相比電動車啟動時的悄無聲息，燃油車的啟動聲音無疑令人心潮澎湃，特別是部分越野車，啟動時“嗚”的一聲，氣勢十足。為什么不同汽車的啟動聲音不同，有的汽車會發(fā)出“嗚”的一聲呢？

由于機械結構不同，不同類型，不同缸數的發(fā)動機點火順序和頻率不同，產生的聲音節(jié)奏也不同，簡單來說，發(fā)動機缸數越多，各缸之間的點火間隔和振動相互影響，聲音會更復雜且富有層次感。除了發(fā)動機本體發(fā)出的聲音外，有一些聲音是發(fā)動機附件帶來的，如起動機、風扇等。目前，主流汽車搭載的散熱風扇有兩類——電子扇和硅油風扇，技術路線差異明顯。

硅油風扇：機械溫控的經典方案

19世紀60年代，博格華納（BorgWarner）率先推出硅油風扇離合器，其核心原理是利用硅油的熱膨脹后高粘度特性來傳遞扭矩，實現轉速調節(jié)，通過感溫器自動控制風扇的分離和接合，從而實現對發(fā)動機溫度的調節(jié)。早期產品依賴雙金屬感溫器，通過溫度變化控制硅油流量。

2009年電控硅油離合器量產，引入ECU控制電磁線圈，實現更精準的溫度響應。例如，博格華納的電控硅油離合器可直接讀取發(fā)動機溫度傳感器信號，調整風扇轉速。

這種風扇離合器最初主要用于商用車和一些高性能發(fā)動機，因其結構簡單、可靠性高而逐漸在汽車領域得到廣泛應用。隨著時間的推移，硅油風扇技術不斷改進，從最初的開關型發(fā)展到如今的漸開型，能實現更精細的溫度控制和轉速調節(jié)。廣泛用于卡車、工程機械，而在豐田普拉多、吉普牧馬人等硬派越野車中也普遍使用。

硅油風扇核心部件為硅油離合器，具體由主動盤、從動盤、儲油腔、溫控閥片組成。硅油風扇通過發(fā)動機曲軸直連或皮帶帶動主動盤旋轉，硅油通過雙金屬感溫器或電磁線圈控制流量，根據需要流入并填充于工作腔，從而傳遞扭矩至從動盤，驅動風扇旋轉。這個結構有點類似液力變矩器，通過某種介質來傳遞扭矩實現驅動。

低溫狀態(tài)下，溫控閥片關閉，硅油不進入工作腔，風扇低速旋轉。高溫狀態(tài)下，閥片開啟，硅油填充工作腔，風扇轉速逐漸提高。

當硅油風扇發(fā)動機熄火后，工作腔內還會殘留部分硅油，當車輛下一次啟動時，在硅油的剪切力帶動下，硅油風扇會跟隨發(fā)動機一起轉動，從而發(fā)出“嗚”的一聲響，這就是聲音的源頭了。

電子扇：按需散熱 節(jié)能典范

除了硅油風扇，目前主流乘用車都偏愛使用電子扇來冷卻。20世紀80年代，隨著電子控制技術的普及，獨立電機驅動的電子扇逐漸取代傳統(tǒng)機械風扇。其核心突破在于脫離發(fā)動機直接驅動，實現轉速與發(fā)動機工況解耦。90年代后，PWM脈寬調制技術應用，風扇轉速可無級調節(jié)；2010年后，直流無刷電機的引入進一步提升能效。

電子扇核心部件就是直流電機，控制模塊包含 ECU、溫度傳感器、繼電器，ECU通過占空比控制電調節(jié)電子扇轉速。

相比硅油風扇，電子扇的工作邏輯可以更精細化。如發(fā)動機冷機狀態(tài)起動，電子扇可以完全停轉來提升升溫速度。高溫狀態(tài)下，電子扇全速運轉來精準溫控。由于僅在需要時工作，相比硅油風扇的直驅結構，電子扇能節(jié)省5%左右的發(fā)動機功率。

為什么電子扇能如此精準控制轉速呢？關鍵技術就是占空比。

占空比通過PWM脈寬調制技術來調整電流的輸入，進而控制電機的轉速。PWM 技術是通過將高電平信號和低電平信號以非常高的頻率交替輸出，同時控制高電平信號的占空比，從而實現對電路的控制。

通俗講，可以將PWM信號想象成一個能量的 “水龍頭”。打開時（高電平），關閉時（低電平）。如果“開”的時間很長，“關”的時間很短，電子風扇得到的能量（電流）更多，轉速就更快；反之，如果“開”的時間很短，“關”的時間很長，電子風扇得到的能量（電流）少，轉速就變慢。不過，PWM信號開關的頻率極高，快到只能用示波器才能觀察得到，而開關狀態(tài)的持續(xù)時間，決定了風扇轉速，而占空比則是用來控制“開”和“關”的時間比例。

新能源時代，由于沒有了發(fā)動機，同時對能源管理更是達到史無前例的高度，電子扇的優(yōu)勢自然成為車企首選。電池的工作溫度，高了不行，低了也不行，為了達到較高的充電功率，需要熱管理系統(tǒng)將電池溫度控制在合理區(qū)間才能維持。以理想MEGA為例，由于車輛的峰值充電功率達到500kW，車輛的散熱需求極大，因此理想為其配備了一個功率高達1100W且直徑535毫米的大風扇。

顯然，從機械時代的硅油傳動到智能時代的電子控制，無論是硅油風扇還是電子風扇，都在為實現“低噪音、零故障、低能耗”的目標而不斷升級迭代。（朋月）