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发动机冷却系统的主要部件和系统管理

发动机 小编 272次浏览 0个评论 扫描二维码

作者:动力君 来源:汽车动力总成

发动机热管理技术就是整车根据运行工况,通过ECU 控制电子节温器及电控水泵调节发动机的冷却液的流量达到调节发动机水温的目的,使发动机在不同工况下均工作在最佳的温度范围,达到降低燃油经济性和改善尾气排放的目的。

发动机冷却系统的主要部件和系统管理

由于节能减排压力的加大,使得发动机制造商不得不引入先进的发动机能量管理技术,如电子节温器、电子水泵、变排量水泵、变排量机油泵、智能发电机、缸盖集成排气管、独立冷却系统等,从而最大程度降低发动机的能量损耗。

1、电子节温器

节温器主要利用发动机在运行过程中低负荷和高负荷两个工况完成对冷却液温度的不同控制。在中低负荷工况下设臵较高的目标水温,以降低油耗;在高负荷工况中调低目标水温,加大冷却强度,以保证发动机安全运行。

发动机冷却系统的主要部件和系统管理

传统的蜡式节温器只有开启和关闭两种状态,而电子节温器则能在较大范围内控制节温器的开度,从而对发动机温度进行更精确的调节。尤其是在低负荷工况下,电子节温器的节油效果更加明显,燃料消耗可减少2%-6.5%。

发动机冷却系统的主要部件和系统管理

传统蜡式节温器

发动机冷却系统的主要部件和系统管理
发动机冷却系统的主要部件和系统管理

电子节温器

2、电子水泵

水泵作为发动机能量管理的关键部件,经历了机械水泵—电控开关水泵—电子水泵的技术升级。在优化燃料消耗量的高新能发动机上,电控开关水泵和电子水泵已成为发动机热管理系统主流应用趋势。

传统机械水泵

电控开关水泵

电子水泵

特点

发动机高速工况下水泵效率高;

发动机低速工况下效率低;

技术成熟,价格低

在发动机温度较低或正常

工作时可以切断水泵动力;

节油效果好;

技术含量高,价格高

可根据需求控制水泵转速;

节油效果好;

技术含量高,价格高

用途

中低端发动机

中高端发动机

高端发动机

新能源动力系统

发动机冷却系统的主要部件和系统管理
发动机冷却系统的主要部件和系统管理

机械水泵

电控开关水泵是传统机械式水泵的升级产品,可以根据发动机温度和运转情况控制水泵是否工作,在发动机温度较低或在正常工作时可以切断水泵动力,避免能耗损失,和传统机械水泵相比具有寿命长、能耗低的优势。电控开关水泵产品具有节油降耗的优势,常与电子节温器同时使用,提高燃油效率。

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电子水泵

电子水泵由发动机控制单元通过电流控制水泵转速,它不受当时发动机转速的影响,可以通过根据发动机控制单元获取车辆负荷、车速、水温等信息,通过逻辑计算得到发动机的实际冷却需要。由于电子水泵消耗的发动机功率非常少,因此采用电子水泵后,发动机的燃料消耗量可以有所降低。

电子水泵还用于涡轮增压汽车、新能源汽车等车型的辅助水泵。随着涡轮增压发动机技术的进步,涡轮增压发动机的核心部件涡轮增压器的冷却也由自然冷却转向由汽车水泵强制冷却,涡轮增压汽车配备辅助电子水泵,可以优化冷却效率。配备启停系统的汽车可通过电子水泵,在发动机关闭时维持气缸温度。混合动力及电力驱动汽车需使用多个电子水泵对电池、电机、电控系统进行冷却,使其保持稳定的温度,从而延长电池的行驶里程、提高系统的稳定性和可靠性。

3、可变排量机油泵

泵类附件除了电动化趋势以外,可变排量亦是发动机热管理的先进技术手段,比如可变排量机油泵、可变排量水泵。为发动机供应润滑油的机油泵在运转过程中也要消耗一部分发动机功率,采用可变排量机油泵,可使机油泵的供油量与发动机的实际机油需求量进行匹配,从而达到降低机油泵功率消耗的目的。研究显示,采用可变排量机油泵能够降低乘用车发动机 1%-2%的燃料消耗,目前已成为发动机节能技术的应用趋势。

发动机冷却系统的主要部件和系统管理

可变排量机油泵

4、缸盖集成排气歧管

发动机冷却系统的主要部件和系统管理

集成式缸盖是一种新的发动机热管理方式,集成在缸盖内部的排气歧管通过冷却液进行热管理,串流的冷却液与排气歧管实现热交换,在发动机启动时,排气温度给冷却液加热,使发动机水温迅速上升至最佳工作温度;在发动机高负荷运转时,冷却液对排气管起到降温作用,使排气污染物含量明显降低。对于涡轮增压发动机,排气温度降低可以使涡轮增压值调到更高水平,带来动力的明显提升,涡轮迟滞现象也因为管路缩短而明显改善。

5、独立冷却系系统

独立冷却又或者叫分体式冷却,通过两个节温器实现缸体、缸盖水温的单独控制,冷却液通过单独的通道分别进入缸体和缸盖。当发动机冷启动时,两个节温器均处于关闭状态,当缸盖水温升高一定温度后,缸盖节温器开启,缸体节温器仍处于关闭状态,继续使缸体快速升温,直至缸体温度达到目标温度后节温器打开。

发动机冷却系统的主要部件和系统管理

分体式冷却


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