بلاگ

یکی از اجزای مهم سیستم خنک کاری موتور خودرو رله فن است؛ اما رله فن چیست و چه کاربردی در خودرو دارد؟

پیشرانه‌های درون‌سوز از هزاران قطعه ثابت و متحرک تشکیل شده‌اند که کارکرد هریک در کنار یکدیگر سبب افزایش دما و اصطکاک آن‌ها خواهد شد. به همین خاطر سیستم خنک کاری خودرو وظیفه کاهش دمای پیشرانه را بر عهده دارد. از جمله اجزای مهم این سیستم می‌توان به رادیاتور، ترموستات، فن یا پروانه و واتر پمپ و منبع انبساط اشاره کرد.

همان‌طور که مطلع هستید با افزایش دمای مایع خنک‌کننده داخل موتور، ترموستات اقدام به باز کردن دریچه بین رادیاتور و پیشرانه خواهد کرد تا مایع خنک‌کننده وارد رادیاتور شود. در اثر حرکت این مایع داخل رادیاتور گرمای آن به رادیاتور انتقال یافته و از پیشرانه دور می‌شود. در این مرحله است که فن خودرو با چرخش خود جریان هوای خنک اطراف رادیاتور را بیشتر می‌کند تا هم هوای تازه به رادیاتور رسیده و هم‌ دمای مایع خنک‌کننده داخل آن کاهش یابد. برای عملکرد دقیق فن یا پروانه رادیاتور وجود رله مهم خواهد بود که در ادامه به بررسی این قطعه می‌پردازیم.

رله فن چیست و چه کاربردی در خودرو دارد؟

رله فن یکی از اجزای کلیدی سیستم خنک کاری پیشرانه به شمار می‌رود. این قطعه مسئول کنترل عملکرد فن یا پروانه رادیاتور است و به تنظیم دمای پیشرانه کمک می‌کند. رله با دریافت پیام‌های ECU و فعال‌سازی فن در زمان رسیدن پیشرانه به دمای معین کار خواهد کرد. این امر از داغ شدن پیشرانه جلوگیری می‌کند. چنین قطعه مهمی معمولاً در بخش پیشرانه قرار دارد و در صورت خرابی می‌توان به راحتی آن را تعویض کرد.

رله فن یک سوئیچ برقی است که فعال و غیرفعال شدن فن یا پروانه رادیاتور را کنترل می‌کند. بر اساس دمای پیشرانه و سایر عوامل، رله اقدام به روشن یا خاموش کردن فن خواهد کرد. عملکرد اصلی این رله تنظیم جریان هوا از طریق رادیاتور است. زمانی که دمای پیشرانه به بالاتر از حد بهینه برسد رله باعث فعال‌سازی فن رادیاتور خواهد کرد تا به این ترتیب گرمای اضافی دفع شود. قطعه موردبحث عموماً در نزدیکی رادیاتور نصب می‌شود و اطلاعات مهم را از سنسور دمای پیشرانه دریافت می‌کند. زمانی که سنسور تشخیص دهد دمای مایع خنک‌کننده از حد مجاز بیشتر شده است سیگنال‌هایی را به رله می‌فرستد تا به این ترتیب فن یا پروانه رادیاتور روشن شود. در صورت خرابی قطعه یاد شده پیشرانه می‌تواند داغ کند که این امر آسیب‌ها و هزینه‌های زیادی را در پی خواهد داشت.

در ادامه به برخی از وظایف مهم این قطعه اشاره می‌شود:

• جلوگیری از داغ کردن پیشرانه

رله یاد شده با افزایش دمای پیشرانه باعث فعال شدن فن شده و با حفظ دمای بهینه مانع داغ کردن پیشرانه خواهد شد.

• بهبود عملکرد پیشرانه

با تنظیم جریان هوای ورودی به رادیاتور، این قطعه به دفع گرمای اضافی پیشرانه کمک می‌کند. این امر باعث کارکرد قلب آهنین خودرو در محدوده دمایی بهینه می‌شود و نتیجه آن پرفورمنس بهتر و مصرف سوخت کمتر خواهد بود.

• حفاظت از قطعات پیشرانه

داغ کردن پیشرانه می‌تواند آسیب‌های زیادی را به قطعات پیشرانه همچون واشر سر سیلندر، پیستون و سوپاپ وارد کند. این رله با حفظ دمای پیشرانه در محدوده ایده آل مانع آسیب دیدن قطعات یاد شده می‌شود.

• افزایش طول عمر سیستم خنک کاری خودرو

عملکرد صحیح این قطعه باعث روشن شدن فن در زمان‌های ضروری خواهد شد و بنابراین از فشار کاری سیستم خنک کاری خواهد کاست که نتیجه آن افزایش طول عمر قطعات است.

علائم خرابی رله فن ماشین

درصورتی‌که رله فن خودرو خراب شود رایج‌ترین نشانه‌های آن شامل موارد زیر خواهد بود:

• داغ کردن پیشرانه

اگر دمای پیشرانه خودرو بالاست یا داغ می‌کند شاید قطعه موردبحث ایراد داشته باشد. این قطعه عملکرد فن را کنترل می‌کند تا دمای پیشرانه در محدوده مجاز باشد. در صورت خرابی قطعه یاد شده شاید فن روشن نشود که این امر منجر به داغ کردن پیشرانه خواهد شد.

• عدم کارکرد فن یا پروانه

درصورتی‌که دمای پیشرانه به محدوده تعیین شده قبلی برسد اما فن کار نکند احتمالاً قطعه موردبحث خراب شده است.

• کارکرد دائم فن یا پروانه

یکی دیگر از علائم خرابی این قطعه در ماشین کارکرد دائمی فن رادیاتور است. احتمال دارد فن به‌صورت تصادفی روشن یا خاموش شود و یا اینکه اصلاً روشن نشود که این امر در نهایت باعث داغ کردن پیشرانه می‌شود.

• نوسان دمای پیشرانه

خرابی قطعه موردبحث می‌تواند باعث نوسان دمای پیشرانه نیز شود. احتمالاً شما در این حالت شاهد نوسان آمپر آب در محدوده سرد تا گرم خواهید شد.

در این مطلب به بررسی ویژگی‌ها و مزایا و معایب پیشرانه‌های V8 میل‌لنگ تخت و میل‌لنگ صلیبی خواهیم پرداخت تا ببینیم کدام‌یک بهتر است.

V8 یکی از پراستفاده‌ترین پیشرانه‌های پرفورمنس بالای جهان است و صدای عمیقی دارد که قلب شما را در سینه به تپش می‌اندازد و سرها را می‌چرخاند. بااین‌حال، صدای همهٔ موتورهای V8 شبیه هم نیست و هشت سیلندرهای اروپایی صدای کاملاً متفاوتی نسبت به نمونه‌های آمریکایی دارند. دلیل این تفاوت قطعه‌ای بنام میل‌لنگ و تفاوت در طراحی آن است. موتورهای آمریکایی به‌طور سنتی از میل‌لنگ صلیبی استفاده می‌کنند درحالی‌که موتورهای اروپایی معمولاً به میل‌لنگ تخت مجهز هستند؛ اما این میل‌لنگ‌ها چه تفاوتی باهم دارند؟ چطور میل‌لنگ تخت باعث تولید صدای متفاوتی نسبت به میل‌لنگ صلیبی می‌شود و کدام‌یک بهتر است؟

میل‌لنگ چیست؟

پیش از آنکه به تفاوت میل‌لنگ تخت و صلیبی بپردازیم ابتدا بهتر است ببینیم میل‌لنگ چیست و چه کاری انجام می‌دهد. این یک شافت در پایین موتور است که پیستون‌ها به آن متصل هستند و خروجی نهایی پیشرانه را به گیربکس تحویل می‌دهد. درواقع، میل‌لنگ حرکت رفت و برگشتی پیستون‌ها را به حرکت چرخشی تبدیل می‌کند. در میل‌لنگ صلیبی، هر بار که میل‌لنگ ۹۰ درجه می‌چرخد، یکی از سیلندرها شلیک می‌شود. میل‌لنگ صلیبی فقط در پیشرانه‌هایی با مضرب ۸ قابل‌استفاده است اما نیازی نیست الزاماً ترکیب V شکل داشته باشد. این یعنی موتورهای هشت سیلندر خطی، V16 و حتی هشت سیلندر خطی هم می‌توانند از این نوع میل‌لنگ استفاده کنند. برای موتورهای V8 در سراسر جهان میل‌لنگ صلیبی بسیار متداول‌تر است و موتورهای V8 تولید انبوه مثل ۵ لیتری فورد، همی کرایسلر و حتی ۶.۲ لیتری M156 مرسدس در SLS AMG همگی میل‌لنگ صلیبی هستند.

در میل‌لنگ تخت اما به ازای هر ۱۸۰ درجه‌ای که میل‌لنگ می‌چرخد، یک پیستون شلیک می‌شود. در موتورهای V8 از میل‌لنگ تخت کمتر استفاده می‌شود اما برخلاف میل‌لنگ صلیبی، از میل‌لنگ تخت می‌توان در همهٔ پیشرانه‌ها استفاده کرد و همهٔ موتورهای چهار سیلندر از این نوع میل‌لنگ استفاده می‌کنند. در گذشته، موتورهای V8 میل‌لنگ تخت فقط توسط اروپایی‌ها ساخته می‌شدند و به‌عنوان‌مثال، تمام پیشرانه‌های فراری و همین‌طور موتور ۳.۸ لیتری مک‌لارن از MP4 12C تا P1 میل‌لنگ تخت بودند اما طی چند سال اخیر، خودروسازان آمریکایی هم سراغ این نوع طراحی رفته و موتور ۵.۲ لیتری موستانگ شلبی GT350 و ۵.۵ لیتری کوروت Z06 از نوع میل‌لنگ تخت است.

کدام‌یک بهتر است؟

یکی از ویژگی‌های مثبت موتورهای V8 میل‌لنگ صلیبی، صدای جذابی است که به خدایان قدرت و گشتاور ادای احترام می‌کند! اما علاوه بر صدای باشکوه، هشت سیلندرهای میل‌لنگ صلیبی عملکرد نرمی هم دارند و با شلیک یک سیلندر در هر ۹۰ درجه، چرخشی ثابت و کارکردی آرام خواهند داشت. نکتهٔ مهم اینکه به دلیل منظم بودن فرکانس شلیک سیلندرها، موتورهای V8 میل‌لنگ صلیبی گشتاور بالایی تولید می‌کنند که از دورهای پایین در دسترس است. به همین دلیل است که موتور همی خودروهای دوج و کرایسلر از همان ابتدا گشتاوری کوه افکن را در اختیار راننده می‌گذارد و به‌راحتی تایرها را به دود سفید تبدیل می‌کند.

بااین‌حال، موتورهای میل‌لنگ صلیبی مشکلاتی هم دارند. این موتورها برای اینکه کارکرد نرمی داشته باشند به وزنه‌های تعادل نیاز خواهند داشت. بدون این وزنه‌ها، تکان‌های ناشی از چرخش میل‌لنگ صلیبی باعث لرزش موتور خواهد شد. این وزنه‌ها اما سنگین هستند و به وزن میل‌لنگ اضافه می‌کنند. به دلیل همین جرم اضافی، موتورهای میل‌لنگ صلیبی خیلی سریع دور نمی‌گیرند و ردلاین نسبتاً پایینی دارند. همچنین میل‌لنگ صلیبی و وزنه‌های تعادل آن به فضای بیشتری نیاز دارد و اندازهٔ موتور را بیشتر می‌کند. از سوی دیگر، موتورهای میل‌لنگ تخت به‌طور ذاتی متعادل هستند و می‌توانند بدون وزنه‌های سنگین کار کنند؛ بنابراین، جرم چرخشی میل‌لنگ کاهش پیدا می‌کند و باعث می‌شود موتور سریع‌تر پاسخ دهد. به همین دلیل، موتورهای میل‌لنگ تخت ردلاین بسیار بالاتری نسبت به نمونه‌های میل‌لنگ صلیبی دارند.

به‌عنوان‌مثال، ردلاین موتور موستانگ GT350 به ۸,۲۰۰ rpm می‌رسد درحالی‌که این رقم برای موستانگ GT تنها ۷ هزار rpm است. ردلاین موتورهای میل‌لنگ تخت فراری حتی از ۹ هزار rpm هم بیشتر است. همچنین به دلیل فقدان وزنه‌های تعادل، موتورهای میل‌لنگ تخت جمع‌وجورتر هستند که امکان نصب روی خودروهای کوچک‌تری را فراهم می‌کند. بااین‌وجود، این موتورها هم نقاط ضعف خاص خود را دارند. به دلیل چرخش ۱۸۰ درجه‌ای میل‌لنگ برای شلیک هر پیستون، این پیشرانه‌ها لرزش بیشتری دارند و خیلی آرام کار نمی‌کنند. البته هرچه دور موتور بالاتر برود شرایط بهتر می‌شود اما در دورهای پایین لرزش زیاد است. بزرگ‌ترین مشکل موتورهای میل‌لنگ تخت اما کمبود گشتاور است. به دلیل زاویهٔ بیشتر بین شلیک سیلندرها، این موتورها گشتاور کمتری تولید می‌کنند.

نتیجه‌گیری

با توجه به اینکه موتورهای میل‌لنگ تخت و میل‌لنگ صلیبی هرکدام مزایا و معایب خود را دارند، نمی‌توان به‌طور قاطع گزینهٔ برتر را انتخاب کرد اما مزیت‌های میل‌لنگ تخت یعنی اندازهٔ جمع‌وجورتر، کاهش اینرسی و کاهش جرم دورانی، پررنگ‌تر هستند. این نوع موتور هرچند مشکلاتی دارد اما مقابله با این مشکلات آسان‌تر و با روشی ساده‌تر انجام می‌شود. برای مقابله با ارتعاش بالا از دسته‌موتورهای فعال استفاده می‌شود و در عصر توربوشارژر، حتی موتورهای میل‌لنگ تخت هم می‌توانند گشتاور دور پایین بسیار زیادی تولید کنند؛ بنابراین، موتورهای V8 میل‌لنگ صلیبی هرچند متداول‌تر هستند اما از لحاظ فنی نمونه‌های میل‌لنگ تخت برتری دارند. بااین‌حال، ازآنجایی‌که در رابطهٔ خیلی از ما با خودرو عشق و احساس جریان دارد، هرچند موتور میل‌لنگ تخت از لحاظ فنی برتر است اما نادیده گرفتن غرش و صدای جذاب V8 میل‌لنگ صلیبی دشوار است.