电控发动机原理与检修（第2版）教学课件作者赵振宁9.ppt

第九章　电控发动机对冷却系的控制 正确的发动机工作温度不仅对发动机的动力输出、燃油经济性影响较大（图９－１发动机冷却液温度对发动机功率和燃油消耗率响）；同时，也有利于降低有害物质排放。 发动机的性能依靠适当的冷却。若在部分负荷（Ｐａｒｔｔｈｒｏｔｔｌｅｒａｎｇｅ） 时，冷却液温度较高一些（９５℃ ～１１０℃），则能降低燃油消耗及有害物质的排放；若在全负荷时（Ｆｕｌｌｔｈｒｏｔｔｌｅｒａｎｇｅ）冷却液温度较低一些（８５℃ ～９５℃），则进气加热作用较小，能提高发动机性能，增加动力输出。若能依据发动机负荷使发动机在该状态下有一个适宜的温度，则能较大改善发动机的性能与降低有害物的排放，于是电子控制发动机冷却系统应运而生。冷却液的循环（节温器控制）、冷却风扇的介入控制均由发动机负荷决定是此种冷却系统的特征。 第九章　电控发动机对冷却系的控制 图９－２所示为发动机冷却液温度在部分负荷和全负荷的温度控制。 一、冷却液温度调节的必要性 汽车发动机是在各种不同的气候条件下运转，且发动机的负荷变动也很大。为了使冷却液温度保持稳定在一个较小的范围内，必须对冷却液温度（也就是发动机温度）进行调节。 适应于不同工况的有效方法是可以使用节温器来调节温度，该节温器装有对温度敏感的膨胀元件，节温器的工作不受冷却系中压力上升和下降变动的影响。当冷却液温度下降时，节温器开启一个阀门使散热器旁通水道的流量增加，不走散热器。这种方法使工作温度稳定，汽车暖气系统的工作性能良好，排放中的污染物减少，也降低了发动机的磨损。 第九章　电控发动机对冷却系的控制 进一步发展可采用脉谱图（ＭＡＰ图） 控制的节温器。电子控制的节温器不同于单纯的膨胀元件控制的节温器。这种节温器在很大程度上采取于电脑对节温器的加热控制。在ＭＡＰ图控制的节温器中，石蜡元件加热后，模拟增加的冷却液温度便设定在最佳温度水平。 如图９－３所示为温度调节单元Ｆ２６５（温度调节执行机构，功能相当于传统的节温器，）控制。 当处于启动或停车工况时，无电压加载。温度调节单元的加热系统不是加热冷却液，而是加热温度调节单元的石蜡体部分，使大循环打开；加热电阻位于膨胀式温度调节单元的石蜡中；电阻根据特性图加热石蜡，使石蜡膨胀发生位移，温度调节单元通过此位移进行机械调节；加热是由发动机控制单元发出的一个脉冲信号来完成的，加热程度由脉宽和时间决定。 第九章　电控发动机对冷却系的控制 二、风扇转速调节的必要性 在低速时，车辆需要高的冷却能力，因此散热器必须强制通风。轿车通常用注模法制成单体塑料风扇；商用车用驱动功率高达２０ｋＷ 的风扇同样用注模法制成。功率消耗不大的风扇常用直流电动机驱动，功率可达６００Ｗ。虽然风扇在叶片形状及布置上是采用低噪声设计的，但由于风扇经常高速旋转，仍会产生较大的噪声。 注：因为费用高，电驱动不用于中型轿车和大型车辆，在这些车辆上，风扇是用皮带由发动机直接驱动。在重型货车上，风扇直接装在曲轴上，省却中间传动件。 第九章　电控发动机对冷却系的控制 对风扇的控制需要特别注意，视车辆的形式和行驶条件的不同。高速时，迎面气流可在高达９５％的时间内提供足够的冷却，在此期间，电脑控制停止风扇运转，则用于驱动风扇的燃料可以节省下来。为此采用电驱动的风扇时，可以用一个多级或无级控制系统来控制，即只有当冷却液超过规定温度时，温度控制的电动开关或发动机电子装置才启动风扇。 此系统应用于大众宝来ＡＰＦ（１.６Ｌ７４ｋＷ ４缸直列）发动机上，该系统中的冷却液温度调节、冷却液的循环（节温控制）、冷却风扇的工作均由发动机负荷决定并由发动机控制单元控制，使之相对于装备传统冷却系统的发动机在部分负荷时具有更好的燃油经济性及较低的ＣＯ／ＨＣ排放。未来生产的发动机上将逐步推广。 第九章　电控发动机对冷却系的控制 知识点滴：发动机电动冷却风扇的工作是计算机根据冷却液温度、怠速开关状态及行驶车速，在需要时开关电扇。电子扇在不需要时停止，交流发电机的发电电流自动变小，发动机可以节省燃料，提高经济性。 三、控制系统原理 图９－４所示为冷却液温度电子控制原理示意图。 四、控制系统组成和主要逻辑关系 图９－５所示为冷却液温度电子控制系统组成。主要逻辑关系有发动机转速传感器Ｇ２８和发动机负荷传感器Ｇ７０确定冷却液温度“特定值１”；车速ＡＢＳ电脑Ｊ１０４传入发动机电脑Ｊ３６１和空气流量计内的进气温度Ｇ４２确定冷却液温度“特定值２”；发动机温度Ｇ６２、发动机转速Ｇ２８确定预控制脉冲；负荷Ｇ７０、发动机转速Ｇ２８控制散热风扇一挡时和二挡时的温度差异。 第九章　电控发动机对冷却系的控制 传感器采集所有信息，发动机电脑Ｊ３６１对这些信息时刻进行计算，并根据计算结果，进行如下两项相应控制。 （１）激活加热电阻，打开大循环，调节冷却液温度； （２）激活冷却风扇，迅