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寶馬冷卻系統及電動冷卻液泵部件(電子水泵)功能特性及標準

放大字體  縮小字體 發布日期:2020-03-19 11:23:28  作者:木白先森  瀏覽次數:81
核心提示:寶馬發動機的冷卻系統由冷卻液冷卻系統和發動機機油冷卻系統組成。根據寶馬車輛規格,使用不同類型的發動機機油冷卻系統。在熱帶國家的規格中,將發動機機油冷卻器與冷卻液循環隔離,避免熱量通過發動機機油進入發動機的冷卻液中。

寶馬發動機的冷卻系統由冷卻液冷卻系統和發動機機油冷卻系統組成。根據寶馬車輛規格,使用不同類型的發動機機油冷卻系統。在熱帶國家的規格中,將發動機機油冷卻器與冷卻液循環隔離,避免熱量通過發動機機油進入發動機的冷卻液中。

在歐洲規格中,車輛左邊配備了一個擴展的輔

助冷卻液冷卻器。此輔助冷卻液冷卻器與冷卻液管平行連接在冷卻器上,從而增大了發動機冷卻面積,發動機機油冷卻可以通過一個油-水熱交換實現。

渦輪增壓直噴發動機對發動機冷卻提出很高的要求,例如在發動機N55上,雙渦流廢氣渦輪增壓器不需要單獨的冷卻液泵。例如下圖紅色部分,只在歐洲規格中出現。


圖1:發動機冷卻系統

索引

說明

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說明

1

暖風熱交換器區域1供給管路

2

暖風交換器區域2供給管路

3

閥門

4

擴展的輔助冷卻液水箱

5

熱膨脹平衡罐

6

油-冷卻液-熱交換器

7

冷卻液循環小循環管路

8

水箱

9

節溫器

10

電動冷卻液泵

11

發動機缸體中的冷卻液供給管路

12

齒輪油冷卻節溫器

13

齒輪油-冷卻液熱交換器

14

暖風熱交換器回流管路

15

暖風熱交換器

常規冷卻系統的能力可用于帶電動冷卻液泵的冷卻系統,熱量管理系統確定出目前的冷卻要求,并相應的調節冷卻系統。冷卻泵甚至可以完全關閉,例如在暖機極端為了快速加熱冷卻液。在發動機靜止并且劇烈加熱時,冷卻液泵在發動機靜止狀態時也輸送冷卻液。

因此,可與轉速無關的請求冷卻功率。熱量管理現在允許除特性線節溫器外,用不同特性曲線作為控制冷卻液泵的基礎。因此,數字式發動機電子伺控系統(DME)可使冷卻液溫度與行駛性能相匹配。

經濟運行:108 oC

正常運行:104 oC

高級運行:95 oC

高級運行且通過電子節溫器調節:90 oC

如果數字式發動機電子伺控系統(DME)根據行駛性能識別到節能工作范圍“經濟”,則數字式發動機電子伺控系統(DME)調節到較高溫度(108 oC)。在此溫度范圍內發動機以相對較低的燃油需求運行。發動機內部摩擦在較高溫度時降低。溫度提高有助于低負荷區內耗油量降低。在運行模式“高級且通過電子節溫器調節”中,駕駛員希望利用發動機最佳功率擴展。為此,氣缸蓋中的溫度被降低到90 oC,這個降低產生更好的進氣程度,從而引起發動機扭矩升高。數字式發動機電子伺控系統(DME)現在可以與相應的駕駛狀況相匹配地調節某個特定工作范圍。

冷卻液溫度的影響:

1、燃油消耗

2、功率

3、混合氣形成質量

4、有害物質的排放

5、部件的機械負荷

這些參數的優化允許在不同的轉速和負荷狀況下采用固定的溫度值,此優化需要一個符合相應情況的溫度范圍,通過發動機冷卻可接近最佳溫度。通過數字式發動機電子伺控系統(DME)進行計算所需要的信號有:

1、發動機轉速

2、負荷

3、行駛速度

4、進氣溫度

5、冷卻液溫度

數字式發動機電子伺控系統(DME)根據上述信號算出各種情況的最佳冷卻液溫度。可通過有針對性加熱電子節溫器中的蠟元件以及根據需求控制電動風扇來影響冷卻液溫度。在滿負荷時候可通過較低的冷卻液溫度改善氣缸的進氣程度。此外,可通過較低的冷卻液溫度降低發動機的爆震危險。因此可對功率和扭矩施加正面影響。

電動冷卻液泵(電子水泵)位置

圖2寶馬電子水泵位置

此冷卻液泵是一個電動離心泵,由于發動機功率較高,電動冷卻液泵的功率必須明顯提高(200W和最大輸送量7000L/小時)。發動機油冷卻已與冷卻循環分離。

功能描述

發動機控制單元根據下列因素確定需要的冷卻功率:

1、發動機負荷

2、工作范圍

3、溫度傳感器信號

發動機控制單元據此相應地控制電動冷卻液泵。電動冷卻液幫的電子控制裝置自動調節調節轉速。冷卻液泵馬達由系統的冷卻液環繞沖洗。因此對馬達和電子控制裝置進行冷卻。用冷卻液對電動冷卻液泵的軸承進行潤滑。

圖3:寶馬電子水泵形態

索引

說明

索引

說明

1

電動冷卻液泵

2

4芯插頭連接

結構及內部錯接

冷卻液泵中的電子控制裝置對電動馬達功率進行電子控制。電子控制裝置通過串行數據接口與發動機控制系統連接。通過總線端K1.30為冷卻液泵驅動裝置提供供電(如下圖4)。


索引

說明

1

電子控制裝置

2

冷卻液泵驅動裝置

線腳布置:

線腳PIN

說明

K1.31L

負荷接地

K1.87

蓄電池電壓,總線端15接通

K1.30

總線端K1.30

BSD

串行數據接口

冷卻系統電路圖5:

特性線及標準值

對冷卻液泵進行轉速調節。冷卻液泵的工作點為0.8bar。

冷卻液泵在最大燃油輸送量9000L/h時功率為400W。


圖6特性線及標準值

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說明

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說明

1

壓差

2

12V額定電壓時的特性線

3

體積流量


注意冷卻液泵的下列標準值:

參數

輸送能力(額定運行)

900m3/h

電壓范圍(滿功率)

9至16V

正常運行時的最大耗電

36.9A

冷卻液溫度的溫度范圍

-40至128 oC

溫度范圍

-40至140 oC

速銳得實測寶馬電子水泵BSD協議波形獲得串行數據接口協議:


圖7:速銳得實測寶馬BSD協議獲得串行數據

 
 
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