发动机冷却系统由冷却液冷却系统和发动机机油冷却系统组成。根据车辆规格,使用不同类型的发动机机油冷却系统。
欧洲规格在 B48 中获得一个可开关的冷却液泵。发动机机油冷却可通过一个油-水热交换器实现。
增压直接喷射发动机对发动机冷却提出很高的要求。出于这个原因,需要一个涡轮增压器冷却液泵。
常规冷却系统的能力可用于带电动冷却液泵的冷却系统。热量管理系统确定出目前的冷却需求,并相应地调节冷却系统。
通过数字式发动机电子伺控系统 (DME) 进行计算所需的信号有:
- | 发动机转速 |
- | 负荷 |
- | 行驶速度 |
- | 进气温度 |
- | 冷却液温度 |
数字式发动机电子伺控系统 (DME) 根据上述信号计算出各种情况的最佳冷却液温度。可通过有针对性地加热电子节温器中的蜡元件以及根据需求控制电动风扇来影响冷却液温度。在满负荷时可通过较低的冷却液温度改善气缸的进气程度。此外,可通过较低的冷却液温度降低发动机的爆震危险。因此可对功率和扭矩施加正面影响。
电动风扇的功率另外取决于机动化装置。
电动风扇安装在冷却器后面。数字式发动机电子伺控系统 (DME) 控制电动风扇。
提示! 视机动化装置而定,电动风扇通过按脉冲宽度调制的信号或 LIN 总线由发动机控制系统进行控制。 通过 LIN 总线进行控制时,将传输信息。 以下将描述通过按脉冲宽度调制的信号进行控制。 |
电动风扇由数字式发动机电子伺控系统 (DME) 通过一个按脉冲宽度调制的信号控制 (通过电动风扇电子装置进行分析)。数字式发动机电子伺控系统 (DME) 通过一个按脉冲宽度调制的信号 (7 至 93 %) 控制电动风扇的不同转速。小于 7 % 和大于 93 % 的脉冲负载参数都不会触发控制,而只被用于故障识别。电动风扇转速受冷却液出口 (冷却器) 处的冷却液温度和空调器中的压力影响。随着行驶速度的上升,电动风扇转速被降低。
索引 |
说明 |
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说明 |
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1 |
集风罩 |
2 |
电动风扇驱动装置 |
3 |
4 芯插头连接 |
电动风扇驱动装置是一个无刷电机。电动风扇有一个自己的分析电子装置,并通过一个按脉冲宽度调制的信号调节转速。正常运行时的脉冲负载参数 (100 Hz) 被转换成转速信号。
- | 7 % 脉冲负载参数:待机模式 (分析电子装置保持清醒) |
- | 11 % 脉冲负载参数:最小风扇转速 (33 % 额定转速) |
- | 93 % 脉冲负载参数:最大风扇转速 |
- | 97 % 脉冲负载参数:用于分析电子装置自诊断的命令。 |
在电动风扇空转时,数字式发动机电子伺控系统 (DME) 将频率降低到 10 Hz。通过脉冲负载参数可选择电动风扇的时间 (最长 11 分钟) 和转速。
允许的工作温度介于 -20 °C 和 120 °C 之间。静态压力介于 0 和 0.8 bar 之间。
提示! 通过 LIN 总线进行控制时,将传输信息。这可以实现对电动风扇的优化控制(调节转速或通过电功率调节)。 |
冷却液温度传感器根据发动机安装在不同的位置。注意相应的安装位置。
索引 |
说明 |
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说明 |
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1 |
冷却液温度传感器 |
2 |
2 芯插头连接 |
冷却液温度传感器将冷却液温度转换成一个电气参数 (电阻)。对此使用一个具有负温度系数 (NTC) 的电阻。此外,冷却液温度还是用于下列计算的测量值:
- | 喷油量 |
- | 怠速理论转速。 |
进行温度记录时,使用的是与温度有关的电阻器。该电路包括一个分压器,可对其测量与温度有关的电阻值。通过一条传感器专用特性线将电阻值换算成温度。在冷却液温度传感器中安装有一个热敏电阻 (NTC),其电阻值随温度的上升而下降。
此电阻值根据温度在 167 kΩ 至 150 Ω 的范围内变化,对应于 -40 °C 至 130 °C 的温度。
电阻上的电压与冷却液温度有关。在数字式发动机电子伺控系统 (DME) 中存储了一个表格,此表格说明每个电压值的对应温度。借此可补偿电压和温度之间的非线性关系。
电子节温器仅安装在没有热量管理模块的发动机上,并且同样也固定在冷却液泵的壳体上。
图像显示不可开关的冷却液泵。
索引 |
说明 |
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说明 |
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1 |
冷却液泵驱动装置 |
2 |
冷却液泵壳体 |
3 |
电子节温器 |
4 |
2 芯插头连接 |
在电子节温器的蜡元件中安装了一个加热电阻。数字式发动机电子伺控系统 (DME) 给这个加热电阻通电。于是蜡元件膨胀,并克服一个弹簧片的弹簧压力关闭气缸盖入口。弹簧片的任务是,在蜡元件冷却时将电子节温器压回静止位置。发动机冷机时,冷却液循环通过气缸盖入口经电子节温器到冷却液泵的回流口。
数字式发动机电子伺控系统 (DME) 通过一条特性线根据当前行驶状况控制加热元件。
热量管理模块是一个电动节温器。它在安装时可以带有或者不带曲轴箱冷却液截止阀。热量管理模块取代了传统的电子节温器。热量管理模块的电气驱动装置由一个直流马达、一个变速箱和一个位置传感器。用此直流马达在所定义的工作范围内调节旋转滑阀。
根据发动机的工作范围,可通过旋转滑阀的位置控制热量管理模块所连发动机冷却回路的流通量。不同于电子节温器(膨胀材料元件)与冷却液温度没有直接的物理连接。因此热量管理模块可以根据需要控制发动机以及其他附加机组的暖机和冷却。发动机控制器根据行驶状况和冷却需求调节冷却液温度。
热量管理模块中集成了一个位置传感器。位置传感器通过 SENT 信号将旋转滑阀的位置(角度)发回发动机控制。
热量管理模块通过冷却液温度间接影响下列功能:
- | 燃油消耗 |
- | 功率 |
- | 混合气形成质量 |
- | 有害物质的排放 |
- | 部件的机械负荷
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索引 |
说明 |
索引 |
说明 |
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1 |
热量管理模块 |
2 |
5 芯插头连接 |
3 |
3 芯插头连接 |
4 |
曲轴箱冷却液截止阀 |
对于部分机动化装置,会用到一个可开关的冷却液泵。
此时涉及到一个泵输出端上的开关式进气门,通过沿顺时针方向旋转封闭泵输出端。通过更快的加热发动机将降低发动机的燃油消耗。
开关式进气门将通过一个低压插座调整真空度。发动机控制控制一个电子阀。电子阀设置低压插座的真空度。
图像显示可开关的冷却液泵。
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说明 |
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说明 |
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1 |
冷却液泵驱动装置 |
2 |
2 芯插头连接 |
3 |
电子阀 |
4 |
真空管路 |
5 |
真空罐 |
在冷却液循环中,除了机械冷却液泵外还放置涡轮增压器冷却液泵。涡轮增压器冷却液泵属于离心泵。
数字式发动机电子伺控系统 (DME) 根据需求通过 PWM 信号控制涡轮增压器冷却液泵。控制导线同时用作诊断导线。涡轮增压器冷却液泵和 DME 之间的通信同样通过 PWM 信号执行。通过该记录将传输涡轮增压器冷却液泵的转速规定值及状态变量。
涡轮增压器冷却液泵始终由 DME 控制。涡轮增压器冷却液泵不会自动空转。
涡轮增压器冷却液泵空转(持续时间和转速)取决于下列参数:
- | 机油温度 |
- | 冷却液温度 |
- | 废气温度 |
- | 燃油消耗 |
索引 |
说明 |
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说明 |
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1 |
3 芯插头连接 |
2 |
涡轮增压器冷却液泵 |
在前部车身中安装有一个通过伺服马达的主动式空气风门控制装置(水箱百叶窗驱动装置,视装备而定)。此主动式空气风门控制装置在需要时才打开水箱百叶窗,从而调节发动机和机组冷却的空气供应。
提示! 根据发动机,可以安装上部和下部空气风门控制装置。 |
发动机控制系统持续计算需要的制冷功率。只有确实需要提高冷却空气量时,发动机控制才打开水箱百叶窗。
在行驶模式下通过关闭水箱百叶窗可缩短发动机的暖机阶段,因为在封闭更好的环境中可以更快达到工作温度。通过水箱的气流随着行驶速度的增大产生较高的空气阻力。在较高的速度范围内通过关闭水箱百叶窗可改善空气动力性能。于是降低耗油量并因此减小排放值。
水箱百叶窗驱动装置是一个直流马达。发动机控制系统通过 LIN 总线与水箱百叶窗驱动装置连接。
所示为下部空气风门控制装置。
索引 |
说明 |
索引 |
说明 |
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1 |
3 芯插头连接 |
2 |
散热器百叶窗 |
电子节温器在通过一条特性曲线调节下打开和关闭。此调节可划分成 3 个工作范围:
- | 发动机处于冷态,电子节温器关闭: 冷却液只流入发动机中 (小循环)。冷却液循环处于关闭状态。节温器不受控。 |
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- | 发动机处于热态,电子节温器敞开: 全部冷却液量流经冷却器。因此可以使用可供使用的最大制冷功率。电子节温器不受控。 |
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- | 电子节温器的控制范围: 一部分冷却液流经冷却器。电子节温器自 105 °C 起打开并保持某个恒定的冷却液温度。在这个工作范围内,现在可借助电子节温器有针对性地影响冷却液温度。
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- | 于是可在发动机部分负荷区内设置较高的冷却液温度。通过在部分负荷区内设置较高的工作温度可降低摩擦。从而降低油耗和有害物质的排放。在满负荷运转时较高的工作温度有劣势 (由于爆震燃烧会减小点火提前角)。因此,在满负荷运转时借助电子节温器有针对性地设置较低的冷却液温度。 |
如果在发动机运转时冷却液或发动机机油温度过高,则会影响某些功能,因此为发动机冷却提供更多能量。
措施可分为 2 种操作模式:
保护件
- | 冷却液温度介于 117 °C 和 124 °C 之间 |
- | 机油温度介于 150 °C 和 157 °C 之间。 |
措施:发动机和空调功率降低 (至 100 %)。
紧急情况
- | 冷却液温度介于 125 °C 和 129 °C 之间 |
- | 机油温度介于 158 °C 和 163 °C 之间。 |
措施:发动机功率降低 (至约 90 %)。
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