在大众公司发动机电子控制冷却系统中(图13-23),冷却液温度调节、冷却液的循环(节温控制)、冷却风扇的控制均由发动机负荷决定,其冷却液循环路线如图13-24所示。
图13-23 大众APF发动机电子控制发动机冷却系统
图13-24 大众APF发动机电子控制发动机冷却系统冷却液循环路线
在电控冷却系统中,冷却液分配法兰与节温器合成一个信号单元,称为冷却液分配单元,如图13-25所示,发动机控制单元内设有电子控制冷却系统的特性图,如图13-26所示。
图13-25 冷却液分配单元
图13-26 电子控制冷却系统的特性图
冷却液分配单元上的冷却液控制单元实际上就是一个电加热的蜡式节温器,如图13-27所示。当发动机处于冷起动及部分负荷时,冷却液控制单元(节温单元)的加热电阻未通电,主阀门关闭,小循环阀门打开,冷却液经过发动机缸盖、分配器上平面流入,经过打开的小循环阀门直接流回水泵,形成小循环,冷却液温度很快升至95~110℃的正常工作温度,如图13-28所示。
图13-27 电子节温器单元
发动机全负荷运转时,要求较高的冷却能力。控制单元根据传感器信号对温度调节单元加载电压(以脉宽调制信号控制),溶解石蜡体,使大循环阀门打开,同时,机械关闭小循环通道,冷却液进行大循环,使冷却液温度保持在85~95℃,如图13-29所示。
图13-28 小循环
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图13-29 大循环
电子控制冷却系统的传感器主要是装于冷却液分配单元上的冷却液温度传感器G62和装于散热器上的散热器出口温度传感器G83、进气温度传感器G42、空气流量计G70、发动机转速传感器G28、暖风加热器温度旋钮上的电位计G267、温度翻板位置开关F269,如图13-30所示。这些传感器采集所有信息,发动机ECU对这些信息进行计算,并根据计算结果进行相应控制:激活加热电阻,打开大循环,调节冷却液温度;激活冷却风扇,迅速降低冷却液温度。车辆使用暖风过程中,暖风加热器温度旋钮上的电位计G267识别驾驶人的要求(温度),从而调节冷却液温度。温度旋钮处于70%位置,冷却液温度95℃;温度旋钮开关处于“非关闭”位置时,微动开关打开,激活双向阀N147,并且通过真空激活热交换器的冷却液切断阀,使其打开。
图13-30 电子控制冷却系统元件
发动机出水口冷却液温度的特征值存储于发动机控制单元中。发动机ECU根据冷却液温度传感器G62和G83传来的信号比较特征值与发动机出水口温度值,给出一个脉冲信号,为节温器的加热电阻加载电压;比较发动机出水口温度值和散热器出水口温度值,调节散热器电控风扇。
图13-31 温度调节单元F265
当发动机静止或处于启动工况时,温度调节单元F265(图13-31)无电压加载。节温单元的加热系统不是加热冷却液,而是加热节温单元的控制部分,使大循环打开。加热电阻位于膨胀式节温单元的石蜡中。电阻根据特性图加热石蜡,使膨胀单元发生位移x,节温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。低的加热脉宽对应着较高的冷却液温度,高的加热脉宽就对应着发动机将在较低的冷却液温度下工作。如果没有电压输入,那么控制只由膨胀元件自身完成,风扇以1档常转。
在发动机全负荷时,要求获得较低的冷却液温度85~95℃,这就要求具有足够的冷却能力。为了提高冷却能力,控制单元为风扇电机设置了两个转速,依靠发动机出水口与散热器出水口的温度差来控制。
关闭发动机后,如果温度较高,风扇会继续运转一段时间。车速超过100km/h,风扇不能工作,因为高于此车速行驶,风扇无法提供额外的冷却。车辆带牵引或空调系统工作后,两个风扇电机均工作(大循环)。
同其他电控系统一样,电子控制冷却系统也具有自诊断功能,并具有失效保护功能。如果冷却液温度G62损坏,冷却液温度控制以95℃为替代值,并且风扇以1档常转;如果冷却液温度传感器G83损坏,控制功能保持风扇以1档常转;如果其中一个温度超出极限,风扇2档被激活;如果两个传感器都损坏,则为节温单元加热电阻施加最大的电压值,并且风扇2档常转;如果故障发生在第一风扇的输出端,则第二风扇被激活(替代);如果故障发生在第二风扇的输出端,则控制单元将节温器完全打开(安全模式)。
大众电子控制冷却系统电路图如图13-32所示。
图13-32 大众电子控制冷却系统电路图
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