當前,國內發動機冷卻風扇行業主要有中外合資企業和國內自主品牌企業兩類企業。華納圣龍(寧波)有限公司和東風貝洱熱系統有限公司是兩家實力相當的中外合資企業,占據國內發動機冷卻風扇市場近50%的份額。在國家汽車產業政策引導下,雪龍集團股份有限公司、長春一汽裝備龍山汽車部件有限公司、溫州奕龍汽車零部件有限公司和慈溪玉龍汽車風葉有限公司等民營發動機冷卻風扇企業取得了長足進步,近年來市場份額也逐步提高。
隨著商用車國五排放標準加快實施,與節能減排緊密相關的發動機冷卻風扇技術和市場發展趨勢,深受業界廣泛關注。最近,記者采訪了研究這個問題很有成果的華中科技大學機械科學與工程學院教授張云清。
■ 新型冷卻風扇驅動方式應運而生
發動機是將熱能轉變為機械能的機器??扇蓟旌蠚怏w在燃油(氣)發動機中燃燒時,氣缸內氣體溫度可達2073K至2375K。尤其是經常低轉速高負荷的大型商用車、重型工程機械車輛和礦山車輛,發動機很容易出現過熱現象。要保證發動機正常工作,就必須對其進行適度冷卻。因此,發動機冷卻系統對發動機性能的發揮尤為重要。
發動機冷卻風扇與柴油發動機基本保持1:1配套。有關專家依照中國汽車技術研究中心有關數據進行預測的結果顯示:2020年,國內發動機冷卻風扇市場需求量不低于728萬套。
張云清介紹道:“傳統冷卻風扇消耗發動機功率的5%至8%,是消耗發動機功率的重要子系統。”
傳統風扇傳動方式是由曲軸按定傳動比驅動水泵,通過水泵帶動風扇旋轉,風扇的轉速只隨發動機轉速的變化而變化。這種驅動方式不能有效地協調散熱需求與散熱能力之間的關系,無法適應現代汽車節能減排的趨勢。
近年來,各大整車企業和零部件企業逐步投入人力和物力,致力于通過冷卻風扇優化設計及其驅動裝置改善對冷卻系統進行升級。
張云清說:“隨著技術進步和設計理念轉變,一種能根據發動機負荷調整轉速的冷卻風扇驅動方式應運而生,即通過離合器驅動風扇裝置。當前,常見的風扇離合器包括硅油離合器、電磁離合器和電控硅油離合器?!?/p>
■ 三種風扇離合器優劣對比
硅油離合器是一種根據粘性液體特性設計,以硅油為介質傳遞扭矩,并由散熱器的氣流溫度控制的液力傳動離合器。張云清介紹了它的兩個主要優點。一是節省燃油。汽車在行駛過程中有迎面風通過散熱器,90%以上的時間可以不使用風扇。通過硅油離合器降低風扇轉速,可以有效地節省發動機油耗。二是降低噪聲。風扇噪聲是發動機噪聲的主要來源之一。當汽車高速行駛時,如果停止使用風扇,發動機的噪聲就可以顯著降低。
張云清指出:“硅油離合器只能迎風安裝,存在布局位置受限的缺點?!?/p>
電磁離合器依靠線圈通斷電來控制離合器接合與分離,具有快速響應的優勢。但是,它和硅油離合器一樣受到布局位置限制。
在常規硅油離合器基礎上,博格華納開發出了電控硅油離合器。采用電控硅油離合器驅動裝置的冷卻風扇在節能減排和降低噪聲等方面都有較大提升。同時,相比硅油離合器和電磁離合器,它具有轉速控制更精確、不受系統布局影響等優點。
據博格華納熱能系統歐洲技術中心測試,與直接驅動的冷卻風扇相比,采用電控硅油離合器的冷卻風扇,發動機功率消耗可減少4.2%左右;與采用傳統雙金屬感溫硅油離合器的冷卻風扇相比,采用電控硅油離合器的冷卻風扇,發動機功率消耗可減少1.2%左右。張云清介紹道:“這種升級產品已經成為滿足國五柴油機冷卻系統標準要求的最佳匹配方案?!?/p>
■ 電控硅油離合器風扇市場競爭格局
發動機冷卻風扇與電控硅油離合器.按照1:1配比組裝成電控硅油離合器風扇總成,主要應用在國三及以上標準的高檔大型客車、卡車和部分工程機械車輛上。
當前,在國內電控硅油離合器風扇總成廠商中,中外合資企業有華納圣龍(寧波)有限公司和東風貝洱熱系統有限公司,實力較強的國內自主品牌企業有雪龍集團股份有限公司。這三家企業在國內電控硅油離合器風扇總成市場上展開競爭,平分秋色,共同促進電控硅油離合器在中國的普及率不斷提高。
張云清說:“隨著節能減排呼聲日漸高漲和國家環保法規日趨嚴格,電控硅油離合器在減少燃油消耗和降低排放污染物方面的作用開始受到重視,將越來越多地使用在商用車和非道路移動機械上?!?/p>
張云清預計:“未來,電控硅油離合器在國內道路車輛和非道路車輛上的應用率分別是50%和10%,2020年市場需求總量將達到225萬套?!?/p>
編輯:李沛洋