基于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇智能控制的研究

董國(guó)貴　尹愛勇

摘要：目前汽車為我們的出行提供了很大的便利，但是傳統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇存在很多的不足，嚴(yán)重的影響著我們的生活（空氣的污染）。此文就汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇智能控制的特點(diǎn)以及其原理、傳統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇存在的問題進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討研究。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；電動(dòng)冷風(fēng)扇；智能控制

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能直接決定這整個(gè)汽車的質(zhì)量以及其穩(wěn)定性能。而發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度太高或者太低的時(shí)候，即增加油量的耗損又縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，因此就需要發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)對(duì)其溫度進(jìn)行合理的控制。此文主要研究發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻風(fēng)扇智能控制系統(tǒng)。

1.傳統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇存在的問題

傳統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇的預(yù)熱時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，冷卻的效果不是很明顯。另外發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻系統(tǒng)不只是對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，其還會(huì)對(duì)空調(diào)的冷卻系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，進(jìn)而會(huì)對(duì)散熱裝置的位置進(jìn)行限制的同時(shí)對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻風(fēng)扇的位置有所限制。而且散熱裝置的安裝位置一定程度的防止了冷空氣自由循環(huán)。冷空氣的流通受到阻礙，一定程度的降低了冷空氣和冷卻液相互交換的速度，導(dǎo)致其效率低下，散熱效果不明顯。

2.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇智能控制的有效措施

傳統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇直接由發(fā)動(dòng)機(jī)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的程度取決于其轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速不能根據(jù)實(shí)際情況自己進(jìn)行調(diào)節(jié)，發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度沒有辦法很好的進(jìn)行控制，很大程度上影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作。傳統(tǒng)的冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是直接由發(fā)動(dòng)機(jī)的來進(jìn)行控制，其散熱的能力的設(shè)計(jì)都是以發(fā)動(dòng)機(jī)最大的熱負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，在實(shí)際工作情況中，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度太低，尤其在冬天的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度上升較慢。

目前，大多數(shù)的汽車電動(dòng)冷卻風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)智能化，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可根據(jù)自身的實(shí)際情況進(jìn)行自行的控制，將溫度控制在最佳的范圍。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇的連接方式較多，但主要利用電PwM智能控制系統(tǒng)調(diào)速的方式。

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇的控制主要的就是根據(jù)情況對(duì)其風(fēng)量進(jìn)行的調(diào)節(jié)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速直接決定風(fēng)量的多少，兩者為正比的關(guān)系，而且其風(fēng)的速度又跟風(fēng)量的多少成正比的關(guān)系。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過程中，風(fēng)速、風(fēng)量以及轉(zhuǎn)速三者皆成正比關(guān)系，對(duì)其控制策略進(jìn)行設(shè)計(jì)如下圖：

我們可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行溫度值設(shè)定，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的過程中，其ntc溫感器會(huì)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)定值與目前實(shí)際的溫度值之間的差距，并且及時(shí)地將其反饋到pid溫控裝置中，進(jìn)過其精密的計(jì)算然后將兩者間的溫差值進(jìn)行調(diào)整，促使目前溫度值越來越接近設(shè)定值最終使其保持一致。

3.對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇的測(cè)試

為了對(duì)策略合理性進(jìn)行有效的控制，研究了電動(dòng)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)，我們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡試驗(yàn)后，裝在某車上測(cè)試了燃油量和噪音。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度太高或者太低的情況下，不僅會(huì)增加油量的損耗，還會(huì)一定程度的縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，因此，對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)油量的損耗情況的檢驗(yàn)也是對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇的智能控制情況的檢測(cè)。

3.1對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡的測(cè)試

本系統(tǒng)基于發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)其進(jìn)行的穩(wěn)定工況熱平衡的試驗(yàn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)以及進(jìn)氣排氣系統(tǒng)溫度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)候，對(duì)其各個(gè)系統(tǒng)的熱量的分配情況進(jìn)行測(cè)量。我們主要是對(duì)此系統(tǒng)出水以及進(jìn)水處的溫度進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，進(jìn)水處的溫度最高可以達(dá)到94°c，出水處的最高溫度可以達(dá)到102°c，滿足于設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

3.2對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)油量損耗情況的測(cè)試

我們把此系統(tǒng)裝在了某個(gè)車上對(duì)燃油情況進(jìn)行了測(cè)試，在一般的道路上不裝此系統(tǒng)的時(shí)候測(cè)試其油量的損耗是0.108L/KM，在該車上裝了此裝置一個(gè)月之后，同樣在一般道路上對(duì)其進(jìn)行油量損耗的測(cè)試，其結(jié)果是0.105L/KM。綜合的油量損耗比沒裝此系統(tǒng)的時(shí)候減少了0.03L/KM。

3.3對(duì)于其噪音的測(cè)試

在某車上裝置此系統(tǒng)后，在沒有其他車輛的平直的公路上進(jìn)行噪聲的測(cè)試（測(cè)試儀器：數(shù)字聲級(jí)計(jì)HS5633B），其最終的測(cè)試結(jié)果表示安裝此系統(tǒng)后比沒有安裝此系統(tǒng)時(shí)車內(nèi)的噪聲值降低了大約02db-0.8db。

4.結(jié)語(yǔ)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)冷卻風(fēng)扇可以充分的利用汽車在行駛過程中迎面風(fēng)的冷卻作用而大量的減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇的損耗，大大的減短了預(yù)熱的時(shí)間，對(duì)于溫度的控制達(dá)到最優(yōu)質(zhì)的效果，大大減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的自身傳熱的損失，可以有效的減少汽車油量的損耗，有效的實(shí)現(xiàn)了耗油的經(jīng)濟(jì)性，也一定程度的保障了汽車自身以及發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。所以現(xiàn)在電動(dòng)冷卻風(fēng)扇被越來越廣泛的應(yīng)用于汽車系統(tǒng)中，但是現(xiàn)在一般都用于轎車中，載重汽車上還沒有全面的普及開來，因此我們要將該系統(tǒng)更大面積的普及，進(jìn)而滿足于我國(guó)汽車行業(yè)迅速發(fā)展的需求。