在对发动机进行进一步改进时,对整个冷却循环系统也做了修改。主要有这几项内容发动机的快速预热,通过快速且经热力学方面优化的发动机温度调节来实现降低油耗,以及在需要时给乘员舱加热。 创新温度管理(ITM)的两个最重要部件是,集成在缸盖内的排气歧管,和发动机温度调节执行元件(N493)。创新温度管理作为一个模块与水泵一起安装在发动机较冷的一侧,如图7-34和图7-35所示其工作循环如图7-36所示。 发动机温度调节执行元件(N493)旋转滑阀:发动机温度调节执行元件(N493安装在1.8L和2.0L发动机上,无论纵置和横置都是一样的,采用两个机械连接的旋转滑阀来调节冷却液液流。 旋转滑阀角度位置的调节是按照发动机控制单元内的各种特性曲线来进行的。 通过旋转滑阀的相应位置,就可实现不同的切换状态。因此,就可让发动机快速预热也就使得摩擦变小了(因此燃油消耗就小了)。另外,可让发动机温度在85~107℃之间变动,如图7-37所示。
发动机温度调节执行元件(N493)的功能如下个直流电动机驱动旋转滑阀转动,该电动机由发动机控制单元通过PWM信号(12V)来操控,操控频率为1000Hz这里的新内容是操控信号,这是个数字信号,从结构上讲像CAN总线信号。
这个操控过程一直持续进行着,直至到达发动机控制单元给出的位置,正的操控信号(诊断仪上的测量值)表示旋转滑阀在向打开的方向转动。
电动机通过一个很结实的涡轮涡杆传动装置来驱动旋转滑阀1,这样就能控制机油冷却器、缸盖以及主散热器中的冷却液液流,如图7-38所示(变速器机油冷却器、废气涡轮增压器和暖风回流管不进行调节）。
旋转滑阀2是通过一个滚销齿联动机构与旋转滑阀1相连的。该联动机构的结构是这样
的:旋转滑阀2在特定角度位置会与旋转滑阀1连上和脱开。旋转滑阀2的旋转运动(打开流经缸体的冷却液液流)在旋转滑阀1转角约为145时开始。在旋转滑阀1转角约为85°再次脱开。此时旋转滑阀2达到其最大转动位置,缸体内的冷却液循环管路就完全打开。旋转滑阀的运动,会受到机械止点限制的。
发动机越热,旋转滑阀的转动也就越大,这样不同的横断面也就有不同的流量为了能准确识别旋转滑阀的位置以及功能故障,在旋转滑阀的控制电路板上装了一个旋转角度传感器,该传感器将数字电压信号发送给发动机控制单元。旋转滑阀1的位置可用诊断仪在测量值中读出。
操控策略如下。
1.预热。
要想预热发动机,旋转滑阀1就得转到160°的位置。在这个位置处,旋转滑阀1会封闭发动机机油冷却器和主散热器回流管开口。
旋转滑阀2会封闭通向缸体的开口。自动空调冷却液截止阀(N422)和变速器冷却液阀(N488)暂时关闭,冷却液续动泵(V51)不通电,于是这时冷却液不在缸体内循环。
不流动的冷却液根据负荷和转速情况,被加热至最高90℃,如图7-39所示。
2.自加热如果有加热请求,那么自动空调冷却液截止阀(N422)和冷却液循环泵(V51)就会被激活,于是冷却液就会流经缸盖、废气涡轮增压器和暖风热交换器,如图7-40所示。
3.小流量。
该功能用于:在缸体内的冷却液静止时(即不流动时),防止缸盖(集成式排气歧管)和涡轮增压器过热。为此就要将旋转滑阀1转到约145°的位置上,从该位置起,滚销齿联动机构就会带动旋转滑阀2动作,该阀开始打开,如图741所示。这时,少量冷却液就会流经缸体而进入缸盖,流经涡轮增压器,再经旋转滑阀模块流回水泵。
还有一部分冷却液,在需要时会经冷却液止回阀(N82)流向暖风热交换器。冷却液循环泵(V51)仅在“有加热要求时”,才会激活工作。由于可以快速加热冷却液,那么在发动机预热阶段就可以将摩擦降至最小。
4.接通发动机机油冷却器的预热运行。
在接下来的预热阶段,就只接通发动机机油冷却器。在旋转滑阀1到达120°的位置起动机机油冷却器接口就开始打开。与此同时,旋转滑阀2也一直在继续打开,流经缸体的冷却液流就越来越大。通过这种有针对性地接通发动机机油冷却器,可以额外加热发动机机油,如图7-42所示。
5.变速器机油加热。
在发动机热到足够程度后,最后会打开变速器冷却液阀(N488),以便用过剩的热来加热变速器机油,如图7-43所示。
变速器机油加热功能在下述情况下接通:不用暖风的话,冷却液温度达到80℃时;使用暖风的话,冷却液温度达到。
6.通过主散热器实施温度调节。
在转速和负荷很小时,就把冷却液温度调至107℃,以便使得发动机摩擦最小。随着负荷和转速升高,会将冷却液温度调低,最低可至85℃。
为此,旋转滑阀1就在0°~85°之间根据冷却需要来进行调节。在0°这个滑阀位置时,主散热器回流接口就完全打开,如图7-44所示。
7.关闭发动机后的续动功能。
为了避免缸盖和涡轮增压器处的冷却液在发动机关机后沸腾,也为了避免对发动机不必要的冷却,会按特性曲线启动续动功能。该功能在发动机关闭后,最多可工作15min。
为此就将旋转滑阀转至“续动位置”(160°~255°)。在这个续动工况,也会实现冷却液温度调节。在需要以最大续动能力来工作(255°)且冷却液温度较低时,主散热器回流接口即打开,但是去往缸体的接口却用旋转滑阀2进行封闭。另外,冷却液续动泵(V51)和冷却液止回阀(N82)也都激活。
冷却液这时分成两个分流是经缸盖流向V51,另一个经涡轮增压器流经旋转滑阀,随后再流经主散热器而流回冷却液续动泵(V51);如图7-45所示。
缸体在续动位置时,则没有冷却液流过。通过这个功能,可以明显降低续动持续时间,且不会产生大量的热能损失故障情况:如果转角传感器损坏,那么该旋转滑阀就会开至最大位置(发动机冷却能力最强)。如果直流电动机损坏或者旋转滑阀卡死,那么根据旋转滑阀位置情况,会激活转速限制和转矩限制功能。
如果旋转滑阀内的温度超过113℃,那么旋转滑阀内的膨胀式节温器就会打开通向主散热器的一个旁通支路,这样的话冷却液就可以流经主散热器。于是,出现故障时也可以继续行驶。
其他反应如下。
①组合仪表上出现信息,提示转速已被限制在4000r/min,提示音响1次,EPC灯也被接通。
②组合仪表上显示真实的冷却液温度。
③打开冷却液截止阀(N82)。
④激活冷却液续动泵(V51),以保证缸盖的冷却。
发动机温度调节执行元件(N493）控制电路如图7-46所示。
