劉 楠，周 磊，2，劉瑞林，許 翔，張文建，楊春浩

(1.軍事交通學(xué)院 研究生管理大隊(duì)，天津300161;2.海軍工程大學(xué)動(dòng)力學(xué)院，武漢430033;3.軍事交通學(xué)院軍用車輛系，天津300161)

隨著現(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)采用更加緊湊的設(shè)計(jì)和 具有更大的升功率以及強(qiáng)化程度越來(lái)越高，發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷明顯增大，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的冷卻能力提出了更高要求［1－3］。一個(gè)先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)不僅需要保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性，也需要實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度的精確控制，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，減少冷卻系統(tǒng)配件如水泵、風(fēng)扇等部件的功耗損失［4－8］。

傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過(guò)帶傳動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)冷卻系統(tǒng)部件(水泵、風(fēng)扇)，這種冷卻系統(tǒng)的冷卻能力是按照發(fā)動(dòng)機(jī)最大熱負(fù)荷工況設(shè)計(jì)的，不能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)變工況冷卻散熱需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了諸多問(wèn)題。

(1)暖機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。當(dāng)環(huán)境溫度為10℃左右時(shí)，汽車啟動(dòng)后，要經(jīng)過(guò)15～20 min發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫才能接近80℃;當(dāng)氣溫低于0℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱時(shí)間還會(huì)延長(zhǎng)［7］。究其原因，冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇和水泵受驅(qū)動(dòng)方式的限制，只能隨發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)而一起運(yùn)行，在啟動(dòng)的開始階段，水泵工作，循環(huán)水迅速帶走氣缸周圍的熱量，增加了傳熱損失，造成發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)時(shí)間大大加長(zhǎng)。

(2)變工況下冷卻不足或過(guò)度冷卻。傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)冷卻介質(zhì)流量取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，而非發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)冷卻量需求。在低速、高負(fù)荷時(shí)，由于水泵、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低，冷卻系統(tǒng)冷卻能力弱，發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷大，常常出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題;在高速、低負(fù)荷時(shí)，又因水泵與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速快，冷卻系統(tǒng)過(guò)度冷卻，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱緩慢、熱損失增大、熱效率降低等［3］。尤其是當(dāng)車輛裝備在惡劣的“三高”(高原、高寒和高溫)環(huán)境條件下運(yùn)行時(shí)，由于冷卻系統(tǒng)散熱能力不足或冷卻過(guò)度，將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡性能變差，嚴(yán)重影響車輛裝備的機(jī)動(dòng)能力和保障能力［1］。

(3)冷卻系統(tǒng)部件功耗較大［8］。由于傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)方式，冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇與水泵工作狀態(tài)由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定，無(wú)法實(shí)現(xiàn)變工況下與發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳匹配，在低負(fù)荷工況下，造成風(fēng)扇與水泵不必要的功率消耗，存在不同程度的能量浪費(fèi)。

冷卻系統(tǒng)智能控制，即精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)部件，實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)冷卻強(qiáng)度與發(fā)動(dòng)機(jī)散熱需求的良好匹配，快速、精確地使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作溫度(80～95℃)［9］，保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。研究表明:風(fēng)扇電控化可提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，降低油耗5%左右［10］;水泵電控化可縮短發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)時(shí)間60%以上，預(yù)熱階段節(jié)油率達(dá)到11.5%［11］;冷卻系統(tǒng)電控化集成控制，可準(zhǔn)確快速達(dá)到冷卻液目標(biāo)溫度［9］，且預(yù)熱時(shí)間減少80%，節(jié)油達(dá)7%［12］。目前，針對(duì)冷卻系統(tǒng)智能化的研究，主要分為冷卻系統(tǒng)部件(水泵、風(fēng)扇、節(jié)溫器等)的電控化和冷卻系統(tǒng)集成控制。

1 冷卻系統(tǒng)部件的電控化

冷卻系統(tǒng)部件的電控化，即采用電子或液壓電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的冷卻水泵、風(fēng)扇、節(jié)溫器等部件代替?zhèn)鹘y(tǒng)冷卻系統(tǒng)部件，可以通過(guò)傳感器和計(jì)算機(jī)芯片根據(jù)實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度控制部件運(yùn)行，提供最佳的冷卻介質(zhì)流量，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡控制智能化，降低了能耗，提高了效率。

1.1 冷卻風(fēng)扇的電控化

電控風(fēng)扇一般由電動(dòng)機(jī)或液壓電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，采用智能控制模式，根據(jù)溫度傳感器采集的溫度信號(hào)(如水溫和進(jìn)氣溫度)自動(dòng)調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳溫度，在滿足整機(jī)散熱要求的前提下，有效降低風(fēng)扇的功率消耗和噪聲，最終達(dá)到節(jié)能降噪的目的［13－15］。同時(shí)，電控風(fēng)扇由車輛蓄電池提供動(dòng)力，安裝位置更為靈活，改善了與散熱器的位置匹配，增加了風(fēng)扇容積效率，提高了冷卻效果。目前，電控化冷卻風(fēng)扇的應(yīng)用研究已逐漸進(jìn)入產(chǎn)品化階段，通過(guò)對(duì)冷卻風(fēng)扇進(jìn)行電控化，減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失，延長(zhǎng)使用壽命，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

2001年，Ricardo公司和Daimler Chrysler公司聯(lián)合開發(fā)了42V－14V雙電壓系統(tǒng)［16］，其電子風(fēng)扇采用脈寬調(diào)制(PWM)方式進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，不僅提高了電能轉(zhuǎn)換效率，還實(shí)現(xiàn)了電子風(fēng)扇的無(wú)級(jí)調(diào)速，有利于準(zhǔn)確調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)散熱強(qiáng)度。博格華納公司最早研發(fā)的電子控制型硅油風(fēng)扇離合器，直接讀取發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元中的發(fā)動(dòng)機(jī)水溫信號(hào)，根據(jù)水溫信號(hào)控制風(fēng)扇離合器內(nèi)部的電磁閥開度，從而控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。研究表明，采用電子控制型硅油風(fēng)扇離合器系統(tǒng)與直聯(lián)風(fēng)扇相比可節(jié)能4.2%，與硅油風(fēng)扇離合器相比可節(jié)能1.2%［12］。

國(guó)內(nèi)方面，郭新民等［13］早在1993年便開展了電控風(fēng)扇的相關(guān)研究，并開發(fā)了自動(dòng)控制裝置，安裝于載貨汽車開展試驗(yàn)。結(jié)果表明，相比原機(jī)皮帶傳動(dòng)式風(fēng)扇，采用電控風(fēng)扇可使整車節(jié)油10%。另外，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電控風(fēng)扇，具有可靠性高、壽命長(zhǎng)、效率高、控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，智能冷卻系統(tǒng)中采用無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)正成為一種發(fā)展趨勢(shì)，圖1為EMP公司開發(fā)的配備無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的電控風(fēng)扇［17］。由于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)去除電刷后，具有空載電流小、無(wú)磨損、體積小等優(yōu)點(diǎn)，被一些車用電控風(fēng)扇采用，但由于其成本較高，目前僅用于部分高檔乘用車上。

目前，電控風(fēng)扇多采用PWM脈寬調(diào)制的方式進(jìn)行控制，其優(yōu)點(diǎn)在于控制精度高，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，保證電控風(fēng)扇根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況實(shí)時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速，控制發(fā)動(dòng)機(jī)水溫在適宜的溫度區(qū)間。如圖2為某發(fā)動(dòng)機(jī)電控冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖［18］，該系統(tǒng)是一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，可根據(jù)當(dāng)前水溫和目標(biāo)水溫通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路中PWM的占空比，改變輸出到直流電動(dòng)機(jī)的平均電壓，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇和水泵轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

1.2 水泵的電控化

水泵的作用是對(duì)冷卻液加壓，保證其在冷卻系中循環(huán)流動(dòng)。對(duì)于諸如發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室等嚴(yán)重受熱的零部件以及一些關(guān)鍵的區(qū)域，冷卻液循環(huán)量的控制尤為重要。文獻(xiàn)［19］從柴油機(jī)燃燒室的散熱計(jì)算出發(fā)，研究了柴油機(jī)變流量冷卻方式對(duì)缸壁表面溫度的影響并進(jìn)行了定量計(jì)算。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)冷卻液變流量控制，可適當(dāng)提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體循環(huán)水溫，降低發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷，減少熱量損耗，但冷卻液流量過(guò)低時(shí)，難以保證水套內(nèi)冷卻水的均勻分布，造成發(fā)動(dòng)機(jī)某些部位熱負(fù)荷過(guò)大，影響部件壽命。同時(shí)，提高水泵水流量，可適當(dāng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡溫度點(diǎn)，增強(qiáng)冷卻強(qiáng)度，且水流量的增加，對(duì)減小發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出水溫差能起到一定作用［20］。

相比于風(fēng)扇而言，水泵的可控化研究起步較晚，其主要是由直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電控水泵，但因電控水泵的功耗對(duì)車輛蓄電池或發(fā)電機(jī)的需求較大，且開發(fā)成本較高，尚未形成廣泛的應(yīng)用。電控水泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以對(duì)流量進(jìn)行獨(dú)立控制，由于不用曲軸驅(qū)動(dòng)，安裝位置比較靈活，可以優(yōu)化水泵水力特性設(shè)計(jì)，減少壓力損失。同時(shí)，采用電控水泵，在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后仍可以工作，這樣就避免了當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)停機(jī)后，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)溫度過(guò)高的現(xiàn)象［21］。

博格華納公司［22］提出的雙模式冷卻泵(DMCP)，結(jié)合了機(jī)械泵與電控泵的共同優(yōu)勢(shì)，該泵的算法是基于控制冷卻液溫度和水泵轉(zhuǎn)速，通過(guò)觀測(cè)泵的最大電動(dòng)轉(zhuǎn)速和水泵效率來(lái)判定機(jī)械泵模塊和電控泵模塊的選擇。研究表明，使用雙模式冷卻泵可降低輔助電源損耗，減少摩擦損耗，在冷卻系統(tǒng)熱管理中通過(guò)采用DMCP冷卻泵可使車輛燃油經(jīng)濟(jì)性提高2%。

國(guó)內(nèi)方面，2012年盛德號(hào)等［11］設(shè)計(jì)了一套采用電控水泵的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)中電控水泵和電控風(fēng)扇的聯(lián)合控制，應(yīng)用在輕型客車上。試驗(yàn)表明，改進(jìn)后的電控水泵冷卻系統(tǒng)能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)低溫預(yù)熱時(shí)間縮短65%，預(yù)熱階段節(jié)油率達(dá)到11.5%。

1.3 節(jié)溫器的電控化

節(jié)溫器是控制冷卻液流動(dòng)路徑的閥門，它根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度高低對(duì)冷卻液大小循環(huán)的流量進(jìn)行分配。隨著冷卻系統(tǒng)部件電控化程度的加深，傳統(tǒng)的蠟式節(jié)溫器逐漸制約了冷卻系統(tǒng)性能的提升:一是由于石蠟熱脹冷縮過(guò)程具有延時(shí)性，節(jié)溫器開啟或關(guān)閉較慢，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能快速預(yù)熱或冷卻;二是由于蠟式節(jié)溫器開啟角度不能隨工況精確控制，當(dāng)電控風(fēng)扇與水泵大功率工作以滿足冷卻需求時(shí)，節(jié)溫器大循環(huán)卻未完全開啟，制約了其他冷卻系統(tǒng)部件的工作能力，因而導(dǎo)致部件之間匹配性較差。

圖1 EMP公司開發(fā)的配備無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的電控風(fēng)扇

與傳統(tǒng)的節(jié)溫器相比，電控節(jié)溫器流動(dòng)阻力小、感應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)速度快，且其閥門開度可任意調(diào)整，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況與冷卻液溫度改變冷卻水在水系中的循環(huán)路線，實(shí)時(shí)控制通過(guò)散熱器冷卻水的流量調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的冷卻強(qiáng)度，保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳的工作溫度范圍。此外，電控節(jié)溫器調(diào)節(jié)精度高、工作性能穩(wěn)定，可保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。目前，相比于蠟式節(jié)溫器和電控兩通閥，三通閥的結(jié)構(gòu)形式在發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)時(shí)間和燃油經(jīng)濟(jì)性方面應(yīng)用效果較好［23］。但隨著對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)要求的提高，冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜化，電控節(jié)溫器不僅限于兩通閥或三通閥結(jié)構(gòu)形式。如圖3所示為一汽大眾寶來(lái)APF電子控制冷卻系統(tǒng)中采用的多回路電控節(jié)溫器［24］，其將冷卻液分配法蘭與節(jié)溫器合成一體，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)冷卻回路進(jìn)行流量調(diào)節(jié)控制;如圖4所示［25］節(jié)溫器的控制更為復(fù)雜化，發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)與小負(fù)荷工況下，電控節(jié)溫器控制冷卻液小循環(huán)的同時(shí)也控制了其在機(jī)油冷卻器、暖風(fēng)水箱、進(jìn)氣節(jié)氣門加熱等多回路的流量，使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體各部分處于最佳的工作溫度范圍。

圖3 多回路電控節(jié)溫器

電控節(jié)溫器的控制方式多種多樣，由于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)非線性的特點(diǎn)，相比于傳統(tǒng)的PID控制方法，模糊控制更適合用于電控節(jié)溫器的控制。文獻(xiàn)［25］用電動(dòng)三通比例閥取代節(jié)溫器，并基于模糊控制原理設(shè)計(jì)了電子節(jié)溫器的控制策略，實(shí)現(xiàn)了節(jié)溫器的智能化。圖5為電控節(jié)溫器模糊控制原理圖［24］，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)，驗(yàn)證得到該電控節(jié)溫器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)變工況的響應(yīng)時(shí)間與穩(wěn)定度達(dá)到了試驗(yàn)的要求，能夠?qū)崟r(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到預(yù)定的工作溫度。

圖4 發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)、小負(fù)荷工況冷卻液流量分布

圖5 電控節(jié)溫器模糊控制原理示意

2 冷卻系統(tǒng)集成控制

冷卻系統(tǒng)部件的電控化，實(shí)現(xiàn)了零部件與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)更好地匹配，同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)(水泵轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、節(jié)溫器開度)的可控性，為冷卻系統(tǒng)整體的集成控制策略研究搭建了平臺(tái)。智能化的控制策略可以使冷卻系統(tǒng)充分考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、環(huán)境等因素，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所處的熱工況，合理調(diào)節(jié)冷卻液溫度，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳的工作溫度，縮短啟動(dòng)預(yù)熱時(shí)間;保證其平穩(wěn)工作，延長(zhǎng)使用壽命;減少傳熱損失和功率損失，提高其動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性。

國(guó)外對(duì)冷卻系統(tǒng)控制策略的研究比較深入，其主要基于發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理角度，控制手段主要是通過(guò)控制冷卻系統(tǒng)電控部件，減少不必要的熱量損失和部件的功耗損失。1999年由VALEO公司開發(fā)的的THEMIS智能發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)［26］，是在原有的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)基礎(chǔ)上采用電控水泵和電控節(jié)溫器，取消了機(jī)械水泵和蠟式節(jié)溫器，通過(guò)冷卻液溫度傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制(如圖6所示［25］)。文獻(xiàn)［9］提出了一個(gè)全面的發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)(如圖7所示)，并建立了一個(gè)由開度可調(diào)的電控三通閥、變速電控水泵、變速電控散熱器風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和各種傳感器組成的試驗(yàn)系統(tǒng)。試驗(yàn)中，采用以蒸汽為基礎(chǔ)的熱交換器來(lái)模擬由發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。通過(guò)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析表明，該熱管理系統(tǒng)可在3 min內(nèi)達(dá)到冷卻液目標(biāo)溫度，追蹤誤差在0.3%以內(nèi)。

圖6 VALEO公司開發(fā)的THEMIS電子調(diào)節(jié)系統(tǒng)

圖7 基于電控三通閥、變速泵、變速風(fēng)扇以及各種傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)方面，有代表性的系統(tǒng)級(jí)的智能冷卻系統(tǒng)是郭新民等設(shè)計(jì)的應(yīng)用分體冷卻技術(shù)的智能冷卻系統(tǒng)［27］。該系統(tǒng)將機(jī)體和缸蓋的冷卻回路分隔開，拆除原機(jī)節(jié)溫器并采用2個(gè)蠟式節(jié)溫器分別安裝于機(jī)體與缸蓋的出水側(cè)來(lái)調(diào)節(jié)流量;將原機(jī)由曲軸皮帶驅(qū)動(dòng)的水泵和風(fēng)扇替換為可調(diào)速的電控水泵和可開關(guān)的電控風(fēng)扇，并實(shí)行PID自動(dòng)控制。臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果表明，采用分體冷卻技術(shù)的智能冷卻系統(tǒng)比原機(jī)預(yù)熱時(shí)間減少了80%、節(jié)油達(dá)7%，同時(shí)有效降低HC排放。

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)智能化集成控制的目標(biāo)，一是保證發(fā)動(dòng)機(jī)合理的工作溫度范圍，二是冷卻系統(tǒng)部件功耗最小化，因此，其控制系統(tǒng)策略的輸入?yún)?shù)往往是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫，必要時(shí)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化。文獻(xiàn)［27］提出的智能冷卻系統(tǒng)即針對(duì)不同冷卻液溫度區(qū)段控制節(jié)溫器和冷卻風(fēng)扇的工作狀態(tài)，兩部件配合實(shí)施、合理調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱能力，控制發(fā)動(dòng)機(jī)水溫變化。目前，冷卻系統(tǒng)控制通常采用PID反饋調(diào)節(jié)控制(如圖8所示)，即通過(guò)設(shè)定目標(biāo)溫度值，把溫度傳感器檢測(cè)到的實(shí)際溫度與設(shè)定值作比較，將比較結(jié)果輸入到PID溫度控制器中，控制器以消除二者間的偏差為目的，控制PWM輸出信號(hào)，通過(guò)改變風(fēng)扇、水泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整被控參數(shù)(水溫)，使其始終向著設(shè)定值的方向變化。

圖8 PID反饋調(diào)節(jié)控制原理

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了冷卻系統(tǒng)水泵、風(fēng)扇、節(jié)溫器等部件及其集成電子控制的工作原理，分析了冷卻系統(tǒng)部件及其集成控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。研究表明:冷卻系統(tǒng)部件電控技術(shù)，可減少發(fā)動(dòng)機(jī)變工況的響應(yīng)時(shí)間，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)時(shí)間60%以上，節(jié)油4%以上;基于冷卻系統(tǒng)電控部件的冷卻系統(tǒng)智能化集成控制，實(shí)現(xiàn)了冷卻系統(tǒng)部件與部件、部件與系統(tǒng)以及系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的優(yōu)化匹配，縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，減少發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱時(shí)間80%以上，節(jié)油達(dá)7%左右。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)向高功率密度、低油耗和低排放的方向發(fā)展，冷卻系統(tǒng)智能化集成控制必將成為實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與冷卻系統(tǒng)良好匹配、提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的重要手段。

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