如图1-54所示,发动机冷却系统是一个独立的冷却循环回路,即所谓的“高温循环回 路”。它包括传统的发动机冷却系统和涡轮增压器冷却系统。车内暖风也通过发动机冷却系 统的冷却循环回路来提供。 通过带特性曲线式节温器的传统机械冷却液泵来确保发动机冷却。叶轮直径为70mm 可通过发动机所用新型特性曲线控制式机械功能影响冷却液体积流量。根据车辆配置和国家 型号可安装不同的冷却系统。在此情况下,在行驶方向左侧和右侧各有一个附加冷却液散热 器与冷却液循环回路并联连接。附加冷却液散热器装有一个带压力弹簧的单向阀,在冷却液 体积流量较小时可避免通过用于车内暖风的电动附加冷却液泵回流
2.分段冷却组合SCC。 在N63TU2发动机上无法采用纯粹的分段冷却方案,因为无法针对曲轴箱和气缸盖两 个冷却液循环回路的关断阀提供额外的安装空间。因此在N63TU2发动机上采用改进型分 段冷却方案,即所谓的分段冷却组合SCC方案[图1-55(a)]。在此不再通过关断阀将用于 曲轴箱和气缸盖的冷却液循环回路隔开,而是在SCC方案中将用于气缸盖和曲轴箱的冷却 液循环回路集中到一个并联结构中。在冷却阶段节温器打开状态下,80%的冷却液通过集成 在曲轴箱内的气缸凸台开口流过气缸盖,20%的冷却液流过曲轴箱。在暖机阶段特性曲线控 制式冷却液泵仅以10%的体积流量运行状态下,向气缸盖提供8%的冷却液,同时向曲轴箱提供2%的冷却液。
因此通过SCC方案可显著缩短N63TU2的暖机时间,从而优化N63TU2发动机的耗油 量和排放性能,特别是二氧化碳排放量。在未采用SCC方案的标准型发动机[图1-55(b)] 上,冷却液以所谓的纵向分布方式100%地流过曲轴箱和气缸盖采用SCC方案时,在冷却阶段节温器打开状态下,20%的冷却液纵向流过曲轴箱;而在 此始终为等量的冷却液流过所有气缸,温度更低的冷却液始终流过热负荷较高的后部气缸。用 于冷却气缸盖的冷却液通过外部通道经过曲轴箱。通过气缸盖密封垫上的规定开孔,在冷却阶 段节温器打开状态下,80%的冷却液用于冷却气缸盖。冷却液从进气侧向排气侧流过气缸盖并 在排气侧通过一个总通道与用于冷却曲轴箱的冷却液汇集到一起,并重新输送至冷却液泵 曲轴箱内的V形开孔凸台冷却通过单独开孔从气缸盖获得供给,通过较短的冷却液通 道排出到排气侧气缸套内的冷却液通道内 根据温度特性在气缸盖内所有气缸处都提供充足冷却液(较热后部气缸获得较多冷却 液)通过曲轴箱内冷却通道的几何设计针对具体气缸调整流量和冷却段长度。冷却通道的 几何设计要求针对每个气缸的冷却液路径长度都必须完全相同,但冷却液通道横截面根据具 本气缸所需冷却液量进行调整。
如图156所示,通过这种冷却液通道设计可使N63TU2发动机冷却系统内的系统阻力与N63TU发动机相比降低40%(N63TU为1340kPa)。
3.特性曲线控制式冷却液泵。
如图1-57所示,在N63TU2发动机上采用特性曲线控制式冷却液泵,在热执行机构内集成有一个加热元件。因此特性曲线控制式冷却液泵是SCC“分段冷却组合”方案的有效元件。在冷却液泵內集成有一个带塑料调节活塞4的热执行机构5。调节活塞通过内置的第预紧弹簧3进行定位并支撑在热执行机构上方的下端处。因此调节活塞可通过热执行机构向上移动,同时轴向也可自由移动。热执行机构在一个长时间预紧的弹簧2作用下通过端盖1固定在冷却液壳体内。
热执行机构5也可通过加热元件受到数字式发动机电子系统DME特性曲线控制的影响。调节活塞4通过一个凸缘卡入环形滑阀6凹槽内,环形滑阀可在固定安装的嵌环7上通过导向槽向外移动。由此可通过环形滑阀6使叶轮8轴向到达下止点发动机温控冷却液泵功能如图1-58所示。发动机冷启动时,环形滑阀位于叶轮上方因此仅提供10%的较小体积流量。这样可更迅速地达到发动机运行温度,从而降低耗油量和二氧化碳排放量如果冷却液运行温度超过98℃,就会接通热执行机构并移动调节活塞。同时环形滑阀
开启。这样可释放叶轮,从而实现100%的体积流量。此时也可根据特性曲线通过控制电动加热元件的DME影响该过程
4.基本功能。
热执行机构在80℃时实现100%输送功率,在N63TU2发动机上则将其提高到98℃。因此将第一暖机阶段的发动机温度提高到98℃。在第二暖机阶段至节温器开启期间,发动机温度最高为105℃。通过将热执行机构开启时刻提高到98℃,从而实现冷却液泵100%输送功率,可使发动机保持热量。由此可在N63TU2发动机上实现进步降低耗油量、进一步降低二氧化碳排放量以及更迅速、更长久、更高效地提供暖风热量的一暖机阶段:发动机冷却液温度为一40~98℃时提供10%输送功率。根据需要向标发动机、发动机油冷却液热交换器、废气涡轮增压器和车内空间供给冷却液第二暖机阶段:发动机冷却液温度为98~105℃时提供100%输送功率。根据需要向标准型发动机、发动机油冷却液热交换器、废气涡轮增压器和车内空间供给冷却液冷却阶段:发动机冷却液温度超过105℃时提供100%输送功率。根据需要向标准型发动机、发动机机油冷却液热交换器、废气涡轮增压器、发动机冷却液散热器和车内空间供给冷却液除热执行机构切换时刻与温度有关外,还提供随转速变化的安全功能。该功能用于防止冷启动阶段调用过高发动机功率时导致发动机过热。发动机转速超过3500r/min后,控制单元就会通过另一个调节机构完全释放叶轮,从而即刻提供100%的输送功率。通过压力计直接向环形滑阀反馈冷却液压力来实现该功能。调节活塞可沿轴向与热执行机构分离并反作用于第二个预紧弹簧。在叶片室内随转速调节冷却液压力,在该压力作用下克服调节活塞弹簧力自动将环形滑阀压向开启方向,这样可立即提高流量综上所述,冷却液泵可提供以下输送功率①发动机冷却液温度低于98℃且发动机转速低于3500r/min时为10%②发动机冷却液温度低于98℃且发动机转速高于3500r/min时为100%③发动机冷却液温度高于98℃时为100%通过DME进行可切换冷却液泵的特性曲线控制,即使在冷却液温度低于98℃且转速低于3500r/min的情况下也可根据需要将输送功率提高至100%为此在DME内集成有针对可切换冷却液的N63TU2专用特性曲线。根据特性曲线为热偶加热装置通电。在N63TU2发动机上根据负荷、发动机转速、车速、进气温度以及冷却液温度等参数确定特性曲线。
