1、陈宏 l 前言 汽车冷却系统的热传递部件主要有散热器、 空 一 空 中冷器、 风扇和导风圈， 以及可控风扇离合器。在寒冷 气候下使用 的车辆常常还在冷却系统前装有冬季遮风 罩或百叶窗。装有 自动变速器的车辆还有变速器散热 器 此外这种冷却系统还装有特殊的冷却液管路 。 当车 辆在温和和较冷的环境下运行时 ， 冷却系统的热交换部 件把冷却液、 进气歧管的空气和变速器油的温度控制在 希望 的范围内： 当车辆在酷热环境下运行时 ， 它们又使 上述介质温度维持在规定的水平 以下。 本文概述 了这些与热交换相关的冷却 系统和空 一 空中冷系统部件的康 明斯要求和设计指南。这些建议 只包含与部件性能相关的
2、设计方面， 而不包含部件的可 靠性 。实际上 ， 所有车辆热交换 系统的康明斯要求均是 基于性能 ， 而不是基于设计 ， 即对于整个冷却系统 ， 要求 的是达到某种性能水平 ，而不是要求特定的设计方面 ， 比如要求散热器或风扇的尺寸 。本文的目的在于帮助 车辆设计者开发一种有效的热交换 系统， 使其能以最小 的尺寸和成本满足汽车应用及康明斯的要求 。与冷却 系统加水和除气相关 的冷却 系统部件 的设 计本文未作 介绍 。 汽车冷却系统设计的主要步骤为： 确定发动机散 热量和冷却液流量； 确定冷却系统性能要求； 选择 热交换器 、 风扇等冷却系统部件。下面将分别阐述 2 发动机散热量和冷却液流量
3、 的确定 在发动机水泵作用下 ， 冷却液通过机油冷却器 、 气 缸套周围和气缸盖循环。冷却液从这些发动机部件带 走热量， 以控制发动机关键金属件的温度和将发动机机 油温度维持在台适的范围内， 控制机油的氧化和延长其 寿命 从发动机内部零件吸收来的热量必须释放 给车 辆的水散热器。最高的冷却液温度必须被控制在设计 的限值内， 以使冷却液能有效地将发动机内部金属件温 度控制在其设计限值 内。如果发动机内部金属件温度 重虎柬明斯发动机专 辑 过高 ，将会导致发动机严重损坏，如拉缸和气缸盖开 裂 。 发动机增压器在压缩进气时 ，使进气温度增高 。 冷却这些高温进气可以增加进气密度，增大发动机功 率输
4、出， 降低排放和发动机动力缸的热负荷。 车辆水散热器必须带走冷却液从 发动机带来 的 热量 ，同时还应将发动机出水温度维持在合适的范 围 内 车辆的空 一 空中冷器必须冷却从发动机增压器压 气机来的高温进气 使其尽量接近环境温度。 所有设计汽 车冷却系统需要的发 动机数据均包 含在特定发动机数据单中。发动机数据单中用于冷却 系统设计 的主要信息有 ： 1 ) 发动机冷却液散热量 ： 这是发动机在标定转速 下满负荷工作时传递给冷却液的热量。 2 ) 散热器冷却液流量 ： 这是在标准散热器阻力下 测量的车辆散热器流量。具有 比标准散热器阻力更低 的散热器的流量会更大 ，而具有 比标准散热器的阻力
5、更高 的散热器的流量会更小 。对带 自动变速器的安 装 ，在与标准散热器 比较时，应将变速器散热器阻力 加到发动机散热器阻力上 3 )压缩空气流量 ：此为发动机增压空气的流量 ， 它应被中冷器冷却 4 )增压器压气机出口温度：此为压缩空气的温 度 ，它将离开压气机而流到 中冷器中 发动机数据单 上 的此 温 度 是 在增 压 器压 气 机 进 口温 度 为 7 7下 2 5) 下 ， 在实验室内测得的。而在做车辆冷却试验 时 ，当增压 器压气机进 口温 度通 常为 1 1 01 4 0下 4 3 6 0) 时， 其出口温度会比数据单上的温度值高 很多。 5 ) 空气流速和冷却液类型： 指冷却试
6、验时通过测 试汽车的空气流速和测试用的冷却液。数据单上列出 的空气流速只适用于一定的应用和车辆吨位 ，就像后 面在“ 冷却系统性能要求 的确定” 中所描述的一样。在 冷却试验中通常使用 5 0 ： 5 0的乙醇和水混台冷却液 ， 一 维普资讯 http:/ 因为它是通常实 际使用的一种冷却液。 6 )最高冷却液温度 一发动机出水 口：此为发动机 使用中所能承受的最高冷却液温度。制订发动机出水 口冷却液与环境的温差规范就 是防止冷却液温度在实 际工作中超过最高限值。 7 ) 发动机 出水口冷却液与环境的温差规范 ： 这是 指在冷却试验 中发动机满负荷工作时，发动机出水口 温度可以高于环境温度的温
7、差值 ，通常又称之为 T I D ( t 。 p t a n k d i ff e r e n t i a 1 ) 值 8 ) 进气歧管与环境的温差值 ： 此为冷却试验中， 发 动机满负荷工作时 ，进气歧管空气温度可以高于环境 温度 的温差值 ，通常又称 之为 I MT D( i n t a k e ma n i f o l d t e m p e r a t u r e ) 值 9 )从增压器出 口至进气歧管 的最大允许压力降 ： 此为整个进气 中冷系统最大允许 的阻力值 ，是在冷却 试验中， 发动机满负荷工作时测得。 此阻力值包含了管 道 、 软管和中冷器的阻力。 3 冷却系统性能要求的确
8、定 对车辆冷却系统的性能要求基 于车辆运行环境的 最高环境温度和车辆在最恶 劣的冷却条件下的行驶车 速而规定的 发动机 出水 r T 温度与环境温度 的温差限制是设计 来防止发动机冷却液出口温度超过其最高冷却液温度 限值 当车辆在最恶劣冷却条件下运行时可能遇到 的发动机 出水温度 。 对大多数公路车辆来说 ， 冷却系统 所遇到的最恶劣的状态发生在车辆满载爬长 陡坡时。 此时， 发动机和中冷器的热负荷均为最大 ， 且车辆的行 驶速度相对较慢 。 康明斯对不 同使用条件和地 区的冷却性能要求根 据车辆所可能遇到的最小爬坡车速和晟高环境温度而 变化 。最小爬坡车速主要基于车辆的总质量和发动机 功率水
9、平 ， 它将影响冷却试验 的空气流量； 最高环境温 度基于车辆运行的地区。发动机数据单上的玲却系统 性能要求只适用于某一种应用和世界上某个地 区。对 于不同类型、 不 同使用地区和不同吨位的车辆 ， 需参考 相应的冷却标准 限制环境温度 ( L A T ) 就是在发动机冷却液温度达 到其最高值前车辆能运行的最高环境温度。既然 I 3 D 为发动机冷却液温度与环境温度的温差值 ，则 L A T和 I 3 D之间有如下关系 ： 最高冷却液温度限值 ：L A T+I 3 D 例如，如果一重型发动机的最高冷却液温度限值 为 2 2 0。 F ( 1 0 4 ) ，须为其设计 出能满足 L A T：1
10、1 5。 F ( 4 6 ) 工作环境的冷却系统， 则 IT D的要求应为： 2 2 0。 F ： 1 1 5。 F +rI - T D 或 1 T r D= 2 2 0 。 F l 1 5 。 F = l 0 5 。 F 1 0 4 o c =4 6。 C + T I D 或 1 T r D = 1 0 4 o c 一 4 6 。 C ： 5 8 o c 所 以在冷却试验 中，冷却 系统 应能达到 T I D为 1 0 5。 F ( 5 8 C) 的能力才能满足该环境的应用要求。 消防 和应急车辆有其专门的冷却要求 ，通常低于典型的公 路用货车和客车的要求。这些较低的要求主要基于这 些车辆通
11、常具有较高的单位质量功率和不苛刻的操作 环境。这些独有的冷却要求列在消防和应急车辆用发 动机数据单上。 4 热交换 器芯的设计 发动机 的散热量和 期望的冷却性能规范确定后 ， 以及车辆可利用的空间也确定后 ，热交换器芯的设计 就可以开始 了。热交换器制造商一般用计算机来确定 满足冷却要求所需要的水箱和中冷器芯子的面积。空 气流量是由风扇产生的 ，故近似的风扇尺寸和转速也 用计算机来估算 。 根据后面的风扇和导风 圈设计所述 ，最大化风扇 扫过热交换器芯的扫气量可以提高风扇和导风圈系统 的效率。而风扇对热交换器芯 可能产生的最大的扫气 量位于风扇投影面积 内， 故越 紧密的芯子布置， 与风扇
12、匹配 的潜力越大。 因为风扇 的最 大直径一般在冷却系统设计初期就 确定 了，故该风扇最大直径应作为散热器芯最小期望 尺寸 的设计指南 风扇气流必须通过 中冷器芯和散热 器芯， 故平滑的过渡可提高系统的效率。 这可通过使二 者的尺寸和形状尽量相近来达到 目的。空 一 空 中冷器 芯 一般均小于散热器芯 ，故在设计空 一 空中冷器芯时 需特别注意 ， 不要让气室挡住散热器芯 ， 否则会形成不 希望的气流死区。 另一个重要的热交换器芯设计重点就是散热片和 管子的布置。通常 ， 在给定正面面积后， 散热片的密度 越大 ， 散热片的百叶窗越多， 则芯子的性能越好。当然， 汽车研究与开发 2 C O 1
13、 增刊 维普资讯 http:/ 高密度、 开窗的散热片和交错的管子会很快附着灰尘 ， 特别是当车辆在灰尘大的环境下运行时 ，这种情况尤 甚， 而且清洁起来非常困难和昂贵。 康明斯建议高密度 ( 每英寸即 2 5 mm 1 2片或更多) 装有开窗散热 片的散热 器只能在干净 的公路上应用。对于在较脏环境下使用 的车辆 ， 如街道清洁车和某些伐木业和农业应用车辆 ， 则必须使用低密度 、 未开窗的散热片， 且散热器管子最 好采用线性排列 ， 而不要采用交错排列。经验证 明， 城 市交通车辆在使用 高密度且 开窗的散热片 的散热 器 时 ， 其寿命往往较短。因为这时冷却系统要求风扇长时 间运转， 故
14、冷却系统容易吸人大量的街道灰尘 虽然这 能使城市更清洁 ，但冷却系统 的设计也必须有一个合 理的使用寿命， 并在变脏时能很容易地清洁。 康明斯要 求城市交通车辆和其他在较脏环境下使用的车辆，应 采用密度小于每英寸 8 1 0片的未开窗的散热片。热 交换器制造商已开发出带波纹或凸缘的散热片来取代 百叶窗型散热片 ， 这种结构 的散热片不易弄脏 ， 且在一 旦弄脏后很容易清洗 在较脏环境下运行的车辆还有在水箱和空 一空中 冷器芯子之间积 留脏物的问题 ， 如不移开中冷器， 此处 脏物是很难 清理的。这是 由于赃物通过两个芯子之间 的空隙被吸入 ，以及通过了较稀密度的空 一空中冷器 芯子的脏物被密度
15、较高的水箱芯子散热片挡住而造成 的。此问题可 以通过使用并排 布置而不是前后布置的 水箱芯子和空 一空中冷器芯子 ，在两个芯子之 间安装 密封件 ，或者两个芯子采用匹配的散热片密度而使脏 物能同时通过等方法来解决。 5 风扇和 导风 圈的设计 散热器 、空 一空中冷器和风扇驱动系统典型的设 计是在车辆上可利用的空间内， 以最低的成本 ， 最小的 质量和寄生功率 ，达到带走要求的发动机和变速器的 热负荷 的目的。 散热器 和中冷器 的散热性能可 以通过优化风扇 、 导风圈和热交换 器芯子面积之 间的关系来达到最佳。 这里有 3个关键的值得注意的设计区域 ：风扇与发动 机和散热器芯子的间隙 ，风扇
16、 扫过芯子的面积和风扇 相对于导风圈的位置关系 旋转的风扇以不均匀分布的速度泵送空气 ，靠近 风扇叶片顶端 的空气流速最快 ( 图 1 ) 这种速度分布 重庆摩明斯发动机专 辑 使气流在风扇轮毂区域形成一个低速区，而在风扇周 边附近形成一个高速的环形区。 图 1沿 风扇叶片的空气流速分布 散热器和中冷器芯子在均匀的空气流量通过芯子 时的性能最好 ，故风扇产生 的不均匀的空气流速分布 是不希望 出现的。这种情况可以通过增大风扇至散热 器芯子的距离来改善，因为空气流速分布在离风扇越 运处 越趋 于均匀 ( 图 2 ) 。 三 f 二 一 1 U 图 2 风扇附近的空气流速分布 通过最大化风扇扫过散
17、热器芯的面积和较好地匹 配风扇直径与散热器芯尺寸也可以改善通过散热器芯 的空气流量 。当风扇扫过的散热器芯面积的比例达到 最大时， 风扇与散热器芯之间的气流最平稳 。 此情况发 生在当风扇直径等 于或稍 小于散热 器芯的最小尺寸 时。当然 ， 当风扇直径超过了散热器芯尺寸时 ， 由于水 箱和中冷器芯的气流死区形成( 图 3 ) ， 风扇 的性能反而 一 三 三 三 维普资讯 http:/ 会降低。 风扇气流也可能被风扇前后的障碍物打断， 特 别是气流速度最大的靠近风扇周边的区域 。由于发动 机附件或皮带轮对气流的干扰常常是无法避免的 ，故 应尽量增大风扇与任何障碍物之 间的距离来减小这些 障碍
18、物对风扇性能的影响。 障碍物越靠近风扇 ， 越会增 大风扇的噪声 ，并通过增大风扇的振动而缩短风扇 的 寿命。好的设计应使风扇前端面与散热器芯的最小距 离为 2 i n ( 5 0 mi l 1 ) ， 4 i n ( 1 0 0 m i l 1 ) 更佳， 使风扇后端面与 任何障碍物的间隙最小距离应有 3 4 i n ( 2 0 m m)或更 大 。 画 好约配合 风扇扫 面 茌 室以 差的配宝 水室 瑁碍了阮扇气 图 3 散热器芯与风扇的配台 风扇导风 圈通过聚集散热器芯与风扇之 问的空 气和将风扇 叶片顶端的空气再循环降到最小来提高系 统效率。最佳 的导风圈设计是让气流从矩形 的散热器
19、芯到圆形的风扇以最小的阻力平稳地过渡。图 4中表 示了好的和差的导风圈设计 风扇伸人导风圈 内的深度尺寸被称为导风 圈的风 扇沉人。风扇沉人量和风扇叶端与导风圈之 间的间隙 是影响风扇和导风圈空气泵送效率的关键因素。最合 适的风扇沉人量根据不同的风扇和冷却系统设计而不 同， 故该参数通常用经验来确定。好的设计 ， 风扇沉人 量约为 风扇宽度 的 l 2 ，对吹 风扇 和吸风扇 均是如 此。这些风扇沉人量建议与以前有所不同， 是因为最佳 的风扇沉入量由于空 一空中冷器芯造成 的附加的阻力 而有所改变 但这些普通的原则并不适用于每一种安 装 ， 最佳的风扇沉人量应通过试验来确定。 随着 风扇叶端与
20、导风圈间隙的减小 ，风扇的性能 可得到改善。为获得最佳 的性能， 其端隙应不超过风扇 直径的 2 5 。 但最小的端隙常常被防止车辆在颠簸路 面行驶 时风扇叶 片 与导风 圈摩擦 所需 的最小 间隙限 制。当导风圈直接安装在发动机上时 ， 风扇端隙常常被 图 5 风 扇 沉 深 度推 荐 6 回流挡 板的设计 当吸风扇工作时， 它通过散热器吸A壁气 ， 又将空 气向后吹进发动机室，这就在散热器前产 生一个低压 区或吸力 ， 而在发动机室 内产生一个高压区。 发动机室 的压力空气可能向各个方向逃出，也就很容易再次被 吸入散热器前的低压区 因发动机室内的空气是已经 通过散热器而被加热了的，故这种热
21、空气重新进入散 热器的再循环会损害车辆的冷却性能。 ( 汽车研究与开发) 7 O O l 增 刊 维普资讯 http:/ 在散热器侧 和汽车通风 13或发动机室侧之 间安装 橡胶挡板或密封可 减小这种空气再循环 。这些密封 必须将散热器前的区域 与发动机室完全隔开才有效。 设计这些密封时必须特别小心 ，不能挡住水箱和空 一 空中冷器中散热器芯的任何部分 ，密封应足够高以封 住缺 13， 且不会被发动机室的压力空气吹开 ， 并能在发 动机室温度下( 通常为 1 9 0 下 2 1 0。 F ， 或 8 8 9 9。 C ) 保持足够的硬度以达到有效的密封。如果进气系统与 发动机室之间未较好地密封
22、 ，则发动机室的压力热空 气也可能被吸入车辆进气系统 。这种现象是进气系统 不能满足进气温度限制的最通常 的原因。如果车辆是 一个前进气系统，则进气系统的挡板常常与冷却系统 的回流挡板台为一体 装吹风扇 的冷却系统同样 也会从回流挡板设计中 获得益处 ， 这时 ， 回流挡板是设计用来防止气流从散热 器出风 口回流到风扇进风口。 7 风扇驱动系统的设计 发动机运转时不断产生热量，冷却系统 就需要不 断将这些热量散发掉 ，散热器就需要通过它的空气流 来带走这些热量。通过散热器的气流可以是 自然风， 也 可以是风扇产生的强制风。在冷却系统不需要风扇强 制风时 ，大多数安装方案均是采用一个风扇离合器来
23、 降低风扇转速 。 这是降低噪声、 降低寄生功率和冷天提 高水温的常用方法。 风扇离合器的种类很多， 根据成本 和性能的差异 ， 可选择 的范围很大。 选择风扇离台器应 考虑的关键 因素有对流量的要求， 风扇功率和扭矩、 风 扇驱动系统 的成本和复杂性 ， 冷却系统需要从风扇处获得的空气流量值取决于 车辆行驶时冷却 系统可获得多少 自然空气流量 。 大 多数高速公路车辆均为前置式冷却系统 ，能够获得足 够的 自然空气流，发动机工作时间的 9 0 或更多时间 均不需要风扇工作 故对这种车辆最好 的风扇驱动就 是在不需要风扇工作时， 将风扇转速降至虽低 ， 将风扇 吸收的寄生功率降至最小。当然 ，
24、 对冷却系统为后置或 侧置的车辆 ， 比如发动机后置的客车或休 闲车 ， 其冷却 系统不能从车辆行驶中获得 自然空气流 ，所有的冷却 空气流均必须从风扇处获得。 对这种车辆 ， 最好 的风扇 驱动就是其总能产生一定的强制空气流 风扇驱动系统也有其所能接受的风扇功率和扭矩 重庆康 明斯发动机 专辑 的限制 粘性离台器和液力驱动系统一般都被限制用 在有较小的风扇尺寸和较低 的驱动速度的中等功率发 动机上。气动或电磁开关离台器具有较高 的驱动能力， 通常用在重负荷发动机上 。关于对风扇驱动系统的功 率 、 扭矩和驱动速度的限制 ， 须向风扇驱动系统制造商 查询。风扇驱动系统的成本和复杂性通常依赖于风
25、扇 的功率要求和风扇的控制要求。如果是遵循上面章节 的设计指南设计出的好的冷却系统，其对风扇功率的 要求就会较小 ， 从而就会降低风扇驱动系统的成本。 冷天运行也是一个风扇驱动设计考虑 的因素，因 为在特别寒冷的气候下任何通过发动机的气流都可能 导致发动机过冷和驾驶室加热困难。粘性离合器在冷 天仍 相对较高的速度驱动风扇，但气动或 电磁离合 器却能真正让风扇停下来。故 当使用开关型风扇离台 器时， 就可 以在冷天 ， 特别是长时间怠速期间， 提高驾 驶室加热性能。 8 带自动变速器的汽车冷却系统设计 自动变速器工作时会将热量传给变速器油，所 以 需要冷却变速器油。变速器油冷却器是一种典型的安
26、装在水箱 出口和发动机进 13之间的油水热交换器 ( 图 6 ) 这种冷却器布置方式 的优点是在系统最冷的地方 为全流型， 且管路简单。 满足变速器油冷却要求的冷却 器尺寸由变速器制造商提供。 这种冷却器布置方式 的缺点是冷却器只能在发动 机节温器开启时才有冷却液通过。此 问题可通过在发 动机节温器前旁通一条冷却水管路到变速器油冷却器 进 13 来解决 ， 如图 6所示 。 此旁通管路使得无论节温器 是否开启均有连续的冷却液通过变速器油冷却器。 娈遵器油垮部器 图6 至变速器油冷却器的远距离旁通管路 J l _ 一 I 寒 维普资讯 http:/ 所有 型号的康明斯发动机均提供从发动机节温 器
27、处引出的远距离旁通管路接 口选择 ，它通常是将发 动机内部的旁通管道堵住 ， 而提供外部的管路接 口。 在 发动机不需要冷却而变速器需要冷却时，这种附加的 冷却液流量在节温器关闭状态下可以改善变速器 的冷 却效果。 在变速器与缓速器 ( 制动装置 ) 结合时 ， 变速器的 冷却状态最为恶劣。 此时 ， 缓速器在迅速将大量的热量 传给变速器油 ， 这就要求进行足够的变速器油冷却。 因 为缓速器通常是在车辆下坡时用 于增强制动力 ，此时 发动机节温器通常是关闭的 ，远距离旁通冷却液流量 就是为冷却装有缓速器的变速器而设计的。 为此 ， 康 明 斯要求对安装缓速器的变速器 ，必须安装节温器至变 速器
28、油冷却器进 口的旁通管路 ，这对在节温器关闭而 缓速器工作时有效控制变速器油温度是必要的。但康 明斯不要求对不带缓速器的变速器安装节温器 至变速 器油冷却器进 口的旁通管路 ，即使它可以加强变速器 冷却效果。 安装了固定风扇驱动装置 ( 无风扇离合器) 的 自动 变速器型车辆 ， 比如某些交通车和水泥搅拌车 ， 是一种 特例 。 固定 的风扇驱动装置使得风扇连续运转 ， 这就使 发动机在中间负荷和中等环境下工作时的水温降低， 从而使节温器关闭。 所以这种车辆大部分工作时间 都可能是在节 温器关闭或接近关闭和较小 的变速器冷 却流量状态下工作。故对安装了 自动变速器和固定风 扇驱动系统 ( 连续
29、运转 ) 的车辆 ， 建议安装节温器至变 一 F r 、 l_一 变 速器油冷 器 图 7 增加到远距离 旁通 管路的附加流量 速器冷却器进口的旁通管路以加强变速器冷却。 B系列和 I S B发动机上的远距离旁通管路选择所 提供的冷却流量范围比其它型号 的发动机小 ，这可能 不能满足某些散热量较高的缓速器的要求。这就需要 加入额外的冷却流量用于缓速器冷却 ，这可以通过将 另一发动机水 V I 接人旁通管路中来增加流量，如图 7 所示。此附加流量可以从气缸盖顶部或气缸体后部的 任何水 口引出。试验证 明， 这种管路布置方案可以为汽 车总质量在 1 6 t 以下的车辆冷却阿里逊 ( A l l i
30、 s o n ) “ 中等 能力 ” 缓速器提供足够的冷却流量 但它未被证明适用 于“ 高能力” 的缓速器或重型车辆。 9 空 一空中冷系统部件的设计 空 一空中冷系统的管子、 软管 、 卡箍和中冷器的设 计 均须 满 足对发动 机和汽车的可靠性和耐 久性 的要 求。这些部件必须考虑极端的压力和温度循环以及振 动级别 康明斯对空 一 空中冷系统部件的要求包含在 “ A E B 2 1 1 4安装建议 空 一空中冷系统” 中。 l 0 风扇 和百 叶窗控 制设计 大多数汽车都使用离合器风扇驱动系统 ，所以在 不需要冷却风扇的部分汽车运行时间里 ， 可以断开风 痢以降低噪声和寄生功率 有些汽车在行
31、驶时 ，冷却空气被强制通过冷却系 统 ， 比如在高速公路上行驶 的货车 ， 这些汽车风扇结合 的时问很少 ，仅在迎风量较小而需要散发的热量又较 大时风扇才结合。 有些汽车在行驶时， 冷却系统不能获 得 自然风 ， 比如发动机后置的客车， 这些汽车的冷却风 扇经常频繁结合 ，因为风 扇是冷却 空气 流的唯一来 源。这些汽车常用不同的风扇驱动装置 ，比如液力驱 动， 它能在所有时问里提供一定的风扇转速。大多数风 扇控制装置在发动机水温较低时 ，均能提供零或较低 的风扇转速，而当发动机水温达到临界值时就结合风 扇。 在 1 0 L以上发动机上 ， 风扇一般与一个发动机 E C M 或发动机水温传感器
32、控制的气动离合器结合使用。在 1 0 L以下发动机上，常使用粘性风扇离合器，它是通过 感应散热器出口空气温度 ， 而不是水温来控制风扇。这 ( 汽车矸究 与开发) 2 o o l 增刊 维普资讯 http:/ 些发动机也可以使用由发动机 E C M或水温传感器控 制的气动和电磁风扇离合器 。 对所有 的风扇离合器 ，在发动 机l水温升得太高之 前， 风扇控制系统均能使风扇达到最大转速值。 期望的 设计是 ， 在发动机最大允许水温值以下结合风扇 ， 并留 有冷却系统响应余地 ，使发动机水温不会升到最大 值 。对每种发动机上的风扇在结合状态时的水温要求 列在发动机数据单上 。 为优化车辆性能， 在
33、发动机出水 温度低于数据单上的风扇结合温度值 l 0 下 ( 5 )以上 时， 风扇不应结合。因为风扇离合器在过低的水温时结 合会带来过多的运转噪声和功率损失。康明斯要求风 扇控制系统在达到或约低于发动机数据单上的风扇结 合状 态水 温要 求 值 时结 合 风扇 发动 机 电控 模块 ( E C M)在温度达 到推荐值时提供一个信号来结 合风 扇，也能根据进气歧管空气温度和空调压缩机压力来 结合 ，以及在车辆下 坡采用发动机缓速 器时结合 风 扇。 更新型号 的发 动机可为带复合操作和变转速 的新 一代风扇离合器提供更高级的风扇 控制系统 。关于这 些控制的详细说明请查阅“ 发动机电子系统”
34、资料。因 为各种风扇离合器主要是根据散热器后空气温度的升 高来结合的， 而不直接感应发动机水温， 所以， 它们的 性能必须在底盘测功机上进行测试 ，以确定风扇结合 的发动机水温。 如果汽车装有散热器百叶窗，当发动机水温或进 气歧管温度升高时，也必须打开它们以供给冷却空 气。百叶窗开启的发动机水温和进气歧管空气温度也 列在发动机数据单上 康明斯要求百叶窗控制系统须 在达到或约低于数据单上 的发动机水温和进气歧管空 气温度时开启百叶窗。 所有康明斯重负荷发动机、中等功率发动机和代 用燃料发动机 的百叶窗控制要求总结在表 1中 所有 发动机需要的风扇控制信号均从 E C M得到 ， 但百叶窗 重庆康
35、明斯发动机专辑 控制却须 由汽车制造商提供 所有型号的发动机在其 冷却水管路和进气歧 管上均提供有安装百叶窗控制的 接口， 但代用燃料发动机除外 ， 这种发动机要求进气歧 管空气百叶窗控制应安装在返回发 动机的中冷后进气 管路中。 推荐的用于风扇控制的水温传感器感应的应是发 动机 出出的温度。通常将水温传感器安装在通往节温 器 的出水歧管上 、节温器壳上或发动机出水 口与散热 器之间的管路上 。如果风扇或百叶窗控制设置在感应 发动机进水温度而不是出水温度的地方，则传感器的 设定值应比推荐的设定值降低 l 0。 F( 5 C) 表 1 风扇 和百 叶窗控制推荐 1 0 L 上重曼荷发 机的风扇和
36、 百叶 密控制 应用类型 风扇结合温度 百计密开启盈度 冷却癌 = 8 5 可冠用迎闶汽车 冷却渣=9 6 进气歧 管空气 =6 5 ( 2 冷却瘟 = 9 6 C 冷却液 = 8 5 能利用翅屁汽三 进气歧管空气 = 7 I 进气歧管空气 = 6 5 C 1 0 L 下中等负苛发动机的风扇祁百 十 窗控制 匝盂荚型 风扇结含温度 吾叶窗开启 温度 垮封蕊 =g 5 c c 可利用趣膈- 汽车 冷却液=9 3 (2 进气歧管空气 =6 5 冷 寝 = 9 3 t 冷却蘧 = t 不能 青迎 汽车 进气蠖管 空气 = 7 1 c c 迮气歧 管空气 =6 5 ( 2 代用燃料蔗动机 曲风 扇和百叶宦控制 应用类型 风扇结合温度 百叶窗开启盎星 可 用迎风汽车 冷却液 =9 3 冷却液 =8 5 过气蠖管空气 = 4 9 C 冷却渣 = 9 3 冷却渣 = 8 5 能利用趣风汽车 过气歧管空气 = 4 9 t 迮气歧管空气 = 5 4 t 注 ： 某些车辆在静止状态下， 其发动机仍在 5 0 标定功率或更 高的负荷下工作 这种车 辆应 归为 不能利用迎风汽车” 类 t 如 ： 泵类 清防车1 发动机 E C M提供的风扇控制满足所有风扇控制要求。 ( 咨询电话： 0 2 3 6 5 3 3 5 8 8 8 3 2 4 2 一 一 维普资讯 http:/
