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1、1 第七章第七章 电控节温器技术电控节温器技术2第一节第一节 概概 述述目前，汽车发动机冷却系统广泛采用传统蜡式节目前，汽车发动机冷却系统广泛采用传统蜡式节温器控制冷却液流经散热器的流量，实现冷却强温器控制冷却液流经散热器的流量，实现冷却强度的调节。度的调节。当发动机冷却液温度变化时，传统节温器当发动机冷却液温度变化时，传统节温器执行动作较缓慢，冷却强度的调节未能根据发动机工执行动作较缓慢，冷却强度的调节未能根据发动机工作温度的变化而适时变化，故响应速度慢，滞后时间作温度的变化而适时变化，故响应速度慢，滞后时间长。长。控制精度不控制精度不高高，误差大，不能保证发动机始终在最佳，误差大，不能保证
2、发动机始终在最佳的温度下工作，发动机在工作过程将出现高温和低温的温度下工作，发动机在工作过程将出现高温和低温的情况。的情况。使发动机传热损失和磨损较严重，燃油消耗率增高，使发动机传热损失和磨损较严重，燃油消耗率增高，排放污染增大等。排放污染增大等。电控节温器技术，根据存储在电控节温器技术，根据存储在ECUECU内的特性曲线，使发动内的特性曲线，使发动机在各种功率和负荷状态下，冷却状态均能符合实际需机在各种功率和负荷状态下，冷却状态均能符合实际需要。要。3第二节、电控节温器技术的发展及应用第二节、电控节温器技术的发展及应用一一. .宝马的电子节温器宝马的电子节温器宝马宝马N62N62、M3M3发
3、动机装有电子节温器，又称带特性曲线式发动机装有电子节温器，又称带特性曲线式节温器。冷却液泵与节温器壳组合在一起并用螺栓固定在节温器。冷却液泵与节温器壳组合在一起并用螺栓固定在下正时链箱盖上。下正时链箱盖上。冷却液温度是根据发动机负荷信号和车速通过电子节温器冷却液温度是根据发动机负荷信号和车速通过电子节温器进行调节的。可以有针对性地提高部分负荷范围内的冷却进行调节的。可以有针对性地提高部分负荷范围内的冷却液温度。电子节温器由液温度。电子节温器由DMEDME（数字发动机管理系统）根据（数字发动机管理系统）根据特性曲线进行调节。特性曲线进行调节。节温器特性曲线由下列因素决定：发动机节温器特性曲线由下
4、列因素决定：发动机负荷、发动机转速、车速、进气温度、冷负荷、发动机转速、车速、进气温度、冷却液温度。却液温度。通过提高部分负荷区域通过提高部分负荷区域( (即发动机节温器调即发动机节温器调节区域节区域) )内的冷却液温度和部件温度可以显内的冷却液温度和部件温度可以显著降低耗油量和尾气排放著降低耗油量和尾气排放( (温度每提高温度每提高1010，耗油量降低约，耗油量降低约1%)1%)。45电子节温器的功能和基本机械结构与传统电子节温器的功能和基本机械结构与传统节温器相同。电子节温器在膨胀元件节温器相同。电子节温器在膨胀元件( (蜡制蜡制元件元件) )内集成有一个加热元件，并与节温器内集成有一个加
5、热元件，并与节温器盖构成一个单元。电子节温器的节温器盖盖构成一个单元。电子节温器的节温器盖采用压铸铝合金制成，节温器盖内还集成采用压铸铝合金制成，节温器盖内还集成一个用于电子节温器膨胀元件与加热元件一个用于电子节温器膨胀元件与加热元件连接的电气接口。连接的电气接口。6电子节温器已经过调整，即在不受集成式电子节温器已经过调整，即在不受集成式加热装置干扰的情况下，节温器处的冷却加热装置干扰的情况下，节温器处的冷却液温度达到液温度达到103103时打开。因为节温器安装时打开。因为节温器安装在发动机进口处，所以这个温度就是冷却在发动机进口处，所以这个温度就是冷却液进入发动机时的温度。液进入发动机时的温
6、度。7DMEDME进行调节干预时系统将接通节温器内集进行调节干预时系统将接通节温器内集成的加热膨胀元件，加热膨胀元件根据温成的加热膨胀元件，加热膨胀元件根据温度决定节温器的开启程度。与传统节温器度决定节温器的开启程度。与传统节温器相比，通过加热膨胀元件可以使节温器在相比，通过加热膨胀元件可以使节温器在冷却液温度较低时打开冷却液温度较低时打开( (节温器调节范围节温器调节范围80-103)80-103)。因此，在进行调节干预时，电。因此，在进行调节干预时，电子节温器的膨胀元件加热后的温度高于当子节温器的膨胀元件加热后的温度高于当前流过的冷却液的温度。前流过的冷却液的温度。8二、大众电控节温器技术
7、二、大众电控节温器技术1.1.概述概述根据负荷状况来确定温度规定值，对冷却液进行根据负荷状况来确定温度规定值，对冷却液进行节温控制和风扇的接通控制是这种新型冷却系统节温控制和风扇的接通控制是这种新型冷却系统的特点。将冷却液温度与当前的工作状态相匹配，的特点。将冷却液温度与当前的工作状态相匹配，其优点是在部分负荷时燃油消耗降低了，减少了其优点是在部分负荷时燃油消耗降低了，减少了未处理就排放掉的废气中未处理就排放掉的废气中COCO和和HCHC的含量。的含量。9如图如图8-98-9所示，对于电控节温器调节的冷却系统来说，部所示，对于电控节温器调节的冷却系统来说，部分负荷状态时，冷却液温度为分负荷状态
8、时，冷却液温度为95-11095-110；全负荷时冷却液；全负荷时冷却液温度为温度为85-9585-95。10部分负荷时冷却液温度较高，有助于降低部分负荷时冷却液温度较高，有助于降低燃油消耗和废气中的有害物质；全负荷时燃油消耗和废气中的有害物质；全负荷时冷却液温度较低，吸入的空气被加热到的冷却液温度较低，吸入的空气被加热到的温度低一些，有助于提高功率。温度低一些，有助于提高功率。电控节温器技术的开发目的，就是要能按电控节温器技术的开发目的，就是要能按负荷状态将发动机的工作温度调节到某个负荷状态将发动机的工作温度调节到某个规定值。规定值。11冷却液控制单元2加热电阻加热电阻升程销升程销膨胀元件膨
9、胀元件小循环阀小循环阀（副阀门）（副阀门）压力弹簧压力弹簧连接插头连接插头大循环阀大循环阀（主阀门）（主阀门）温度调节单元温度调节单元-F265-F265壳体壳体石蜡石蜡2.2.结构与工作原理结构与工作原理(1)(1)电控节温器电控节温器a a部件组成部件组成 电控节温器由充蜡膨胀式节温器、充蜡元件内的电阻加热电控节温器由充蜡膨胀式节温器、充蜡元件内的电阻加热器、压缩弹簧器、压缩弹簧( (用于机械封闭冷却液通道用于机械封闭冷却液通道) )、一个大阀盘和、一个大阀盘和一个小阀盘组成。一个小阀盘组成。b b功能功能 冷却液分配器壳体内的膨胀式节温器浸在冷却冷却液分配器壳体内的膨胀式节温器浸在冷却液
10、中，充蜡元件在不加热的情况下调节温度，液中，充蜡元件在不加热的情况下调节温度，这与传统节温器一样，但是它是按不同温度范这与传统节温器一样，但是它是按不同温度范围设计的。由于冷却液温度的作用，蜡熔化成围设计的。由于冷却液温度的作用，蜡熔化成液体并膨胀，这个膨胀作用使得行程销产生一液体并膨胀，这个膨胀作用使得行程销产生一个行程。在不通电的正常情况下，这个膨胀过个行程。在不通电的正常情况下，这个膨胀过程按照发动机出水口处程按照发动机出水口处110110冷却液温度来设计冷却液温度来设计的。的。13节温器加热元件并不加热冷却液，它只按节温器加热元件并不加热冷却液，它只按规定来加热节温器，以便打开冷却液大
11、循规定来加热节温器，以便打开冷却液大循环。环。14实际的冷却液温度值实际的冷却液温度值是在两个不同点处获是在两个不同点处获取的，并作为电压信取的，并作为电压信号传给号传给ECUECU。冷却液实际温度值冷却液实际温度值1 1（G62)G62)直接在发动直接在发动机上的冷却液分配器机上的冷却液分配器上的出口处获取。上的出口处获取。冷却液实际温度值冷却液实际温度值2(G83)2(G83)在散热器上的在散热器上的冷却液出口前获取。冷却液出口前获取。(2)(2)冷却液温度传感器冷却液温度传感器15将特性曲线上存储的规定温度值与实际温度将特性曲线上存储的规定温度值与实际温度值值1 1进行对比，可得出电控节
12、温器内加热电进行对比，可得出电控节温器内加热电阻通电的占空比。阻通电的占空比。将冷却液实际温度值将冷却液实际温度值1 1和和2 2进行对比，用于进行对比，用于ECUECU控制散热器风扇。控制散热器风扇。16如果冷却液温度传感器如果冷却液温度传感器G62G62损坏，那么就用损坏，那么就用固定的替代值固定的替代值9595来继续进行冷却液温度来继续进行冷却液温度调节，且散热器风扇总以调节，且散热器风扇总以1 1挡来工作。挡来工作。如果冷却液温度传感器如果冷却液温度传感器G83G83损坏，温度调节损坏，温度调节会继续保持有效，且散热器风扇总以会继续保持有效，且散热器风扇总以1 1挡来挡来工作。当超过一
13、定的温度极限值时，散热工作。当超过一定的温度极限值时，散热器风扇就开始以器风扇就开始以2 2挡来工作了。挡来工作了。如果这两个传感器都损坏了，那么电控节如果这两个传感器都损坏了，那么电控节温器加热电阻上作用的将是最大电压，且温器加热电阻上作用的将是最大电压，且散热器风扇总以散热器风扇总以2 2挡来工作。挡来工作。17(3)(3)散热器风扇散热器风扇低温低温( (全负荷模式全负荷模式) )主要取决于当前的冷却主要取决于当前的冷却能力。为了提高冷却能力，能力。为了提高冷却能力，ECUECU也可以接通也可以接通散热器风扇电动机的两个挡位。散热器风扇电动机的两个挡位。风扇风扇(1(1挡和挡和2 2挡挡
14、) )的工作情况取决于发动机的工作情况取决于发动机出口和散热器出口的冷却液温度差。风扇出口和散热器出口的冷却液温度差。风扇的接通和关闭条件存储在的接通和关闭条件存储在ECUECU内的两条特性内的两条特性曲线中。曲线中。18当车速高于当车速高于100km/h100km/h后，风扇就不会再接通后，风扇就不会再接通了。因为高于这个车速，风扇就不能提供了。因为高于这个车速，风扇就不能提供额外的冷却能力了。额外的冷却能力了。如果因故无法接通风扇如果因故无法接通风扇1 1挡，那么可以接通挡，那么可以接通风扇风扇2 2挡来替代挡来替代1 1挡工作。如果因故无法接挡工作。如果因故无法接通风扇通风扇2 2挡，那
15、么电控节温器就被通上最大挡，那么电控节温器就被通上最大电流电流( (安全模式安全模式) )。关闭发动机后，散热器风扇续动按时间和关闭发动机后，散热器风扇续动按时间和温度来进行。温度来进行。19(4)(4)温度选择旋钮电位计温度选择旋钮电位计G267G267和微开关和微开关当车辆在部分负荷和全负荷之间行驶时，当车辆在部分负荷和全负荷之间行驶时，冷却液温度在冷却液温度在110-85110-85之间波动。如果温之间波动。如果温差达到差达到2525，那么在接通暖风时就会感到，那么在接通暖风时就会感到车内不舒服，驾驶人就会不断地进行调整。车内不舒服，驾驶人就会不断地进行调整。如图如图8-248-24、图
16、、图8-258-25所示，冷却系统的电子所示，冷却系统的电子装置通过电位计装置通过电位计G67G67就可识别驾驶人所需要就可识别驾驶人所需要的暖风量并调节冷却液的温度，比如，旋的暖风量并调节冷却液的温度，比如，旋钮在钮在70%70%以上位置时冷却液温度为以上位置时冷却液温度为9595。20（5 5）冷却液分配器壳体）冷却液分配器壳体如图如图8-108-10所示，冷却液分配器壳体所示，冷却液分配器壳体( (取代了连接管取代了连接管) )直接安装在缸盖上。应从两个平面来考虑：直接安装在缸盖上。应从两个平面来考虑：各个部件都是从上平面获得冷却液供应的（但给冷却各个部件都是从上平面获得冷却液供应的（但
17、给冷却液泵供液除外）。液泵供液除外）。冷却液分配器壳体下平面连接的是各个部件的冷却液冷却液分配器壳体下平面连接的是各个部件的冷却液回流管。回流管。上平面和下平面之间是通过一个直立的通道相连的。上平面和下平面之间是通过一个直立的通道相连的。节温器通过一个小阀盘来打开或关闭这个垂直通道。节温器通过一个小阀盘来打开或关闭这个垂直通道。冷却液分配器壳体实际就是冷却液大循环和小循冷却液分配器壳体实际就是冷却液大循环和小循环分配站。环分配站。21a a冷却液小循环冷却液小循环发动机在冷起动和部分负荷工况时，为了发动机在冷起动和部分负荷工况时，为了快速预热发动机，冷却液进行小循环。快速预热发动机，冷却液进行
18、小循环。如图如图8-118-11所示，此时所示，此时ECUECU未向电控节温器供未向电控节温器供电，冷却液分配器壳体内的电控节温器不电，冷却液分配器壳体内的电控节温器不工作，打开通向冷却液泵的较短的通路，工作，打开通向冷却液泵的较短的通路，阻止了来自散热器的冷却液回流，即散热阻止了来自散热器的冷却液回流，即散热器不参与此时的冷却液循环。器不参与此时的冷却液循环。在小循环中，用于部分负荷下限和上限的在小循环中，用于部分负荷下限和上限的冷却液温度范围为冷却液温度范围为95-11095-110。22如图如图8-128-12所示，当发动机起动并运行时，所示，当发动机起动并运行时，冷却液泵使冷却液开始循
19、环起来，冷却液冷却液泵使冷却液开始循环起来，冷却液从缸盖从缸盖( (在分配壳体的上平面中在分配壳体的上平面中) )经一条通经一条通道流入下平面中。电控节温器的位置只允道流入下平面中。电控节温器的位置只允许直接通往冷却液泵的路径是开通的，冷许直接通往冷却液泵的路径是开通的，冷却液就能被迅速加热。却液就能被迅速加热。暖风热交换器和机油冷却器是连接在小循暖风热交换器和机油冷却器是连接在小循环管路上的。如果暖风调节钮处于环管路上的。如果暖风调节钮处于“关闭关闭”位置的话，热交换器关闭阀就会切断通位置的话，热交换器关闭阀就会切断通向热交换器的供液，就不会对车内进行加向热交换器的供液，就不会对车内进行加热
20、了。热了。23b b冷却液大循环冷却液大循环当冷却液达到当冷却液达到110110时由时由ECUECU控制打开电控节控制打开电控节温器，或者温器，或者ECUECU根据负荷情况提供特性曲线根据负荷情况提供特性曲线电压打开电控节温器，如图电压打开电控节温器，如图8-138-13所示，此时所示，此时进入冷却液大循环，即散热器参与此时的冷进入冷却液大循环，即散热器参与此时的冷却液循环。为了增强冷却效果，电动风扇会却液循环。为了增强冷却效果，电动风扇会根据需要接通。根据需要接通。全负荷时，大循环中冷却液温度为全负荷时，大循环中冷却液温度为85-9585-95。24如图如图8-148-14所示，发动机在全负
21、荷工作时需所示，发动机在全负荷工作时需要很大的冷却能力来配合，于是冷却液分要很大的冷却能力来配合，于是冷却液分配器壳体内的电控节温器通电，散热器的配器壳体内的电控节温器通电，散热器的回流管被打开。与此同时，通向冷却液泵回流管被打开。与此同时，通向冷却液泵的小循环管路就被小阀盖关闭了，冷却液的小循环管路就被小阀盖关闭了，冷却液泵将从缸盖流出的冷却液直接经上平面输泵将从缸盖流出的冷却液直接经上平面输送到散热器，从散热器出来的已冷却的冷送到散热器，从散热器出来的已冷却的冷却液流回到下平面，再由冷却液泵来抽取。却液流回到下平面，再由冷却液泵来抽取。当然也可能出现中间情况，这时一部分冷当然也可能出现中间情况，这时一部分冷却液进行大循环，一部分冷却液进行小循却液进行大循环，一部分冷却液进行小循环。环。
