柴油車發(fā)動(dòng)機(jī)熱保護(hù)控制方法研究

孫利娜

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

在合適的溫度范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能良好。環(huán)境溫度很高時(shí)，當(dāng)車輛長(zhǎng)時(shí)間大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度可能超出正常工作范圍，如果不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)采取保護(hù)措施，將會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過熱損壞，發(fā)動(dòng)機(jī)艙的熱輻射也可能引發(fā)線路著火引起火災(zāi)。采取發(fā)動(dòng)機(jī)熱保護(hù)控制策略，在保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí)，也能提醒駕駛員注意觀察車輛狀態(tài)。

本文以采用BOSCH發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的某柴油車型為基礎(chǔ)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱保護(hù)控制策略進(jìn)行分析研究。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)熱保護(hù)控制原理

在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)到一定溫度之后，開啟高速風(fēng)扇，加快發(fā)動(dòng)機(jī)散熱；如果水溫繼續(xù)升高，達(dá)到一定溫度后，則會(huì)關(guān)閉空調(diào)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷；如果水溫繼續(xù)升高，達(dá)到一定溫度后，開始限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，避免發(fā)動(dòng)機(jī)硬件損壞。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)熱保護(hù)控制原理

2 熱保護(hù)控制邏輯

發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇為高低速風(fēng)扇，在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)到標(biāo)定限值后，高速風(fēng)扇開啟，增強(qiáng)冷卻液對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻作用。

表1 高速風(fēng)扇工作策略

對(duì)車輛來講，空調(diào)是發(fā)動(dòng)機(jī)上最大的負(fù)載，空調(diào)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)需要噴更多的燃油、提供更多的扭矩來維持車輛的正常運(yùn)行。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)到標(biāo)定限值后，會(huì)關(guān)閉空調(diào)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的一種保護(hù)策略。

表2 空調(diào)水溫關(guān)閉策略

發(fā)動(dòng)機(jī)水溫上升到標(biāo)定限值時(shí)，開始限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，減少噴油量，隨著溫度的繼續(xù)升高，限扭程度更加嚴(yán)格，直至限扭至發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫從表3中得到水溫因子，水溫因子與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（也可以替換為車速）從表4中得到發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前狀態(tài)下的扭矩限值。

表3 水溫因子

表4 扭矩限值/Nm（x：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/rpm；y：水溫因子/-）

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證熱保護(hù)控制邏輯及表3、表4標(biāo)定數(shù)據(jù)的合理性，在夏季進(jìn)行了整車高溫試驗(yàn)驗(yàn)證。

關(guān)閉空調(diào)開關(guān)，選擇合適的檔位，車輛以額定轉(zhuǎn)速行駛，在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)到高速風(fēng)扇開啟溫度標(biāo)定限值時(shí)，觀察高速風(fēng)扇是否開啟；怠速行駛，在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫降到高速風(fēng)扇關(guān)閉溫度標(biāo)定限值時(shí)，觀察高速風(fēng)扇是否關(guān)閉。

圖2 高速風(fēng)扇按照標(biāo)定限值合理開啟/關(guān)閉

打開空調(diào)開關(guān)，空調(diào)開啟，選擇合適的檔位，車輛以額定轉(zhuǎn)速行駛，在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)到空調(diào)關(guān)閉溫度標(biāo)定限值時(shí)，觀察空調(diào)是否關(guān)閉；怠速行駛，在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫降到空調(diào)再次開啟溫度標(biāo)定限值時(shí)，觀察空調(diào)是否開啟。

圖3 空調(diào)按照標(biāo)定限值合理開啟/關(guān)閉

選擇合適的檔位，車輛以額定轉(zhuǎn)速爬坡行駛（根據(jù)實(shí)際路況盡可能大的坡），在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)到限扭標(biāo)定溫度，觀察車輛是否限扭；繼續(xù)以額定轉(zhuǎn)速爬坡行駛直至發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，觀察車輛限扭過程是否平順，有無嚴(yán)重頓挫。

圖4 發(fā)動(dòng)機(jī)按照標(biāo)定限值限扭/停機(jī)，過程平順

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)柴油車發(fā)動(dòng)機(jī)熱保護(hù)的控制原理、控制邏輯進(jìn)行分析研究，對(duì)標(biāo)定后的數(shù)據(jù)在高溫試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證，確保了發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過高時(shí)，高速風(fēng)扇能正常開啟、空調(diào)能正常關(guān)閉、發(fā)動(dòng)機(jī)能限扭停機(jī)，且限扭過程平順，有效避免了發(fā)動(dòng)機(jī)高溫?fù)p壞。