汽车发动机智能冷却系统的研究

李琦

摘 要：汽车发动机是汽车动力的核心，发动机的运行状态也决定了汽车的运行质量。汽车发动机智能冷却系统是其发动机的重要组成部分，对于发动机的温度调节有着至关重要的作用，因此，必须要做出技术性的优化和运行质量保障。关键词：汽车发动机;智能冷却系统;研究分析中图分类号：U464  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）08-76-03

Abstract： Automobile engine is the core of automobile power. The running state of engine also determines the running quality of automobile. The intelligent cooling system of automobile engine is an important part of its engine， which plays an important role in the temperature regulation of the engine. Therefore， technical optimization and operation quality assurance must be made.Keywords： Automobile engine; Intelligent cooling system; Research and analysisCLC NO.： U464  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）08-76-03

前言

如今是高速发展的信息化时代，汽车用发动机冷却能力的调节方式也逐渐实现了智能化的控制，传统的节温器也经过不断的研究和实践被替换为利用电加热引起记忆金属和李金变形而实现自控的电控节温器，同时对电动导风板也进行了合理化的设计和调整，逐渐取代了传统的保温帘，将冷却风扇改为了电动机驱动，再利用单片机对节温器、导风板、冷却风险进行智能化连接和控制，以到达降低发动机传热损失和机械损失的目的。

1 关于汽车发动机冷却控制系统

汽車发动机智能冷却系统对于发动机的动力性、经济性以及运行稳定性都有着不同程度上的影响，其冷却技术作为传统冷却系统的优化升级后应用的技术能够进行发动机性能水平的提升和燃料消耗的有效降低，同时也能够降低污染排放的总量和噪声污染，这对于汽车来讲，是实现经济性、成本节约、效益增益等方面优势的较好推动。汽车发动机冷却系统主要是汽车运行中通过冷却系统将受热了零件的热量进行吸收和发散排出，实现发动机保持最佳的温度状态运行，目前发动机的冷却系统分为风冷和水冷，主要是冷却介质上的区别，风冷系统主要是通过空气作为冷却介质进行发动机温度调节，而水冷系统则是以液态的冷却液为主要介质实现发动机温度调节的，其实汽车运行稳定性和发动机运行温度合理调节的重要装置[1]。

2 汽车发动机冷却控制系统的系统构成以及智能控制概述

2.1 汽车发动机冷却控制系统构成

汽车发动机在汽车行驶过程中会由于燃料燃烧产生的气体所具有的温度而逐渐增加热量，据相关数据显示，发动机运行状态下所产生的气体温度不低于两千摄氏度，而汽车发动机直接接触高温气体的部件部分会随温度的升高而受热，进而也会产生极大的热量，而为了确保汽车发动机部件不会受到温度影响而发生损坏，需要利用冷却控制系统进行发动及温度的有效控制，也就是冷却系统，目前汽车发动机冷却系统主要分为风冷和水冷，但现代汽车当中主要应用的水冷系统，发动机冷却控制系统的构成主要是水泵、风扇、散热器和节温器这几个部分，另外还有水套、散热窗、分水关等部件，其运行状态下水泵会吸入散热器的水，并通过加压之后经过分水管流入气缸水套当中，冷却气缸之后所形成的冷却水再进入气缸盖水套当中将气缸盖中的热量吸收后返回散热器。

2.2 汽车发动机智能控制系统构成

汽车发动机智能控制系统的核心部分是自动温湿控制装置，这一部分的智能控制也是通过自动温湿控制装置来实现运行效果的。自动温湿控制装置的系统构成包括了空调系统、传感器、执行器三部分共同组成，而空调系统和冷却系统都要用到冷凝器和散热器风扇系统，所以，冷却系统的智能化改进主要的关键部分是进行发动机的绝热效果，但由于受到制造材料和生产技术的影响，汽车发动机的绝热效果还无法达到实际的应用，因此，对汽车发动机冷却系统的智能化控制只能够先建立技术基础，并逐渐扩宽智能控制系统的研究领域和技术方向[2]。

3 汽车发动机智能冷却系统中的关键性技术概述

3.1 汽车发动机智能冷却系统中电子节温器的模糊控制技术

模糊控制理论主要是指通过模糊集和模糊逻辑的构建进行隶属函数间相互关系的建立，以达到对目标对象控制的效果，这一理论在实际的应用时需要注意对周期变化的计算和系统误差变化率的控制，根据汽车发动机智能冷却系统工作流程进行规则的建立，实现精确控制量的获取[3]。

3.2 汽车发动机智能冷却系统中电子风扇与电子水泵联合的模糊控制

汽车发动机处于暖机或正常运行状态时，电子风扇和电子水泵也会进入工作状态，并执行模糊控制，按照电子风扇和电子水泵与汽车动态最有匹配来达到模糊控制策略的输入和调节，进而实现对目标对象的控制。

4 汽车发动机智能冷却控制系统的控制原理

汽车发动机智能冷却控制系统的控制原理主要是在发动机运行状态下首先由温度传感器进行发动机水温的感知，并将温度信号转化为电压模拟信号，进过滤波校正后送入转换器，由转换器进行模拟电压信号转换数字信号并读入单片机，单片机会依据不同输入信号进行分析处理，在通过系统变化控制节温器、导风板和冷却风扇运行实现智能控制的功能[4]。

5 汽车发动机智能冷却系统研究现状

目前，我国的汽车制造业正处于高速发展的时期，其技术的先进性已经逐渐拉近了与国外发达国家的距离，国产品牌的汽车制造在质量和性能上不断得到优化。汽车发动机智能冷却系统是近些年来才实现技术上的成熟和广泛应用。传统的汽车发动机冷却系统中节温器、保温帘以及冷却风扇在国产汽车发动机冷却系统当中仍有部分汽车制造厂商在使用。传统节温器控制冷却液大小循环路线、其节流损失概率较大，整体运行状态并不稳定，并且其运行效率也较低，在实际的运行过程中，无法将发动机的热量进行有效的吸收和散发，而保温帘是属于人为控制散热器通风量的部件，冷却风扇则是由发动机曲轴进行带动旋转，从而起到散热的效果，风扇的冷却效果相对来讲只能够随着发动机转速的变化而发生调整，散热效果并不高。总结来讲，传统汽车发动机冷却系统存在着诸多弊端，从运行灵活性、稳定性方面来讲并不能够有效发挥出散热的作用，需要针对节温器、保温帘和冷却风险实现多元联合控制，也就是智能化控制才能够改善冷却效果，其能够根据行车的速度、大气环境的温度以及发动机冷却水温度的变化来进行冷却系统的冷水平自动控制，实现发动机快速预热，降低发的动机传热损失和功率损失，现代汽车制造技术也会逐渐将传统的冷却系统开始进行优化和部件的取代[5]。

6 汽车发动机智能冷却控制系统的技术特点分析

汽车发动机智能控制系统所涉及到的技术和功能设计以及抗干扰设计与防震设计内容当中，控制技术所对应的技术标准实现仿真数据和软件真是数据之间的统一，其功能设计所对应的技术指标主要是为实现汽车人发动机的总线控制，而抗干扰和防震设计所对应的是满足汽车运行环境的需要。在汽车发动机冷却系统控制当中，汽车发动机的水温、转速等数据是具有动态变化的变量因素，需要通过仿真模拟来进行最佳控制参数的计算，利用参数数据进行发动机热源能耗最佳状态的控制设定。其技术特点主要包括了控制技术和数字仿真技术以及数据编制开发专用软件，主要的目的是对发动机运行状态的实时跟踪监测，利用仿真计算达到装置积水量和风量实时控制的目的，而采用抗干扰和防震技术设计时帮助汽车发动机在运行時达到抗高频辐射和车体实际运行设计要求的目的[6]。

6.1 汽车发动机智能冷却控制系统的结构设计

汽车发动机的冷却液温度主要是受到汽车行驶速度、发动机负荷以及装置质量、外界气温的因素的影响，这些因素又无法通过数学方程去进行准确的描述，冷却系统控制过程当中实际上市一个具有纯滞后、大惯性和非线性特点的物理反应过程，通过实践过程的分析，部分软件的控制效果无法实现合理的模型建立，所以结构设计一般会通过模糊控制区进行。汽车发动机冷却智能化控制系统的硬件结构主要是通过水温、速度、扭矩等几种传感器的模糊控制实现对水泵和风险电路的控制[7]。

6.2 关于汽车发动机冷却控制系统的新技术应用分析

随着时代的发展和信息技术的不断进步，汽车电子部件也在不断的增多，尤其是在汽车车载电子模块的使用方面实现了汽车部分系统的自动化、智能化控制，汽车发动机冷却智能控制系统的发展和应用也在时代科技发展下得到了研发和不断完善，冷却控制系统的智能化实现也必须要重视新技术的应用分析，同时不断尝试新技术的实践应用，从根本上提高系统的智能化控制程度和实际效果，冷却系统新技术也要对汽车发动机的温度、转速、扭矩等内部参数以及行车路况、电参数、工作电源控制等外部参数进行试验检测，确保冷却控制系统智能化水平满足相应的技术标准[8]。

7 结束语

结合上述文章内容所述，汽车发动机的智能化冷却控制

系统的核心组成部分是其自动温湿控制装置，冷却控制系统的智能化系统功能运行时也是通过对自动温湿控制装置得以实现的，但自动温湿控制装置较为容易收到多方因素的影响而降低汽车发动机智能化冷却控制系统的运行状态和功能作用的发挥，需要相关技术人员进行不断的科学分析与技术研究，以达到性能提升的目的，优化和改善汽车发动机智能化冷却系统的运行质量，发挥其系统的强大应用价值。

参考文献

[1] 陈聪，田专，王耿之，佟佳颖，魏丹.汽车发动机冷却液智能监测系统硬件设计[J/OL].汽车实用技术，2019（24）：133-134[2020-01-10].

[2] 马维维.汽车发动机冷却系统智能控制技术探讨[J].小型内燃机与车辆技术，2018，47（05）：77-80.

[3] 张媛.汽车发动机冷却水泵的研究进展[J].内燃机与配件，2018（06）： 78-79.

[4] 吴亮.汽车发动机智能化冷却控制系统的研究[J].中外企业家， 2018（08）：95.

[5] 王彬.汽车发动机智能控制系统研究[J].汽车与驾驶维修（维修版）， 2017（06）：151-152.

[6] 董国贵，尹爱勇.基于汽车发动机电动冷却风扇智能控制的研究[J].时代汽车，2017（10）：75+77.

[7] 余海洋，曹志良，刘绍波.汽车发动机电动冷却风扇智能控制系统设计[J].电子器件，2016，39（06）：1512-1515.

[8] 彭菊生，潘法宝.汽车发动机电动冷却风扇智能控制系统研制[J].汽车电器，2016（05）：67-69.