一種用于空調(diào)的發(fā)動(dòng)機(jī)電控硅油風(fēng)扇控制原理

1、一種用于空調(diào)的發(fā)動(dòng)機(jī)電控硅油風(fēng)扇控制原理摘要：電控硅油風(fēng)扇是發(fā)動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)節(jié)油技術(shù)，現(xiàn)階段在載貨汽車上應(yīng)用逐漸廣泛。此種硅油風(fēng)扇在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，轉(zhuǎn)速較低，在水溫升高到一定條件后，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速開始提升，從而實(shí)現(xiàn)低速節(jié)能。空調(diào)冷凝器作為前端模塊與水箱集成，車輛怠速時(shí)，空調(diào)冷凝器散熱主要依靠硅油風(fēng)扇，此時(shí)低速風(fēng)扇提供的風(fēng)量不能保證冷凝器散熱效果，從而導(dǎo)致空調(diào)制冷效果差。本文通過硅油風(fēng)扇工作原理分析，從控制上解決空調(diào)怠速效果差的問題。 隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，整車的節(jié)油性被提上日程，傳統(tǒng)機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇逐漸退出歷史舞臺，電控硅油風(fēng)扇應(yīng)用得越來越普及。不同于常規(guī)硅油風(fēng)扇、溫控開關(guān)風(fēng)扇，電控硅油風(fēng)扇（圖1）根據(jù)

2、發(fā)動(dòng)機(jī)的外部條件（水溫、進(jìn)氣溫等），通過ECU自動(dòng)調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳溫度下，在滿足整車散熱需求的前提下有效降低風(fēng)扇功率消耗，最終達(dá)到降低油耗的目的。電控硅油風(fēng)扇具有省油、噪聲低、發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性增強(qiáng)等優(yōu)勢。1 帶電控硅油風(fēng)扇的前端模塊工作原理 1.1前端模塊組成結(jié)構(gòu) 載貨汽車前端模塊由冷凝器、中冷器、水箱組成，如圖2所示。在車輛怠速時(shí)，均依靠發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇散熱。 1.2電控硅油風(fēng)扇散熱控制 ECU接收并判斷發(fā)動(dòng)機(jī)水溫和進(jìn)氣溫度信號，根據(jù)信號通過風(fēng)扇控制閥調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。風(fēng)扇通過轉(zhuǎn)速傳感器將轉(zhuǎn)速信號反饋給ECU，如圖3所示。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫和進(jìn)氣溫度較低時(shí)，ECU控制風(fēng)扇以較低怠速運(yùn)轉(zhuǎn)（440

3、 r/min ），當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫和進(jìn)氣溫度較高時(shí)，ECU以較高轉(zhuǎn)速的全轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。不考慮風(fēng)扇的滑差率，怠速時(shí)的全轉(zhuǎn)速約為600 r/min。 1.3電控硅油風(fēng)扇冷凝器散熱問題 當(dāng)車輛怠速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫和進(jìn)氣溫度達(dá)不到風(fēng)扇嚙合臨界點(diǎn)（一般為90左右），風(fēng)扇以怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)?？照{(diào)開啟，冷凝器只通過發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇散熱。通過實(shí)車試驗(yàn)，冷凝器散熱不能滿足空調(diào)系統(tǒng)的性能要求，如表1所示?？照{(diào)制冷效果差，長時(shí)間在此狀態(tài)下運(yùn)行，可能導(dǎo)致高壓側(cè)制冷管路破裂和壓縮機(jī)的損壞。試驗(yàn)條件：車輛怠速，A/C開啟，制冷和風(fēng)量旋至最大檔。 2 電控硅油風(fēng)扇的控制原理優(yōu)化 2.1冷凝器散熱需求 為解決怠速情況下空調(diào)制冷差的問題，需提高發(fā)

4、動(dòng)機(jī)電控硅油風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。經(jīng)過實(shí)車試驗(yàn)，當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為怠速全轉(zhuǎn)速（600 r/min ）時(shí)，冷凝器散熱能力能夠滿足空調(diào)系統(tǒng)的性能，如表2所示。 針對冷凝器散熱需求，需增加一種控制電路，其作用為：怠速下A/C開啟，空調(diào)工作，此時(shí)電控硅油風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提升至全轉(zhuǎn)速狀態(tài)，以滿足冷凝器的散熱要求。將該轉(zhuǎn)速提升狀態(tài)一直保持，直至空調(diào)關(guān)閉（期間壓縮機(jī)受壓力、溫度影響通斷，電控硅油風(fēng)扇仍保持提升后的轉(zhuǎn)速）。 2.2 ECU對硅油風(fēng)扇的控制功能 為保證空調(diào)開啟信號能夠持續(xù)控制發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇，在原有電氣原理基礎(chǔ)上，增加一個(gè)控制回路：控制器提供持續(xù)低電平，整車電源通過駕駛室線束提供常有電，由繼電器控制ECU空調(diào)接人信號。 1）

5、當(dāng)A/C開啟時(shí)，A/C輸出持續(xù)低電平信號，控制繼電器閉合，空調(diào)信號輸人到ECU。ECU控制風(fēng)扇由怠速轉(zhuǎn)速（440 r/min）提升至全轉(zhuǎn)速（600r/min），并保持。 2）當(dāng)A/C關(guān)閉時(shí)，低電平信號斷開，控制繼電器不工作，ECU接受的空調(diào)信號中斷。電控硅油風(fēng)扇受發(fā)動(dòng)機(jī)水溫控制（此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫一般不會達(dá)到節(jié)溫器全開溫度），轉(zhuǎn)速再次降低為怠速轉(zhuǎn)速。如圖4所示。 2.3 A/C控制信號解決方案 為保證A/C開始時(shí)能夠持續(xù)輸出低電平信號（即A/C開關(guān)按下時(shí)，低電平接人），需在原有空調(diào)控制器控制電路的基礎(chǔ)上增加拉低繼電器的使能電路。 1）當(dāng)A/C按下時(shí)，空調(diào)控制器ECU通過R1和R22個(gè)分壓電阻導(dǎo)通BSP75N，促使BSP75N導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)繼電器，從而輸出持續(xù)低電平信號。 2）當(dāng)A/C關(guān)閉時(shí)，BSP75N停止工作，繼電器斷開，低電平信號中斷。如圖5所示。 3 結(jié)束語 增加空調(diào)系統(tǒng)對帶電控硅油風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，