یکی از مهم‌ترین سیستم‌ها در خودروهای بنزینی با موتورهای احتراق داخلی، سیستم خنک‌کننده است. فعالیت موتورهای احتراق داخلی که همواره با جرقه‌زنی و اشتعال همراه است، حرارت و دمای بالایی ایجاد می‌کند. این حرارت در صورت بقا و عدم کاهش، در عملکرد موتور و فعالیت دیگر سیستم‌های خودرو ایجاد اخلال کرده و راندمان خودرو را پایین می‌آورد. حتی در صورت بالا رفتن بیش از حد دما در سیستم فنی خودرو، آسیب‌های متعددی به قطعات مختلف وارد آمده و خودرو از کار می‌افتد. بنابراین نیاز به خنک‌سازی این اجزا، که دمای آن‌ها به صورت مداوم و تصاعدی بالا می‌رود، بسیار ضروری و حیاتی است. سیستم خنک‌کننده خودرو این وظیفه را برعهده دارد و طی فرآیندی مشخص در مسیری کاملا حساب شده روند خنک‌کاری موتور و دیگر اجزای خودرو را تنظیم می‌کند. سیستم‌های خنک‌کننده به دو دسته کلی آب خنک و هوا خنک تقسیم می‌شوند که امروزه در خودروها تنها از سیستم آب خنک استفاده می‌شود. مهمترین اجزای این نوع سیستم خنک‌کننده در خودرو شامل رادیاتور، شلنگ‌های آب، واتر پمپ (پمپ آب)، ترموستات، پروانه خنک‌کننده یا فن، سنسور دمای آب و مجاری آب اطراف بلوک موتور می‌شوند. اکنون می‌خواهیم از پروانه یا فن خودرو در این سیستم بیشتر گفته و وظایف آن را دقیق‌تر بررسی کنیم.

سیستم فن در جریان خنک‌سازی موتور وظیفه تامین هوای مورد نیاز برای این فرآیند را برعهده دارد. فن خودرو را معمولا به صورت پروانه‌ی هواکش در جلوی موتور می‌بینیم. به همین دلیل به فن خودرو پروانه موتور یا پروانه رادیاتور نیز گفته می‌شود. این پروانه که نقش دمنده سیستم خنک‌کاری را بر عهده دارد به دو صورت کلی در خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد. فن مکانیکی فن برقی البته استفاده از فن‌های مکانیکی امروزه منسوخ شده و تنها شاهد فن‌های برقی هستیم. فن‌های برقی با اجزای خود در بخش الکتریکی سیستم خنک‌کاری قرار می‌گیرند و فن‌های مکانیکی در قسمت اجزای مکانیکی این سیستم بودند.

برای درک بهتر عملکرد فن و وظیفه ‌آن در سیستم خنک‌کاری بهتر است ابتدا خلاصه‌ای از روند عملکرد کل سیستم را بررسی کنیم. مهمترین وظیفه سیستم خنک‌کاری خودرو، تامین دمای بهینه و مناسب برای کار موتور است. اجزای این سیستم به دو دسته تقسیم می‌شوند. – مکانیکی: واتر پمپ- ترموستات- شلنگ‌ها- کانال‌های مدار آب- رادیاتور و درب آن – الکتریکی: فن یا پروانه، موتور فن، رله فن و ECU یا یونیت فن معمولا بخشی از دمای ایجاد شده در موتور توسط اگزوز خارج می‌شود. اما بخش دیگر در بدنه موتور باقی مانده و باعث گرم شدن بلوک سیلندر، سرسیلندر و دیگر اجزای موتور می‌شود. این گرما توسط سیستم خنک کننده کاهش می‌یابد. به این ترتیب که واتر پمپ آب رادیاتور را به مجاری و کانال‌های مدار آب اطراف بلوک سیلندر هدایت می‌کند. آب با جریان در این مسیرها دمای بلوک و اجزای مختلف موتور مانند سوپاپ‌ها و مانیولد‌ها را کاهش داده و به سمت رادیاتور باز می‌گردد. دمای آب در رادیاتور مجدد پایین آمده و بار دیگر مسیر خود را به سمت موتور در پیش می‌گیرد. اما دمای آب در رادیاتور از طریق عبور از یک مسیر طولانی با سطح مقطع کم و مجاورت با هوای خنک محیط در تمام مدت عبور از رادیاتور کاهش می‌یابد. فن یا پروانه ماشین به عنوان دمنده نقش تامین‌کننده این هوای محیطی را بر عهده دارند. به این ترتیب باید گفت که با وجود اهمیت رادیاتور در عملکرد سیستم خنک‌کاری، این قطعه بدون فن کارایی خود را از دست خواهد داد و نمی‌تواند وظیفه‌اش را به خوبی و کامل انجام دهد.

همانطور که گفته شد استفاده از انواع فن مکانیکی در گذشته رایج بوده و امروزه منسوخ شده است. این پروانه که نیروی کار و چرخش خود را از موتور می‌گرفت، ضمن پایین آوردن راندمان موتور، به دلیل چرخش مداوم با موتور، استهلاک بالایی داشت. این قطعه توسط یک تسمه و پولی نیروی خود را از میل‌لنگ گرفته و فعالیت خود را آغاز می‌کرد. اما این نحوه کار مشکلاتی داشت. از قبیل: ۱. تغییر دور پروانه با دور موتور ۲. تامین نیرو از میل‌لنگ و کاهش توان موتور ۳. هرزگردی و اتلاف انرژی به دلیل فعالیت مداوم ۴. استهلاک بالا ۵. ایجاد صدای زیاد به دلیل درگیری با تسمه استفاده از فن‌های مکانیکی به دلایل گفته شده از چرخه صنعت خودرو سازی حذف و با فن‌های برقی جایگزین شد.

سیستم این فن‌ها که امروزه در تمام خودروها دیده می‌شوند از یک پروانه تشکیل شده است که یک الکتروموتور همراه دارد. این موتور انرژی لازم برای فعالیت پروانه ماشین را تامین می‌کند. الکتروموتور این سیستم نیز برق مورد نیاز خود را از باتری دریافت می‌کند. به این ترتیب، امکان فعال‌سازی این فن در هر شرایطی و دور دلخواه وجود دارد. اجزای تشکیل دهنده آن شامل موارد زیر می‌شود: پروانه الکترو موتور رله‌های کنترلی ECU فشنگی دمای آب در خودروهای کاربراتوری سنسور آب در خودروهای انژکتوری ECU در سیستم فن برقی خودرو ممکن است مجزا و مختص به آن باشد و یا برای آن از یک یونیت مشترک با سیستم سوخت‌رسانی استفاده شود. سنسورها نیز ترمیستورهایی هستند که با تغییرات دمای آب، مقاومت الکتریکی آن‌ها تغییر می‌کند. این تغییر مقاومت به صورت سیگنال‌هایی قابل پایش به ECU ارسال شده و یونیت اطلاعات لازم برای کنترل عملکرد فن را به دست می‌آورد. به این ترتیب ECU با بررسی اطلاعات سنسورهای دمای آب، شرایط تند، کند و یا خاموش بودن فن را مشخص کرده سیگنال‌های مربوطه را از طریق رله‌های کنترلی به الکتروموتور فن می‌فرستند.

در خودروهای کاربراتوری که فاقد ECU بودند، از فشنگی‌های دمای آب استفاده می‌شد که به صورت مستقیم به فن متصل می‌شدند. این فشنگی دمای آب را کنترل و بالا رفتن آن را به صورت سیگنال به الکتروموتور پشت پروانه منتقل می‌کرد. یونیت پشت فن که به سیگنال‌های دمای بالای ارسالی از فشنگی‌ها حساس بود، با دریافت چنین پیام‌هایی فن را روشن می‌کرد. در این میان اگر به هر دلیلی ارتباط فشنگی‌ها با الکترو موتور قطع می‌شد، سیستم به صورت مداوم کار می‌کرد تا از بالا رفتن دمای موتور جلوگیری کند. اما در خودروهای انژکتوری موتور خودرو به سوئیچی حرارتی مجهز می‌شود که دمای سرسیلندر را به یونیت فن گزارش می‌دهد. این سوئیچ در زمان از کار افتادن سنسور دمای آب، در صورت رسیدن دمای سرسیلندر به ۱۱۸ درجه سانتی‌گراد، فعال شده و سیگنال‌های لازم را به یونیت فن ارسال می‌کند. همچنین فنِ سیستم خنک کننده با سیستم تهویه مطبوع در ارتباط است تا شرایط دور فن را بر اساس وضعیت کولر انتخاب کند. به این ترتیب که، دمای اوپراتور و فشار گاز سیستم کولر نیز به ECU فن اعلام می‌شود تا طبق آن دور صحیح فن انتخاب گردد. این ارتباط کمک می‌کند تا در شرایط بحرانی افزایش دما، کمپرسور کولر را قطع کند که در این صورت چراغ STOP را در صفحه نمایشگر روشن کند.