发动机冷却风扇
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冷却风扇在发动机中的作用发动机是汽车的心脏,它负责驱动整个车辆的运转。
然而,在发动机运转的过程中会产生大量的热量,如果不及时散热,会导致发动机过热,进而造成严重的损坏。
因此,冷却系统是发动机中至关重要的一部分,而冷却风扇则是冷却系统中不可或缺的组成部分之一。
冷却风扇的主要作用是通过产生气流来散热,将发动机周围空气带走,降低发动机的温度。
它通常安装在发动机的散热器后面,可以通过电机驱动或者由发动机带动。
当发动机温度过高时,冷却风扇会自动启动,将冷空气吹过散热器,从而加速散热。
冷却风扇一般分为机械风扇和电动风扇两种类型。
机械风扇是由发动机带动,通过风扇离合器控制风扇的转速。
当发动机温度较低时,风扇离合器会断开,风扇不会转动,减少对发动机的负荷。
而当发动机温度升高时,风扇离合器会闭合,风扇开始转动,加速散热。
相比之下,电动风扇则更加灵活。
它通过电机驱动,可以根据发动机温度的变化自动调节转速。
当发动机温度升高时,电动风扇会自动启动并加大转速,以便更快地散热。
而当发动机温度降低时,电动风扇会逐渐减小转速,以节约能源。
冷却风扇的转速和散热效果是密切相关的。
一般来说,风扇的转速越高,散热效果就越好。
因此,在设计冷却系统时,需要根据发动机的功率和散热需求来选择适当的风扇。
同时,还需要考虑风扇的噪音和能耗等因素,以求在满足散热要求的同时,尽量减少对驾驶员和环境的影响。
除了散热外,冷却风扇还有助于改善发动机的燃烧效率。
当发动机温度过高时,燃烧室内的空气密度会下降,燃烧效率也会降低。
而通过冷却风扇的散热,可以有效降低燃烧室的温度,提高燃烧效率,从而减少燃料的消耗和排放。
冷却风扇在发动机中的作用不可忽视。
它不仅能保护发动机免受过热的损害,还能提高燃烧效率,降低燃料消耗。
因此,在保养汽车时,我们需要定期检查冷却风扇的工作状态,确保它能正常运转。
同时,还需要注意保持散热器的清洁,避免灰尘和杂物堵塞风道,影响散热效果。
冷却风扇是发动机中不可或缺的组成部分,它通过产生气流来散热,保护发动机免受过热的损害。
发动机风扇的工作原理
发动机风扇的工作原理如下:
发动机风扇是发动机冷却系统的重要组成部分,其主要功能是将空气引入发动机以降低温度,确保发动机正常运行。
发动机风扇的工作原理基于风力和压力的相互作用。
当发动机启动后,由于活塞往复运动、火花塞点火等的工作,会产生高温。
为了防止发动机过热,需要引入新鲜空气进行冷却。
此时,发动机风扇开始工作。
发动机风扇通常由一个或多个叶片和一个电机组成。
电机通过电源驱动,使叶片开始旋转。
当叶片旋转时,周围空气会被吸入风扇内部。
吸入的空气随后会被风扇的旋转力量推向发动机。
主要有两种方式使空气通过发动机风扇工作:自然进气和辅助进气。
自然进气是指通过风扇的旋转力量将周围的空气吸入并推入发动机。
辅助进气是指通过风扇的旋转力量将外部空气引导进入发动机,以增加冷却效果。
当空气被推到发动机内部时,其压力会增加。
这种增压作用有助于将热量从发动机表面传导到空气中,并带走热量。
同时,通过增加空气流动的速度,还能提高发动机冷却效果。
总之,发动机风扇利用旋转力量将周围空气引入发动机,通过增加空气流动的速度和压力来降低发动机温度。
这样能够确保
发动机保持在适宜的工作温度范围内,提高发动机的工作效率和寿命。
潍柴发动机风扇工作原理潍柴发动机风扇的工作原理是基于发动机的冷却系统,它的主要功能是冷却发动机,并确保其正常运行。
下面将详细介绍潍柴发动机风扇的工作原理。
1.概述:发动机在运行过程中会产生大量的热量,如果不能及时散发出去,将会导致发动机过热从而使其发生故障甚至损坏。
因此,发动机冷却系统的设计就显得非常重要。
潍柴发动机风扇就是发动机冷却系统中的重要组成部分,通过风扇的风力将发动机周围的热空气排出,同时引入冷空气进行散热,从而保持发动机正常工作温度。
2.风扇的类型:潍柴发动机风扇主要有机械风扇和电动风扇两种类型。
2.1机械风扇:机械风扇是通过发动机的转动来带动风扇叶片转动,产生气流来进行散热。
机械风扇通常由风扇离合器控制,风扇离合器可以根据发动机温度的变化来控制风扇的转速。
当发动机温度较低时,风扇离合器会断开,风扇不会转动;当发动机温度升高到一定程度时,风扇离合器会闭合,风扇开始转动,以增强散热效果。
机械风扇的主要优点是结构简单、可靠性高,但相对来说功耗较大。
2.2电动风扇:电动风扇可以根据发动机温度的变化来自动调节风扇的转速。
当发动机温度较低时,电动风扇不会转动,减少了功耗;当发动机温度升高到一定程度时,电动风扇会自动启动,通过控制器调节风扇的转速,并根据需要增加或减少风力。
相比机械风扇,电动风扇具有功耗低、控制精度高等优点。
3.风扇的工作原理:无论是机械风扇还是电动风扇,其工作原理都是通过产生风力来增强散热效果。
3.1机械风扇的工作原理:机械风扇通过发动机的转动驱动风扇叶片旋转,产生的风力可以将发动机周围的热空气排出,并带来新鲜的冷空气进行散热。
机械风扇的旋转速度是由风扇离合器控制的,当风扇离合器闭合时,风扇转速较快,风力较大;当风扇离合器断开时,风扇转速减慢,风力减小。
3.2电动风扇的工作原理:电动风扇通过电动机驱动风扇叶片旋转,产生的风力进行发动机的散热。
电动风扇的工作由控制器控制,根据发动机温度的变化自动调整电动风扇的转速,以便提供适当的风力。
汽车冷却风扇的结构与工作原理汽车冷却风扇是发动机散热系统中的一个重要组成部分,它通过将空气流动到发动机周围来降低发动机温度。
本文将对汽车冷却风扇的结构和工作原理进行介绍,帮助读者更好地了解汽车散热系统的工作原理。
汽车冷却风扇是由风扇叶片、电扇电机、风扇外壳等几个不同部分组成的。
不同的汽车冷却风扇可以有不同的结构和形状,但都有相似的工作原理和作用。
1.风扇叶片:风扇叶片是连接到电动机上的组件,它的设计形状和数量可以根据不同的汽车型号来进行调整。
通常情况下,叶片数量在4到8个之间。
而不同的叶片形状和直径则可根据车辆的发动机尺寸和发动机产生的热量来设计。
2.电扇电机:电扇电机是汽车冷却风扇的主要动力来源。
电扇电机可通过相应的电线与汽车的电气系统连接,以便控制风扇的活动和速度。
不同的车型和年份可以使用不同的电机,使得风扇有不同的工作压力和转速。
3.风扇外壳:风扇外壳是连接到风扇叶片和电扇电机上的外部部分,设计为排放空气进入和出来散热器,其具体作用是保护风扇内部元件免受物理损伤。
许多车型允许从释放风扇外壳,以方便更好地擦拭风扇叶片和电机。
汽车冷却风扇通过一系列精密设计和工作原理来保证其工作效率。
当汽车发动机运行时,其产生的热量会导致发动机温度升高,超过正常温度范围后,散热系统能不再运行。
此时风扇便派上了用场。
1.电气过程:当发动机温度过高时,汽车散热系统会检测到这种情况,然后向电扇电机发送一个信号,要求它开始旋转。
这个电流信号源自于一个温度传感器,用于检测汽车的引擎水温并启动散热风扇的摆动。
电扇电机转动速度取决于电压大小。
2.机械过程:当风扇叶片旋转时,就会将周围的空气吸入风扇外壳中,然后被输送到散热器内部。
此时风扇的运动会使水平方向上的气体流动,再通过散热器内圈和外圈之间的铝薄板(双层设计),使热量通过薄板散发到空气中,从而实现散热的效果。
总之,汽车冷却风扇可以通过检测汽车水温并传递电信号,使风扇叶片旋转起来,将周围的空气吸入散热器内部,并将空气通过铝薄板散热,从而保证发动机温度保持在良好的工作温度范围内。
冷却风扇的工作原理一、引言冷却风扇是我们日常生活中常见的电子设备之一,它在电脑、空调、汽车等许多领域都起着重要的作用。
本文将详细介绍冷却风扇的工作原理,包括其结构组成、工作方式和原理。
二、冷却风扇的结构组成冷却风扇一般由电机、叶轮、外壳和控制电路等部分组成。
1. 电机:冷却风扇的电机通常采用直流电机或交流电机。
直流电机通常由碳刷和电枢组成,它的优点是结构简单、转速可调、启动转矩大;而交流电机则具有结构紧凑、噪音低等优点。
2. 叶轮:叶轮是冷却风扇的关键部分,它由多个叶片组成,可以通过旋转产生气流。
叶轮的设计通常考虑到空气流通的效率和噪音的控制。
3. 外壳:外壳是冷却风扇的保护装置,它可以防止外界物体进入风扇内部,同时也可以引导风流方向。
4. 控制电路:控制电路起到控制风扇运行的作用,它可以根据需要调整风扇的转速和运行状态。
三、冷却风扇的工作方式冷却风扇通过旋转叶轮产生气流,从而形成流动的空气。
主要有以下几种工作方式:1. 强制对流式:冷却风扇通过强制对流的方式将热空气排出,从而降低设备的温度。
这种方式通常适用于需要强制散热的场景,如电脑主板上的散热风扇。
2. 自然对流式:冷却风扇通过产生气流,加速空气的流动,从而提高散热效果。
这种方式通常适用于空调中的散热器,通过自然对流将室内的热空气排出。
3. 混合对流式:冷却风扇通过结合强制对流和自然对流的方式,提高散热效果。
这种方式通常适用于汽车的散热系统,既可以通过强制对流带走热空气,又可以通过自然对流排出热量。
四、冷却风扇的工作原理冷却风扇的工作原理基于以下几个原理:1. 动力学原理:冷却风扇通过电机驱动叶轮旋转,产生气流。
根据动力学原理,风扇转动的同时也会产生一个反作用力,使风扇有一个向相反方向的推力。
2. 流体力学原理:冷却风扇通过叶轮旋转,使空气产生流动。
根据流体力学原理,当空气经过叶片时,会产生一定的压力差,从而形成气流。
3. 热传导原理:冷却风扇通过对流散热,将热量传导到空气中。
发动机冷却风扇原理
发动机冷却风扇原理:
发动机冷却风扇是一种用于降低发动机温度的重要设备,主要目的是通过排除发动机产生的热量来保持发动机在适宜的工作温度。
发动机冷却风扇的工作原理基于气流的运动和传热原理。
当发动机工作时,其产生的热量会导致冷却液温度升高。
为了保持发动机温度在正常范围内,冷却风扇会通过空气传导和对流来把过热的冷却液冷却下来。
具体来说,冷却风扇一般安装在发动机散热器后面,工作时通过电动机或皮带驱动。
当冷却液温度超过设定的阈值时,冷却风扇会自动启动。
启动时,风扇叶片会迅速旋转,产生强风,将周围的冷却气体吸入并通过发动机散热器。
通过散热器,冷却风扇将热量传递到空气中,使冷却液温度下降。
这是由于空气的流动会导致传热,使热量从热源(即冷却液)传递到冷却介质(即空气)中。
冷却风扇通过不断吸入新鲜空气并排出热气,保持发动机的温度恒定。
此外,一些冷却系统还会配备温度传感器,用于监测发动机温度,并通过控制模块来控制冷却风扇的启停。
这样可以根据需要调整风扇的转速,以满足不同工作条件下的冷却要求。
总的来说,发动机冷却风扇利用气流运动和传热原理,通过吸
入新鲜空气并将热量传递到空气中来降低发动机温度。
这种原理的应用可以有效保护发动机免受过热的影响,延长其使用寿命,并提高其工作效率。
柴油发动机冷却风扇功率消耗分析柴油发动机是一种利用柴油作为燃料,通过压缩空气使其温度高于柴油自燃温度,然后喷入柴油进行自燃的内燃机。
柴油发动机具有热效率高、燃料经济性好、可靠性强等优点,广泛应用于汽车、船舶、火车、发电机等领域。
但是,柴油发动机在工作过程中也会产生大量的热量,如果不及时散发出去,会导致发动机过热,影响其性能和寿命。
因此,柴油发动机需要配备冷却系统,以保证其在最佳的温度范围内运行。
冷却系统是利用冷却介质(如水、空气等)将发动机受热部件的热量传递到外界的装置。
根据冷却介质的不同,冷却系统可以分为水冷却系统和风冷却系统。
水冷却系统是以水为冷却介质,通过水泵将水循环流动在发动机的水套和散热器之间,将发动机的热量传递给散热器,再由风扇将散热器的热量散发到大气中。
风冷却系统是利用高速空气流直接吹过发动机的气缸盖和气缸体的外表面,将发动机的热量散发到大气中。
目前,汽车上使用的柴油发动机多采用水冷却系统,因为水冷却系统具有冷却均匀、效果好、噪音小等优点。
本文主要对水冷却系统中的一个重要组成部分——冷却风扇的功率消耗进行分析。
冷却风扇是用来提高通过散热器芯的空气流速,增加散热效果,加速水的冷却的装置。
一般情况下,冷却风扇是由发动机输出轴带动的,因此会消耗一部分发动机的功率。
根据不同的文献资料,冷却风扇的功率消耗一般在发动机功率的5%~10%之间,最大时甚至可达15%以上。
这对于柴油发动机来说是一个不可忽视的损失,会影响其性能和经济性。
因此,如何降低冷却风扇的功率消耗,提高其效率和控制性,是一个值得探讨的问题。
冷却风扇功率消耗的影响因素影响冷却风扇功率消耗的因素有很多,主要包括以下几个方面:冷却风扇的结构参数:包括风扇直径、叶片数目、叶片形状、叶片倾角等。
这些参数直接影响风扇产生的风量和压力,并进而影响风扇所需的转矩和功率。
冷却风扇的转速:冷却风扇的转速一般与发动机的转速成正比,因此发动机转速的变化会导致风扇转速的变化,从而影响风扇的功率消耗。
汽车冷却风扇工作原理
汽车冷却风扇的工作原理是通过电动马达驱动风叶旋转,产生气流将汽车发动机散热器中的热量带走。
首先,汽车冷却系统中有一个温度传感器,可以感知到发动机温度的变化。
当发动机温度升高到一定程度时,温度传感器会发送信号给汽车的电控模块。
电控模块接收到温度传感器的信号后,会判断发动机需要散热,然后发送指令给风扇的电动马达。
这个电动马达一般是直流电机,可以转动风扇的风叶。
当电动马达接收到指令后,就开始通过电能转化为机械能,带动风叶旋转。
风叶的旋转会产生气流,气流经过发动机散热器的散热管和散热片,将散热器中吸收的热量带走。
此时,散热器中的冷却液会被冷却,然后重新循环到发动机中。
风扇的转速通常是根据发动机温度的高低来调节的。
当发动机温度较高时,电控模块会加大电动马达的供电电压,使其旋转更快,加大散热效果。
当发动机温度下降时,电控模块会减小电动马达的供电电压,使其旋转速度减慢,以节省能源。
总结起来,汽车冷却风扇的工作原理是通过电动马达带动风叶旋转,产生气流,从而将发动机散热器中的热量带走,确保发动机的温度始终保持在合适的范围内。
摩托车柴油发动机的冷却风扇和循环泵零件介绍摩托车柴油发动机作为交通工具中的重要部件,其冷却系统的正常运行对发动机的性能和寿命起着至关重要的作用。
其中,冷却风扇和循环泵作为冷却系统的关键零件,对发动机的散热效果起到了重要的影响。
下面将逐一介绍这两个零件的功能和特点。
冷却风扇是摩托车柴油发动机冷却系统中的重要组成部分。
它主要通过产生气流来散热,以保持发动机的正常工作温度。
冷却风扇通常安装在发动机的后部或侧部,并通过整体的设计和安装方式,使得气流能够顺利地流经发动机的散热器和散热片,将热量带走。
冷却风扇通常由电机、叶轮和外壳等零件组成。
电机是冷却风扇的动力源,它通过外部的电源将电能转化为机械能,带动叶轮旋转。
叶轮是冷却风扇的关键部分,它的设计需要考虑到产生足够的气流,提供充分的散热效果。
而外壳则用于保护电机和叶轮,同时还能引导气流的流动方向,提高散热效果。
在选择冷却风扇时,需要考虑到发动机的功率和散热要求。
一般来说,功率越大的发动机需要配备更强大的冷却风扇来散热。
此外,还需要考虑风扇的噪音和能耗等因素,以满足用户对性能和节能的需求。
循环泵是摩托车柴油发动机冷却系统的另一个重要组件,它能够实现循环供水,使冷却液流经发动机和散热器,实现散热效果。
循环泵通常由水泵本体、电机和支架等零件组成。
水泵本体是循环泵的核心组件,它通过电机的驱动产生旋转力,从而将冷却液从冷却系统的低压区域推送到高压区域。
水泵的设计需要考虑到流量和压力的平衡,以使冷却液能够顺畅地流经整个冷却系统,并达到合理的冷却效果。
同时,水泵的材质和密封结构也需要具备耐腐蚀和密封性能,以确保长时间稳定运行。
电机是循环泵的动力源,它通过外部的电源将电能转化为机械能,带动水泵本体旋转。
电机的选用需要考虑到功率和效率等因素,以满足循环泵的工作需求。
而支架则用于固定水泵本体和电机,使其能够稳定地运转。
选择循环泵时,需要考虑到发动机的散热要求和系统的布局。
不同型号和功率的发动机对循环泵的流量需求和安装方式不同,因此需要选择合适的循环泵来满足这些要求。
大型车辆发动机冷却风扇流场的数值仿真方法大型车辆的发动机冷却风扇是保持引擎正常运行和降低发动机温度的重要组成部分。
为了优化风扇的设计和提高发动机的冷却效果,数值仿真方法成为一种常用的手段。
本文将介绍大型车辆发动机冷却风扇流场的数值仿真方法。
首先,数值方法是研究发动机冷却风扇流场的一种重要手段。
通过数值模拟,可以获取风扇出口的气流分布、速度和压力等关键参数,对风扇的设计和性能进行评估和优化。
数值仿真在实际工程中具有成本低、效率高、试验环境受限等优点,因此被广泛应用于车辆发动机冷却风扇的研究和设计中。
在进行大型车辆发动机冷却风扇流场的数值仿真时,主要有两个关键步骤:建立数值模型和求解数值模型。
首先,建立数值模型。
数值模型的建立是进行数值仿真的关键步骤。
一般来说,数值模型可以通过三维CAD软件进行构建。
首先基于实际车辆发动机冷却风扇的几何尺寸和形状,利用CAD软件进行建模。
然后,根据具体的问题和要求,设置边界条件和初值条件。
边界条件包括进口速度、进口压力和出口静压等。
初值条件可以选择一些合理的初始值。
最后,将数值模型导入数值仿真软件中,准备求解数值模型。
接下来,求解数值模型。
数值模型建立完成后,可以使用计算流体力学(CFD)方法进行求解。
CFD是一种基于控制方程数值求解的方法,可以计算流体力学问题中的速度、压力、温度等相关参数。
求解过程中,需要设置网格划分、求解算法和收敛准则。
网格划分是将数值模型分割成有限数量的小单元,用于描述流体力学问题的数值解。
根据网格划分的精细程度和复杂程度,可以影响数值模型的准确性和计算效率。
求解算法是利用控制方程和边界条件进行数值计算的方法。
常见的求解算法包括有限体积法、有限元法和有限差分法等。
收敛准则是判断数值解是否趋于稳定的条件。
一般来说,当数值解在迭代过程中满足一定的误差要求时,即可认为求解结果已经收敛。
除了数值模型的建立和求解,还需要进行结果分析和评估。
通过对数值仿真结果的分析,可以了解发动机冷却风扇流场的流动特性和温度分布等情况。
引言
汽车发动机在高温工作环境下必须得到适度的冷却,以使其保持在适宜的温度下工作,才能满足发动机良好的工作性能、耐久性和废气排放的要求。
发动机冷却系统在此起着关键作用。
而发动机冷却系统的控制技术,主要就是冷却风扇的控制技术。
如何以最低的成本、最低的功耗,最好地完成发动机冷却系统的冷却任务,冷却风扇控制技术值得深入的研究分析。
1 冷却风扇控制技术分类
汽车发动机的冷却系统有空气冷却和液体冷却2种形式。
目前最常用的是液体冷却。
即用于冷却的液体经过循环系统,再通过散热器散热来使发动机降温,冷却风扇用来给散热器通过风速强制补风,以满足发动机适度冷却的需要。
从冷却风扇工作形式来看,冷却风扇的控制方式有3种:一是适用于大型车辆和重型车辆的机械驱动控制方式;--是与发动机ECU 无关、环境参数独自监控的自控电动控制方式;三是综合发动机、空调、压缩机、车速等多种参数信息的综合型智能控制方式。
前者主要是利用机械传动原理。
或用发动机曲轴直接带动,或由发动机皮带带动冷却风扇;后两者才体现了真正意义上的发动机冷却风扇控制技术。
从冷却风扇驱动控制模块来看,冷却风扇的控制技术可分为两大类,一是集中于发动机动力系统控制模块控制的集中式控制;二是独立于发动机外或与发动机有通讯联系的分体式控制。
集中式控制,即指冷却风扇的控制由兼有发动机的喷油、点火、排放、空调、冷却风扇等多种控制功能的发动机动力总成控制模块执行。
由它统一协调调度,来保障发动机良好的动力性、经济性、排放性。
分体式控制,即指脱离了发动机,由外部的电子控制模块来完成驱动风扇,以达到冷却系统使发动机适度冷却的目的。
这个外部的电子控制模块就是我们所谓发动机冷却风扇控制器。
各种风扇控制类型、控制技术各有特点。
大汽车厂商根据不同情况各取所需,因而目前各种控制技术种类并存。
2 冷却风扇控制技术评析
2.1集中式控制类型——发动机动力系统控制模块
典型例子是美国通用系列轿车,如赛欧、别克基本型,东风神龙的毕加索、塞纳也是如此将冷却风扇的控制集成在其中发动机动力系统控制模块(PCM)中。
对环境温度、空调压缩机压力,冷却液温度,进气温度等传感器信号进行采样以控制外部功率继电器,从而控制高和低速两个风扇。
安装位置:在空气滤清器中,离冷却风扇较远。
特点和评析:采样信息多,便于智能化控制和统一协调管理。
只能控制两个同定风速。
PCM负荷工作任务量大,时效性比分体式差。
2.2分体式控制类型一 2.2.1单纯继电器控制电路
如图1所示为早期汽车通用的冷却风扇控制器(近期中高档汽车如帕萨特B5也有使用)。
工作原理:当冷却液温度或打开空调后空调压力超过规定的限值时,温度开关或空调压力开关接通,控制儿、J2继电器工作,驱动风扇电机使冷却风扇工作。
特点和评析:自控电动控制方式,线路简单实用,成本低,易维修。
但远离风扇,线束长。
只能控制两个固定风速。
对风扇电机没有保护功能。
2.2.2 逻辑电路加继电器集成式控制器
如图2所示,为上海大众波罗冷却风扇控制电路电原理图。
两个大功率继电器和与门电路(或延时电路)集中在一起,组成一个独立结构。
继电器工作与否也受控于外部冷却液温度开关和空调压力开关。
Kl和l(2端分别接监测冷却液的温度两个热敏开关,热敏开关1的动作温度为92—97℃,控制辅助风扇,热敏开关2的动作温度为99-105 ℃,接主风扇。
MOTl、MOT2与空制器相连,压力或压缩机工作时,风扇会进行必要的工作。
当热敏开关I或MOTl 接收到相应超限信号时,启动低速辅助风扇。
热敏开关2或MOT2接收到相应超限信号时,启动高速主风扇。
特点和评析:自控电动控制方式,直接安装于风扇附近,散热好;线路简单、线束少,易维修。
只能控制两级个固定风速;用于密封强制循环式发动机冷却系统。
对产品的工作温度要求较高,从70℃提高到110℃,另外对水密封性和防尘都有更高的要求,综合成本较高。
电路对风扇电机没有保护功能。
2.2.3智能芯片与继电器分离式控制电路
代表产品是用于金杯海狮、金龙海狮柴油车和北汽福田蒙派克车的上海沪工公司产品系列。
工作原理如图3所示,控制器采样水温传感器Rt信号,当温度80±30C时,控制继电器J1动作,动风扇低速运行;当温度85—95℃时,控制继电器J2动作,驱动风扇高速运行。
当冷却液温度于相应温度时,依次由高速降到低速至停止。
特点和评析:自控电动控制方式,核心芯片是单片机,控制电路与继电器分离,单端
口信号采样、双路风扇固定风速控制输出。
控制电路简洁,由于远离继电器和冷却风扇,电磁兼容的效果较好。
但采样信息少,能耗控制未予考虑。
电路对风扇电机没有保护功能。
2.2.4智能芯片加继电器集成式控制电路
典型产品是用于BroraA4车的HG4948风扇控制器。
其电路特点是:在自控电动控制方式二结构上增加单片机等电子器件。
多端口信号采样;输出端,除主、辅双风扇控制外,还控制空调电磁离合器和冷却水泵,与发动机ECU有单线双向通讯端口(BIDI),负责向发动机通知空调电离合器的工作状况及判断风扇控制器是否应该启动电磁离合器。
输入信号有空调压缩机的压力传感器(PWM信号)、外界温度传感器(NTC)、水温信号、机温度开关、空调开关等,这些都是发动机系统必不可少的控制信号,经单片机处理,分别根据不同的压力条件、温度条件,使主风扇、辅风扇、空调电磁离合器和冷却水泵进行有序的工作,风扇启动其外围电路见图4。
这种冷却风扇控制器是双风扇固定转速控制技术的最高形式。
评析:综合型智能控制和自控电动控制的边缘方式,采样信息多,智能化控制程度高;风扇软启动方式,提高了风扇的工作寿命。
安装在冷却风扇附近,散热较好。
但对水密封性和防尘都有更高的要求,综合成本较高
2.2.5早期PWM脉宽调制输出的控制电路
外围电路如图5所示。
典型例子是用于帕萨特B5/V6车型的冷却风扇控制器。
特点和评析:①风扇转速不再是前几种继电器闭合后的固定速度,而是采用PWM脉宽调制技术,20Hz频率下占空比可变的四种速度,虽然是单风扇,却可以根据水温和空调压缩机压力情况实现四种强制补风能力,使冷却效率大大增加。
②用功率MOS管取代了继电器来驱动风扇。
提高了工作可靠性和工作耐久性。
③具有短路、过载堵转等保护功能。
④由于有固定频率震荡脉冲,对外的电磁骚扰加剧,须采取一定的抑制措施。
2.2.6改进后的PWM脉宽调制输出方式的控制电路
典型产品是用于一汽大众奥迪轿车的冷却风扇控制器,双风扇驱动模式。
图6是其外部电路示意图。
安装在发动机舱的冷却风扇上。
与早期不同,改进后PWM控制器与发动机ECU紧密相关,发动机ECU在采样分析冷却系统的温度、压力等综合信号后处理成PWM信号给冷却风扇控制器,冷却风扇控制器再输出相应占空比的PWM脉冲信号驱动风扇,使风扇在一定范围内可以无级调速。
改进后PWM控制器控制两个风扇输出情况不同,在输入信号占空比<5%时,两者均为100%输出,风扇全速运行。
此后,在5%一12%输入时,风扇Ml输出为零,在12%一88%输入时为线性输出,即以占空比为22%一90%输出无级调速。
风扇M2则在在输入信号占空比为5%~82%时,输出为零。
其它情况下均为100%输出。
技术评析:综合型智能控制方式,继承了早期PWM控制器的特点,也继承了集中控制方式的优点,只是高速风扇M2依然是有级调速,必然有能量的损耗,电磁骚扰问题也比较较突出。
2.2.7新一代PWM脉宽调制输出方式的控制电路
新一代PWM脉宽调制输出方式的控制电路是在改进版基础上演变而来的,只是双风扇输出特性相同,实现了双风扇输出的无级调速。
典型产品是用于德国大众CADDY、TOURASKODA等冷却风扇控制器,安装在发动机舱的冷却风扇上。
法国标致308、雪铁龙C4、C6也采用了这一技术。
技术评析:为综合型智能控制方式,兼有集中式控制和PWM技术的优点,控制电路对发动机及其周围环境参数考虑的已极为全面。
有紧急运行模式、堵转、短路、过压、欠压、温度过高保护等等功能。
真正体现了智能化控制。
同时与以往的控制方式相比,能效更高,达到了节能降耗的目的。
如图7所示。
3 结语
通过对对汽车发动机冷却风扇控制技术分类特点评析,可以看出,冷却风扇控制技术从集中式,到分体式控制方式的大量采用,使冷却风扇控制的实时性大大提高,即保证在发动机管理系统处理其它工作程序的同时,冷却系统还能实时工作。
PWM控制技术的采用,克服了固定风速、有级风速造成能量损失的缺陷,而无级调速更是发挥了这一控制技术的优点。
同时,从可靠性角度看,PWM控制技术的采用,提高了控制系统的抗干扰能力,而随之带来的电磁骚扰问题也须十分注意。
环保、节能降耗、高性能、智能化必然是冷却风扇控
制技术今后的研究方向。