차량의 엔진은 많은 양의 열을 발생시켜 엔진 냉각 팬의 도움이 필요합니다. 차량이 낮은 속도로 움직이거나 정차 시, 엔진 냉각 팬은 라디에이터를 통해 공기를 흡입합니다. 팬 클러치는 냉각 팬 작동의 가장 중요한 구성 요소 중 하나이며, 엔진의 전체 작동에 크게 기여합니다. 많은 새로운 차량들은 전기식 냉각 팬을 사용하지만, 많은 구형 차량들은 팬을 제어하기 위해 기계식 팬 클러치를 사용합니다.
팬 클러치는 대부분 팬에 장착되고 수냉펌프 또는 기타 벨트 구동 풀리에 설치되는 온도에 따라 작동하는 열 조절 장치입니다. 엔진의 온도가 특정 열 수준에 도달할 때까지 팬 클러치는 느슨하게 회전하다가, 클러치가 결합되어 팬이 효율적으로 작동하도록 합니다. 엔진이 차가운 상태거나 정상 작동 온도에서 작동할 경우 팬은 엔진 온도를 조절하기 위해 필요한 속도로 분리되거나 느려집니다.
차량에는 일반적으로 플렉스, 클러치 및 전기식 등 세 가지 다른 유형의 엔진 냉각 팬이 장착됩니다. 각 팬 유형마다 고유한 장단점이 있지만, 플렉스 팬과 클러치 팬의 차이점을 살펴보겠습니다:
플렉스 팬
플렉스 팬은 스틸 프레임에 플라스틱, 스틸 또는 기타 유연한 재질로 만들어진 날개를 장착하고 있습니다. 필요하지 않을 때 특정 RPM에서 평평하게 펼쳐지도록 설계되어 엔진을 냉각하고 엔진의 출력 저하를 일으키는 저항을 줄입니다. 플렉스 팬은 아이들링 시 라디에이터를 통해 공기를 끌어들이고 평평하게 펼쳐지는 능력을 가지고 있습니다. 이는 클러치 팬이 적절한 엔진 온도를 유지하기 위해 미끄러지는 것과 유사합니다. 플렉스 팬은 아이들링이나 저속 운전에 도움을 주지만, 저 RPM에서 소음이 발생할 수 있으며 다른 종류의 팬에 비해 엔진의 마력 손실이 더 큽니다.
클러치 팬
클러치 팬은 열식과 비열식 두 가지 방식으로 사용할 수 있습니다. 그러나 열식 팬 클러치는 엔진 구동 팬 중 가장 효율적인 형태입니다. 바이메탈 열 스프링은 라디에이터를 통과하는 공기의 열에 따라 팽창하거나 수축하며 라디에이터 앞쪽에 위치해 있습니다. 온도가 화씨 약 170도에 도달하면, 스프링이 팽창하여 실리콘 유체가 클러치로 흐르도록 챔버를 열고, 이때 클러치는 물펌프 속도의 약 70~90%로 작동합니다. 일반적으로 이는 느린 속도나 아이들 상태에서 발생합니다. 차량이 가속하면 라디에이터를 통과하는 공기의 양이 크게 증가하여 라디에이터를 식힙니다. 공기의 많은 양이 바이메탈 열 스프링을 식혀서 클러치가 해제되도록 합니다. 이 순간, 팬은 물펌프의 약 20% 속도로만 회전하며, 더 많은 공기가 라디에이터를 통해 들어오기 때문에 팬이 필요하지 않습니다. 순항 시 드래그가 줄어들어 마력이 증가하고 연비가 향상됩니다.
비열식 팬 클러치는 열식 팬 클러치와 비교했을 때 더 경제적인 대안입니다. 이는 비열식 팬 클러치가 계속 연결되어 있으며 수랭펌프 샤프트의 속도의 30에서 60 퍼센트로 회전하기 때문입니다. 비열식 팬 클러치는 비용이 더 낮은 옵션이지만, 더 많은 전력을 필요로 하며, 열식 클러치만큼 오래 가지 않으며 저속에서 냉각 효율이 떨어져 연료 경제성이 감소하게 됩니다.
