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2021款路虎新极光发现运动1.5L 13发动机技术亮点(二)
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2022-02-21 09:45:54

三、冷却系统
1.可变冷却液泵
    Ingenium I3 1.5L汽油发动机采用可变冷却液泵和电子节温器。可变冷却液泵受到控制以提供最佳流量,从而支持来自发动机部件的所有冷却请求。可变冷却液泵如图16所示,冷却液泵内有一个导流罩,导流罩在叶轮上滑动,可限制将水泵送到发动机周围的冷却液量。泵旋转会产生压力,在电磁阀的控制下,这个压力被转移至导流罩总成或泄漏回冷却液系统。因此,如果泵不旋转,导流罩就不会移动。该电磁阀具有12V电源供应,PCM在接地侧通过PWM对其进行控制,从而实现发动机的全面热管理策略。泵内的压力作用在壳体中的回位弹簧上。没有来自PCM的信号时,该电磁阀将会打开,因而,导流罩在弹簧力的作用下返回其底座位置,使泵产生全流量。注意:可变冷却液泵必须旋转才能产生用以移动导流罩的内部压力。
    在发动机冷启动过程,叶轮完全由导流罩盖住,因此冷却液不会泵入发动机汽缸缸体。随着部件预热,流量请求分5个阶段增大。可变冷却液泵受到控制以提供最小流量,从而支持来自发动机部件的所有冷却请求。在冷却液温度达到开启温度85℃后,导流罩将移至其最远开启位置,从而在节温器管理的温度控制下实现最大泵送。
    该系统中使用了两个额外的20W电动泵。一个电动泵位于散热器罩的底部右侧,用于供应流经低温系统的冷却液,低温系统包含增压空气冷却器器WCAC。第二个泵位于右侧悬架座的前面,在停止/启动操作期间,该泵用于在发动机关闭时向座舱加热器供应冷却液,以保持乘客的舒适性。它也用于在关闭点火开关后抽取冷却液使其流过涡轮轴承壳体,为其提供继续冷却。
2.电子节温器
    电子节温器如图17所示,它包括一个带电加热元件的主节温器。通电后,加热元件加热蜡式元件,使主阀打开,让冷却液从发动机流回可变冷却液泵。随着主阀的打开,旁通阀关闭旁通路径,驱动冷却液流经散热器。因此,在预热阶段,冷却系统的操作不仅根据冷却液温度直接进行控制,而且还在PCM指定下操作加热元件,以实现更精密的冷却液温度控制。Ingenium I3 1.5L汽油发动机的目标工作温度在90~105℃之间,除非负载增加,否则始终保持在103~105℃之间。节温器蜡式元件的打开温度为105℃。因此,可以增大节温器加热器的占空比来帮助打开主蜡式节温器,从而维持低于105℃的目标温度。如果发动机在较高的负载条件下或在高速循环时运行,则将发动机调节至较低的工作温度(约90℃)。
3.冷却回路概述
    ingenium I3 1.5L汽油发动机冷却回路示意图如图18所示。Ingenium I3 1.5L汽油发动机的热管理系统,旨在缩短冷启动后的预热阶段,并对产生的热量进行引导以提高效率。重点是减少:发动机内部摩擦、排放和对有损燃油效率的加热措施的使用。
    (1)发动机冷态时,冷却液流程:旁通阀打开;这将允许泵送的冷却液流过系统,并通过旁通软管返回可变冷却液泵;可变冷却液泵输出得到控制,提供流过冷却系统的最小冷却液流量,具体取决于发动机负载、发动机转速或座舱加热请求;此功能允许发动机和冷却液更加快速地预热。
    (2)预热时冷却液流程:可变冷却液泵输出再次得到调节,从而符合发动机负载、转速和座舱加热需求。
    (3)发动机热态时冷却液流程:在目标温度下,可变冷却液泵输出被设为最大,导致冷却液持续流动。
    (4)正常工作温度一发动机低负载时冷却液流程如下所示:
    ①蜡式元件对冷却液温度做出反应并打开主节温器阀(较高的发动机温度)。
    ②此时,冷却液可以从发动机流入散热器顶部软管。
    ③冷却液由散热器进行冷却,然后从底部软管流出。
    ④在发动机温度约为105℃时,主节温器阀将会打开。
    (5))正常工作温度一发动机高负载时冷却液流程如下所示:
    ①加热元件激活,此时节温器在较低的(正常)温度下打开。
②节温器的打开和关闭会将发动机温度保持在90~105℃。

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