷则会将机体温度降低到低于最佳理想温度的标准；结果则是低温机体吸收燃烧产生的热能导致发动机功率下降，为了补偿功率就要提高转速驾驶，高转速必然会让油耗升高。

「双电子扇运行」需要发动机有很高的运行负荷，或者说机体通过冷却液循环无法理想控制温度。比如在炎炎夏季中的拥堵路段打开冷空调，此时空调压缩机会主动提升怠速与运行转速，加上地面高温的烘烤就会让机体温度很高，所以两组电子扇就要同时运行。同理，在高速公路长时间驾驶机体的温度也会很高，此时两组电子扇也需要同时运行才能保证发动机不高温呢。

总结&反之：如果在零下几十度的寒冷冬季驾车，电子扇一个都不转防冻冷却液温度都上不去（水温难以升高）。此时很多大货车就会采用“挡风被”的方式挡住进气格栅，降低冷空气对机体的自然冷却，以这种方式才能实现水温升高后有暖风可用。在这种状态下电子扇如果两组一起转水温还能升高吗？

水温不能升高就会长时间持续吸收发动机的热能，实际就是扭矩被温度降低，（扭矩×转速÷9549）×1.36＝马力，扭矩因温度下降只有提升转速才能得到合理的马力（动力）——油耗又会升高了。这就是电子扇需要「交替运行」的原因，电控系统是利用温度感应器控制电子扇的交替，明白了吧。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

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