宝马冷却系统及电动冷却液泵部件(电子水泵)功能特性及标准

2020-03-17 17:45:07 刘国琼 144

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宝马发动机的冷却系统由冷却液冷却系统和发动机机油冷却系统组成。根据宝马车辆规格,使用不同类型的发动机机油冷却系统。在热带国家的规格中,将发动机机油冷却器与冷却液循环隔离,避免热量通过发动机机油进入发动机的冷却液中。

 

在欧洲规格中,车辆左边配备了一个扩展的辅助冷却液冷却器。此辅助冷却液冷却器与冷却液管平行连接在冷却器上,从而增大了发动机冷却面积,发动机机油冷却可以通过一个油-水热交换实现。

 

涡轮增加直喷发动机对发动机冷却提出很高的要求,例如在发动机N55上,双涡流废气涡轮增压器不需要单独的冷却液泵。例如下图红色部分,只在欧洲规格中出现。

 

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图1:发动机冷却系统

 

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说明

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说明

1

暖风热交换器区域1供给管路

2

暖风交换器区域2供给管路

3

阀门

4

扩展的辅助冷却液水箱

5

热膨胀平衡罐

6

油-冷却液-热交换器

7

冷却液循环小循环管路

8

水箱

9

节温器

10

电动冷却液泵

11

发动机缸体中的冷却液供给管路

12

齿轮油冷却节温器

13

齿轮油-冷却液热交换器

14

暖风热交换器回流管路

15

暖风热交换器



 

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要求,并相应的调节冷却系统。冷却泵甚至可以完全关闭,例如在暖机极端为了快速加热冷却液。在发动机静止并且剧烈加热时,冷却液泵在发动机静止状态时也输送冷却液。

因此,可与转速无关的请求冷却功率。热量管理现在允许除特性线节温器外,用不同特性曲线作为控制冷却液泵的基础。因此,数字式发动机电子伺控系统(DME)可使冷却液温度与行驶性能相匹配。

经济运行:108 ºC

正常运行:104 ºC

高级运行:95 ºC

高级运行且通过电子节温器调节:90 ºC

 

如果数字式发动机电子伺控系统(DME)根据行驶性能识别到节能工作范围“经济”,则数字式发动机电子伺控系统(DME)调节到较高温度(108 ºC)。在此温度范围内发动机以相对较低的燃油需求运行。发动机内部摩擦在较高温度时降低。温度提高有助于低负荷区内耗油量较低。在运行模式“高级且通过电子节温器调节”中,驾驶员希望利用发动机最佳功率扩展。为此,气缸盖中的温度被降低到90 ºC,这个降低产生更好的进气程度,从而引起发动机扭矩升高。数字式发动机电子伺控系统(DME)现在可以与相应的驾驶状况相匹配地调节某个特定工作范围。

 

冷却液温度的影响:

1、燃油消耗

2、功率

3、混合气形成质量

4、有害物质的排放

5、部件的机械负荷

这些参数的优化允许在不同的转速和负荷状况下采用固定的温度值,此优化需要一个符合相应情况的温度范围,通过发动机冷却可接近最佳温度。通过数字式发动机电子伺控系统(DME)进行计算所需要的信号有:

1、发动机转速

2、负荷

3、行驶速度

4、进气温度

5、冷却液温度

 

数字式发动机电子伺控系统(DME)根据上述信号算出各种情况的最佳冷却液温度。可通过有针对性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。在满负荷时候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。

 

  

电动冷却液泵(电子水泵)位置

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图2宝马电子水泵位置

此冷却液泵是一个电动离心泵,由于发动机功率较高,电动冷却液泵的功率必须明显提高(200W和最大输送量7000L/小时)。发动机油冷却已与冷却循环分离。

功能描述

发动机控制单元根据下列因素确定需要的冷却功率:

1、发动机负荷

2、工作范围

3、温度传感器信号

 

发动机控制单元据此相应地控制电动冷却液泵。电动冷却液帮的电子控制装置自动调节调节转速。冷却液泵马达由系统的冷却液环绕冲洗。因此对马达和电子控制装置进行冷却。用冷却液对电动冷却液泵的轴承进行润滑。

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图3:宝马电子水泵大致形态


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说明

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说明

1

电动冷却液泵

2

4芯插头连接

 

结构及内部错接

冷却液泵中的电子控制装置对电动马达功率进行电子控制。电子控制装置通过串行数据接口与发动机控制系统连接。通过总线端K1.30为冷却液泵驱动装置提供供电(如下图4)。

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说明

1

电子控制装置

2

冷却液泵驱动装置

线脚布置:

线脚PIN

说明

K1.31L

负荷接地

K1.87

蓄电池电压,总线端15接通

K1.30

总线端K1.30

BSD

串行数据接口

 

冷却系统电路图5:

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特性线及标准值

对冷却液泵进行转速调节。冷却液泵的工作点为0.8bar。

冷却液泵在最大燃油输送量9000L/h时功率为400W。

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图6特性线及标准值


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说明

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说明

1

压差

2

12V额定电压时的特性线

3

体积流量



注意冷却液泵的下列标准值:

参数

输送能力(额定运行)

900m³/h

电压范围(满功率)

9至16V

正常运行时的最大耗电

36.9A

冷却液温度的温度范围

-40至128 ºC

温度范围

-40至140 ºC

 

速锐得实测宝马电子水泵BSD协议波形获得串行数据接口协议:

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图7:速锐得实测宝马BSD协议获得串行数据


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