客户委托书III2-7：加热功率不足

1、客户委托书 III 2-7：加热功率不足问题1： 发动机为什么要冷却（冷却系的功能） ？一、导入 当一辆汽车以50kmh的速度行驶时，发动机气缸内每个活塞每分钟要上下运动6000次，各动动部件因摩擦会产生热量，燃烧室内混合气燃烧后会产生高温高压的燃气（约为800-2000），与高温气体接触的机件（如缸盖、缸套、活塞、气门等）将受热而温升很高。 所以必须对气缸加以冷却，否则其中的运动件受热膨胀而破坏了正常配合间隙，导致机械强度降低而损坏、润滑失效而卡死。 当然如果冷却过度也会造成气缸充气量减少、燃烧不正常、功率下降、油耗增加及润滑不良等影响。在汽车上建立冷却系的目的是要使发动机保持在适当的温度下

2、工作。2. Tip: 发动机冷却系统的发展发动机冷却系统的发展最初的冷却系统最初的冷却系统： 无水泵，依靠冷却水自身受热变化形成循环。只有在发动机运转情况下，才能进行冷却循环。循环效率低，无法实现温度控制。 增加了水泵，提高了冷却水循环的效率。但由于无温度控制装置，造成发动机热机周期长，发动机温度过低。来自发动机接水泵接散热器 随着发动机技术的进步，冷却液控制、节温装置应运而生。并于1922年左右，应用于发动机。使发动机的热机周期缩短，迅速提高发动机温度，保持发动机具有恒定的工作温度，防止过度冷却。 节温器控制主要是在发动机没有达到正常工作温度时，使冷却水不经过散热器，而是通过旁通水道直接流回

3、发动机。此控制方法一直沿用至今。2.Tip: 发动机冷却系统的发展发动机冷却系统的发展当今的冷却系统为闭环冷却系统，系统内冷却液加压1.01.5 bar，提高了冷却液的沸点。采用水与冷却液添加剂的混合液，具有防腐、抗寒等作用。2.Tip: 发动机冷却系统的发展发动机冷却系统的发展机油主油道机油泵滤网膨胀箱节温器暖风机水泵机油滤清器机油冷却器导向板散热器护罩齿型带轮缸盖水套缸体水套水泵水套排气管节气门热水管膨胀箱盖膨胀箱膨胀箱管风扇双速热敏开关进水软管排气管出水软管过热蒸气接暖风装置Santana 2000电动风扇散热器加水口水套水泵节温器旁通管进水室出水室散热器芯暖风机膨胀箱电子控制冷却系统3

4、.Tip : 现代发动机冷却系统发展趋势现代发动机冷却系统发展趋势 挑战1：发动机负荷的变化，带来功率的损失 随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率，发动机产生的废热密度也随之明显增大。一些关键区域，如排气门周围散热问题需优先考虑，冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成灾难性的后果。发动机冷却系统的散热能力一般应满足发动机满负荷时的散热需求，因为此时发动机产生的热量最大。然而，在部分负荷时，冷却系统会发生功率损失，水泵所提供的冷却液流量超过所需的流量。我们希望发动机冷启动时间尽可能短。因为发动机怠速时排放的污染物较多，油耗也大。冷却系统的结构对发动机的冷启动时间有较大的影响。

5、挑战2：传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机，而现代冷却系统还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。 由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础，因此，传统发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态，如市区行驶和低速行驶时，会产生高油耗和排放。 措施：通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。 研究表明，部分负荷（市区行驶和低速行驶）时，提高冷却液温度设定点，将冷却液温度保持在90-115范围内，使发动机机油的最高温度为140，则油耗下降10%。 大负荷或全负荷时，降低冷却系统的工作温度，可降低进气温度，提高发动机充气效率，这对燃烧过程、燃烧效率及排放有利

6、。降低温度设定点亦可以节省发动机运行成本，提高部件使用寿命。 精确冷却系统精确冷却系统:在精确冷却系统中，热关键区，如排气门周围，冷却液有较大的流速，热传递效率高，冷却液的温度梯度变化小。这样的效果来自缩小这些地方冷却液通道的横截面，提高流速，减少流量。 理想的发动机热工作状态是气缸盖温度较低而气缸体温度相对较高。 1.气缸盖温度较低可提高充气效率，增大进气量。温度低且进气量大可促进完全燃烧，降低CO，HC 和NOx的形成，也提高输出功率。 2.较高气缸体温度会减小摩擦损失，直接改善燃油效率，间接地降低缸内峰值压力和温度。 分流式冷却系统可使缸盖和缸体温度相差100。气缸温度可高达150，而缸

7、盖温度可降低50，减少缸体摩擦损失，降低油耗。较高的缸体温度使油耗降低4%-6%，在部分负荷时HC降低20%-35%。节气门全开时，缸盖和缸体温度设定值可调到50和90，从整体上改善燃油消耗、功率输出和排放。封面电控冷却系统的结构原理电控冷却系统的结构原理二、结构原理讲解目录12.1 组成组成2.2 主要部件主要部件 2 电控冷却系统的构造电控冷却系统的构造2.3 控制原理控制原理2.4 两种系统的比较两种系统的比较组成组成12.1 电控冷却系统的组成电控冷却系统的组成2.1.1 机械部分的组成机械部分的组成组成组成1-12.1 电控冷却系统的组成（宝来电控冷却系统的组成（宝来APF）2.1.

8、1 机械部分的组成机械部分的组成基本部件基本部件组成组成1-22.1 电控冷却系统的组成电控冷却系统的组成2.1.1 机械部分的组成机械部分的组成基本部件基本部件水套、散热器、风扇、冷却液分配单元、水套、散热器、风扇、冷却液分配单元、水泵、补偿水箱水泵、补偿水箱组成组成1-32.1 电控冷却系统的组成电控冷却系统的组成2.1.1 机械部分的组成机械部分的组成基本部件基本部件外延部件外延部件水套、散热器、风扇、冷却液分配单元、水套、散热器、风扇、冷却液分配单元、水泵、补偿水箱水泵、补偿水箱组成组成1-42.1 电控冷却系统的组成电控冷却系统的组成2.1.1 机械部分的组成机械部分的组成基本部件基

9、本部件外延部件外延部件水套、散热器、风扇、冷却液分配单元、水套、散热器、风扇、冷却液分配单元、水泵、补偿水箱水泵、补偿水箱机油冷却器、变速箱冷却器、热交换器、机油冷却器、变速箱冷却器、热交换器、节气门体节气门体组成组成22.1.2 电控部分的组成电控部分的组成输入输入处理处理输出输出2.1 电控冷却系统的组成电控冷却系统的组成2.1.1 机械部分的组成机械部分的组成基本部件基本部件外延部件外延部件传感器传感器 开开 关关 控制单元控制单元（微机）（微机） 执行器执行器（风扇）（风扇） 电位计电位计 组成组成2-12.1.2 电控部分的组成电控部分的组成2.1 电控冷却系统的组成电控冷却系统的组

10、成2.1.1 机械部分的组成机械部分的组成基本部件基本部件外延部件外延部件输入输入处理处理输出输出传感器传感器 开开 关关 控制单元控制单元（微机）（微机） 执行器执行器（风扇）（风扇） 电位计电位计 主要部主要部件件12.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体主要部件主要部件1-02.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体作用作用 连接系统各用水部件连接系统各用水部件 是相关部件安装的基础件是相关部件安装的基础件主要部件主要部件1-1安装位置安装位置2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷

11、却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体作用作用 连接系统各用水部件连接系统各用水部件 是相关部件安装的基础件是相关部件安装的基础件主要部件主要部件1-2 发动机的后侧发动机的后侧安装位置安装位置2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体作用作用 连接系统各用水部件连接系统各用水部件 是相关部件安装的基础件是相关部件安装的基础件主要部件主要部件1-3结构结构 发动机的后侧发动机的后侧安装位置安装位置2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体作用作用 连接系统各用水部件

12、连接系统各用水部件 是相关部件安装的基础件是相关部件安装的基础件主要部件主要部件22.2.2 冷却液控制单元冷却液控制单元2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体主要部件主要部件2-02.2.2 冷却液控制单元冷却液控制单元2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体作用作用 依据控制单元的指令改变冷依据控制单元的指令改变冷 却液的循环路线却液的循环路线 控制散热器中冷却液的流量控制散热器中冷却液的流量 调节冷却强度调节冷却强度主要部件主要部件2-1安装位置安装位置2.2.2 冷却液控制

13、单元冷却液控制单元2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体作用作用 依据控制单元的指令改变冷依据控制单元的指令改变冷 却液的循环路线却液的循环路线 控制散热器中冷却液的流量控制散热器中冷却液的流量 调节冷却强度调节冷却强度主要部件主要部件2-2安装位置安装位置2.2.2 冷却液控制单元冷却液控制单元2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体 冷却液分配单元体中冷却液分配单元体中 的散热器回水管内的散热器回水管内作用作用 依据控制单元的指令改变冷依据控制单元的指令改变冷 却液的循环路线却

14、液的循环路线 控制散热器中冷却液的流量控制散热器中冷却液的流量 调节冷却强度调节冷却强度主要部件主要部件2-3结构与工作原理结构与工作原理2.2.2 冷却液控制单元冷却液控制单元2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体安装位置安装位置 冷却液分配单元体中冷却液分配单元体中 的散热器回水管内的散热器回水管内作用作用 依据控制单元的指令改变冷依据控制单元的指令改变冷 却液的循环路线却液的循环路线 控制散热器中冷却液的流量控制散热器中冷却液的流量 调节冷却强度调节冷却强度主要部件主要部件32.2.3 冷却液温度传感器冷却液温度传感器 检测冷却液

15、的温度检测冷却液的温度作用作用2.2.2 冷却液控制单元冷却液控制单元2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体主要部件主要部件3-1安装位置安装位置2.2.3 冷却液温度传感器冷却液温度传感器 检测冷却液的温度检测冷却液的温度作用作用2.2.2 冷却液控制单元冷却液控制单元2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体主要部件主要部件3-2 缸体水套出口处缸体水套出口处 散热器出口处散热器出口处安装位置安装位置2.2.3 冷却液温度传感器冷却液温度传感器 检测冷却液的温度检测冷却液的温度作

16、用作用2.2.2 冷却液控制单元冷却液控制单元2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体主要部件主要部件3-3结构与工作原理结构与工作原理 缸体水套出口处缸体水套出口处 散热器出口处散热器出口处安装位置安装位置2.2.3 冷却液温度传感器冷却液温度传感器 检测冷却液的温度检测冷却液的温度作用作用2.2.2 冷却液控制单元冷却液控制单元2.2 电控冷却系统的主要部件电控冷却系统的主要部件2.2.1 冷却液分配单元体冷却液分配单元体控制原理02.3 控制原理控制原理2.3.1 特性图特性图控制原理控制原理0-12.3 控制原理控制原理2.3.1

17、 特性图特性图决定冷却液温度特性图的因素：决定冷却液温度特性图的因素：发动机负荷发动机负荷发动机转速发动机转速温度特征值温度特征值控制原理控制原理0-2+2.3 控制原理控制原理2.3.1 特性图特性图2.3.2 实际调整值的确定实际调整值的确定控制原理控制原理0-22.3 控制原理控制原理2.3.1 特性图特性图2.3.2 实际调整值的确定实际调整值的确定特征值特征值实际值实际值理论调整值理论调整值理论调整值理论调整值实际值实际值理论调整值理论调整值+修正值修正值实际调整值实际调整值控制原理控制原理0-32.3 控制原理控制原理2.3.1 特性图特性图2.3.2 实际调整值的确定实际调整值的

18、确定温度值温度值1温度值温度值2特征值特征值温度值温度值1 1控制原理控制原理0-42.3 控制原理控制原理2.3.1 特性图特性图2.3.2 实际调整值的确定实际调整值的确定温度调节单元温度调节单元温度值温度值1 1温度值温度值2 2风扇风扇特征值特征值温度值温度值1 1控制原理控制原理0-52.3 控制原理控制原理2.3.1 特性图特性图2.3.2 实际调整值的确定实际调整值的确定2.3.2 控制电路控制电路冷却液温度传感器的冷却液温度传感器的控制电路控制电路控制原理控制原理0-6风扇的控制电路风扇的控制电路2.3 控制原理控制原理2.3.1 特性图特性图2.3.2 实际调整值的确定实际调

19、整值的确定2.3.2 控制电路控制电路冷却液温度传感器的冷却液温度传感器的控制电路控制电路控制原理控制原理0-72.3 控制原理控制原理2.3.1 特性图特性图2.3.2 实际调整值的确定实际调整值的确定2.3.2 控制电路控制电路风扇的控制电路风扇的控制电路温度调节单元的控制电路温度调节单元的控制电路冷却液温度传感器的冷却液温度传感器的控制电路控制电路控制原理控制原理0-82.3 控制原理控制原理2.3.1 特性图特性图2.3.2 实际调整值的确定实际调整值的确定2.3.2 控制电路控制电路风扇的控制电路风扇的控制电路温度调节单元的控制电路温度调节单元的控制电路冷却液温度传感器的冷却液温度传

20、感器的控制电路控制电路比较比较1-02.4 两种系统的比较两种系统的比较2.4.1 两个系统的区别两个系统的区别比较比较1-12.4 两种系统的比较两种系统的比较结构上的区别结构上的区别2.4.1 两个系统的区别两个系统的区别比较比较1-22.4 两种系统的比较两种系统的比较结构上的区别结构上的区别2.4.1 两个系统的区别两个系统的区别布置方式上的区别布置方式上的区别比较比较1-32.4 两种系统的比较两种系统的比较结构上的区别结构上的区别2.4.1 两个系统的区别两个系统的区别布置方式上的区别布置方式上的区别控制方式上的区别控制方式上的区别控制效果上的区别控制效果上的区别比较比较2-12.

21、4 两种系统的比较两种系统的比较2.4.1 两个系统的区别两个系统的区别2.4.2 电控冷却系的特点电控冷却系的特点改变了传统冷却系的循环改变了传统冷却系的循环根据发动机的负荷控制冷却循环根据发动机的负荷控制冷却循环部分负荷时，获得良好的燃油经济性部分负荷时，获得良好的燃油经济性比较比较2-22.4 两种系统的比较两种系统的比较2.4.1 两个系统的区别两个系统的区别2.4.2 电控冷却系的特点电控冷却系的特点改变了传统冷却系的循环改变了传统冷却系的循环根据发动机的负荷控制冷却循环根据发动机的负荷控制冷却循环部分负荷时，获得良好的燃油经济性部分负荷时，获得良好的燃油经济性减少减少COCO和和H

22、CHC的排放的排放小结小结1-0小结：小结：2.1 组成组成2.2 主要部件主要部件2.3 控制原理控制原理2.4 两种系统的比较两种系统的比较机械部分机械部分电控部分电控部分基本部件基本部件外延部件外延部件冷却液分配单元体冷却液分配单元体冷却液控制单元冷却液控制单元冷却液温度传感器冷却液温度传感器特性图特性图实际调整值的确定实际调整值的确定控制电路控制电路冷却液温度传感器控制电路冷却液温度传感器控制电路风扇控制电路风扇控制电路温度调节单元控制电路温度调节单元控制电路区别区别电控冷却系的特点电控冷却系的特点小结小结1-1小结1-0小结：小结：2.1 组成组成2.2 主要部件主要部件2.3 控制

23、原理控制原理2.4 两种系统的比较两种系统的比较机械部分机械部分电控部分电控部分基本部件基本部件外延部件外延部件冷却液分配单元体冷却液分配单元体冷却液控制单元冷却液控制单元冷却液温度传感器冷却液温度传感器特性图特性图实际调整值的确定实际调整值的确定控制电路控制电路冷却液温度传感器控制电路冷却液温度传感器控制电路风扇控制电路风扇控制电路温度调节单元控制电路温度调节单元控制电路区别区别电控冷却系的特点电控冷却系的特点冷却液分配单元1冷却液分配单元冷却液分配单元2上平面下平面缸体出水孔缸体出水孔上平面上平面-进水孔进水孔热交换器热交换器下平面下平面散热器和机散热器和机油冷却器油冷却器变速器冷却器变速

24、器冷却器冷却液分配单元冷却液分配单元3缸体出水孔缸体出水孔上平面上平面-进水孔进水孔热交换器热交换器水泵水泵热交换器热交换器散热器散热器散热器和机散热器和机油冷却器油冷却器变速器冷却器变速器冷却器上平面下平面下平面下平面冷却液分配单元冷却液分配单元4上平面下平面缸体出水孔缸体出水孔上平面上平面-进水孔进水孔热交换器热交换器水泵水泵热交换器热交换器散热器散热器散热器和机散热器和机油冷却器油冷却器变速器冷却器变速器冷却器机油冷却器和机油冷却器和变速器冷却器变速器冷却器下平面下平面冷却液分配单元组成组成图图1-1散热器 风扇 水泵 水套 供水管回水管冷却液分配单元基本部件 组成图组成图1-2供水管补

25、偿水箱散热器 风扇 水泵 水套 回水管基本部件 冷却液分配单元组成组成图图2-1机油散热器变速器冷却器供水管回水管热交换器外延部件 组成组成图图2-2机油散热器变速器冷却器供水管回水管热交换器节气门体外延部件 组成图组成图3-1发动机转速传感器发动机转速传感器-G28带进气温度传感器带进气温度传感器-G42的空气流量计的空气流量计-G70冷却液温度传感器冷却液温度传感器-G62散热器出口温度传感散热器出口温度传感器器-G83温度选择旋钮电位计温度选择旋钮电位计-G267冷却液切断阀（双向阀冷却液切断阀（双向阀)-N147温度调节单元温度调节单元-F265散热风扇散热风扇-V7散热风扇散热风扇-

26、V177风扇控制单元风扇控制单元-J293ABS泵泵发动机控制单元发动机控制单元-J361电控部分的组成 输入 处理 输出 温度翻版位置开关温度翻版位置开关-F269组成组成图图3-2发动机转速传感器发动机转速传感器-G28带进气温度传感器带进气温度传感器-G42的空气流量计的空气流量计-G70冷却液温度传感器冷却液温度传感器-G62散热器出口温度传感散热器出口温度传感器器-G83冷却液切断阀（双向阀冷却液切断阀（双向阀)-N147散热风扇散热风扇-V7温度调节单元温度调节单元-F265散热风扇散热风扇-V177风扇控制单元风扇控制单元-J293ABS泵泵诊断插座诊断插座发动机控制单元发动机控

27、制单元-J361温度选择旋钮电位计温度选择旋钮电位计-G267电控部分的组成 输入 处理 输出 温度翻版位置开关温度翻版位置开关-F269冷却液分配单元的安装位冷却液分配单元的安装位置置冷却液分配单元体的安装位置冷却液控制单元安装冷却液控制单元安装的位置的位置冷却液控制单元冷却液控制单元冷却液控制单元安装的位置 冷却液控制单元1加热电阻加热电阻升程销升程销小循环阀小循环阀（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冷却液控制单元 壳体壳体膨胀元件膨胀元件冷却液控制单元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冷却液控制单元 壳体壳体石蜡石蜡冷却液控制单元3冷却液控制单元的工作原理 石蜡加热电阻升程销冷却液控制单元4控制原理1-1冷却液温度：冷却液温度：95 95 110 110 小循环小循环 冷却液控制单元5大循环大循环 冷却液控制单元6冷却液温度：冷却液温度： 85 85 95 95 大循环大循环 冷却液温度传感器的安装位置冷却液温度传感器的安装位置 冷却液温