Файл управління температурою двигуна

Управління температурою двигуна стало, завдяки еволюції стандартів проти забруднення, основною сферою розвитку конструкції двигуна. Охолодження двигуна тепер оптимізовано для кращого контролю температури різних областей двигуна, одночасно обмежуючи його споживання енергії.

Роль системи охолодження двигуна

Функція контуру охолодження полягає в підтримці різних внутрішніх компонентів двигуна (циліндрів, головки блоку циліндрів тощо) і, якщо потрібно, периферійних елементів (наприклад, турбокомпресора) у їх ідеальній робочій температурі.

Якщо температура двигуна занадто висока, гази всередині балона гарячіші: отже, в балоні менше газу, і ризики самозаймання (і стуку) вищі. З іншого боку, оскільки компоненти деформуються більше, існує значний ризик поломки.

Якщо в двигуні навпаки холодно, тертя, як правило, більше між поршнем і гільзою циліндра, і горіння є неповним, що генерує значно більші викиди забруднюючих газів.

Спочатку двигуни мали досить повітряне охолодження (Porsche використовував це рішення, зокрема, до 1997 року на 911). Однак відмова від повітряного охолодження стала необхідною через зміни норм шуму та норм контролю забруднення. Зараз двигуни мають водяне охолодження.

Насправді, якщо охолодження двигуна повітрям технічно простіше (менше компонентів), охолодження компонентів двигуна, як правило, менш кероване. Двигун з повітряним охолодженням легко впізнати за численними ребрами, які служать для максимізації поверхні обміну між гарячими елементами та повітрям.

Загальна операція

Регулювання температури двигуна передбачає циркуляцію рідини під тиском через блок двигуна та головку блоку циліндрів (ви також можете додати EGR та турбо, якщо це можливо) для передачі калорій від згоряння двигуна через рідину (в цьому випадку охолоджуюча рідина).

Завдяки обміну з навколишнім повітрям калорії потім виводяться в атмосферу. Отже, принцип охолодження двигуна заснований на теплообміні між двома рідинами: отже, це та сама філософія, що і в системах кондиціонування.

Компоненти системи охолодження

Температурою двигуна керують такі елементи:

Охолоджуюча рідина
Охолоджуюча рідина складається з води, антифризу та антикорозійних речовин, пропорції яких можуть суттєво змінюватися. Зазвичай вода та рідина проти замерзання (спирт, такий як етиленгліколь) становлять понад 90% вмісту рідини.

Термостат
Коли теплоносій все ще холодний, термостат запобігає циркуляції рідини по всьому контуру: рідина циркулює по короткому контуру всередині блоку двигуна, не проходячи через радіатор. Ця операція дозволяє швидше нагрівати теплоносій.

Коли рідина досягає високої температури, спрацьовує термостат, завдяки чому теплоносій циркулює по всьому контуру. Термостат, як правило, є чисто механічним пристроєм.

Температурний сенсор
Датчик температури використовується для перевірки температури охолоджуючої рідини та відображення її, якщо потрібно, на панелі приладів. Зазвичай він розміщується в найгарячішій точці контуру охолодження, на головці блоку циліндрів.

Водяний насос
Зазвичай водяний насос приводиться в рух двигуном або за допомогою ременя ГРМ, або за допомогою ременя приладдя. У більшості випадків це відцентровий насос волютоподібного типу. Водяний насос споживає від 1 до 3% потужності двигуна.

Радіатор
Радіатор знаходиться в передній частині автомобіля. Це значно знижує температуру теплоносія при контакті з повітрям. Потік повітря є природним (коли транспортний засіб рухається) або примусовим використанням вентиляторів (коли гаряча рідина гаряча і транспортний засіб нерухомий).

Радіатор складається з безлічі каналів, по яких буде протікати теплоносій. Помноження каналів дозволяє максимізувати теплообмін між повітрям і теплоносієм.

Розширювальний бак
Розширювальний бак використовується для запобігання надлишкового тиску в контурі охолодження. Коли теплоносій має кімнатну температуру, повітря в банку знаходиться під атмосферним тиском.

Як тільки рідина підвищує температуру, остання розширюється, і повітря в банку збільшується під тиском. Щоб рідина не надмірно надходила, клапан дозволяє евакуювати невелику кількість повітря, коли тиск занадто високий.

Коли рідина охолоджується, тиск у системі зменшується, а повітря, яке присутнє, повертається до атмосферного. Якщо повітря вийшло через клапан гарячого двигуна, відкривається вакуумний клапан (зазвичай розширювальний бак має клапан подвійної дії, який допомагає управляти як надлишковим, так і надлишковим тиском у контурі охолодження), щоб збалансувати тиск розширювального бака з атмосферний тиск.

Вентилятор
Вентилятор використовується для примусового потоку повітря через радіатор, коли охолоджуюча рідина стає занадто гарячою. Зазвичай він приводиться в дію з електричним приводом, так що він може спрацьовувати після виключення двигуна.

Зазвичай він вступає в дію, коли умови дорожнього руху не є сприятливими, а саме в пробках, в горах тощо. Вентилятор спрацьовує від датчика температури, розташованого на радіаторі.

Опалення салону
Опалювальний контур тісно походить від контуру охолодження двигуна. Саме з цієї причини існує певний проміжок часу, перш ніж гаряче повітря може потрапляти в салон салону.

Зазвичай охолоджуюча рідина забирається зверху двигуна (в області, де охолоджуюча рідина найгарячіша). Зібрана таким чином рідина проходить через радіатор, що дає можливість нагрівати повітря, що проходить. Потім багатошвидкісний вентилятор змушує повітря проходити через радіатор, перш ніж цей самий повітря розподіляється по салону через безліч вентиляційних отворів.

У деяких випадках допоміжний електричний водяний насос покращує потік рідини через опалювальний контур (гаряче повітря швидше подається в салоні). Цей допоміжний насос також має ще одну перевагу: він дозволяє розподіляти тепло в салоні протягом 15-30 хвилин після зупинки двигуна.

Оптимізація контуру охолодження

На додаток до традиційного контуру охолодження, такі елементи дозволяють оптимізувати роботу системи контролю температури двигуна:

Електронний модуль контролю температури
Термостат діє лише відповідно до температури: тому він реагує на дану ситуацію, не враховуючи швидкості (або навпаки повільності) підвищення температури. У деяких випадках може бути корисним передбачити або затримати відкриття клапана, що дозволяє перейти від короткого замикання до звичайного контуру (який проходить через радіатор).

За допомогою електронного модуля, який, залежно від розвитку температури, буде керувати потоком між двома контурами, можна більш точно контролювати охолодження двигуна. Цей тип модулів пропонує ще більш значну перевагу, коли контур охолодження є поетапним (один контур управляє охолодженням циліндрів, інший відповідає за охолодження головки блоку циліндрів, а інший, який буде дбати про управління температурою турбокомпресора).

Перемикається водяний насос
Водяний насос залишається механічним приводом від колінчастого вала через ремінь приладдя. Зчеплення, тим не менш, дозволяє від'єднати водяний насос, коли це не потрібно, наприклад, під час холодного запуску.

У цьому випадку теплоносій швидше досягає ідеальної робочої температури. З іншого боку, оскільки насос не працює, він не споживає енергію, що дозволяє значно зменшити споживання в цій конкретній фазі.

Електричний водяний насос
Якщо електричний водяний насос має багато переваг, сьогодні він залишається обмеженим ємністю традиційних акумуляторів на 12 В. Насправді вони не можуть досягти такої ж швидкості потоку, як механічний насос. Саме з цієї причини BMW M3/M4 використовує механічний водяний насос, а не електричний, широко застосовуваний у всіх двигунах виробника.

З появою батарей 48 В (таких як електричний компресор Valeo), виробники зможуть подолати це обмеження щодо найвибагливіших двигунів.

Нарешті, електричний водяний насос здатний працювати навіть при вимкненому двигуні. Крім того, незважаючи на обмеження щодо витрати електричного водяного насоса, нерідкі випадки, коли такий насос посилює механічний водяний насос, щоб забезпечити хороше охолодження, наприклад, у стаціонарному режимі.

Поетапний контур охолодження
Контур охолодження визначає кілька зон, таких як блок двигуна, головка блоку циліндрів, турбо та EGR. Кожна з цих зон не залежить від інших (отже, існує кілька контурів) або стає активною залежно від температури охолоджуючої рідини: це особливо стосується подвійного турбо Renault 1.6 dCi або Ford 1.0l Ecoboost.

Активні решітки-решітки
Активні решітки решітки контролюють потік повітря через радіатор. Дійсно, коли транспортний засіб рухається з високою швидкістю та низьким навантаженням, значний потік повітря не обов'язково необхідний для належного охолодження двигуна.

Крім того, повітря, що протікає через радіатор, порушує основний потік навколо автомобіля і, отже, створює аеродинамічний опір. Крім того, може бути вигідно перекрити повітрозабірники, розташовані перед радіатором, за допомогою жалюзі. Як правило, жалюзі мають лише два положення (повністю відкриті або закриті).

У деяких випадках стулки відкриваються на двох рівнях: одна ступінь спочатку випускає повітрозабірник у нижній частині решітки, а коли потреби в охолодженні більші, друга ступінь активна, а потім дозволяє циркулювати якомога більше повітря моторний відсік (такий випадок, наприклад, у нової Audi A4 в ультра-версії).

BMW (активне зображення заголовка/розширювальний бак/решітка радіатора)
Hella (водяний насос)
Mahle (радіатор/вентилятор)
Pierburg (відключається водяний насос)
Renault (опалювальний контур)
Schaeffler (термостат/водяний насос)
Тоні Вебстер через FlickR (машина у вогні)

Привіт ГІЛЬЯМУ ДАРДІНГ,

Дякуємо за технічну відповідь !.
Щоб завершити мої наступні тести,

З терморегулятором "MOTORAD USA", якщо я ставлю модель відкриття 79 ° C і повністю відкриту, "з великим потоком",
На відміну від оригінального "Wastat" при 84 ° C і невеликому отворі, залишаючи прилавок 82 ° C.
Це може бути хорошим компромісом для прогрівання двигуна за коротший час. .

Якою буде ваша думка ?.

Отримайте мої сердечні вітання
З Монтеня.

так, термостат, про який ви згадали, безумовно, є добрим компромісом для швидкого розігріву та гарного регулювання температури після цього з Evans. Залишається лише сподіватися, що згаданий термостат не коштує руки.

І якщо одного разу ви вирішите повернутися назад (щоб повернутися до класичного охолоджуючого рідини), вам не слід забувати повернути старий термостат назад для оптимальної роботи двигуна.!

Привіт, Даніель, дякую за підтримку !

Щодо повторної ініціалізації ЕБУ, я не впевнений, що ця операція потрібна (можливо, для приводу змінної синхронізації?).

Я також не думаю, що кришка розширювального бака. Ваші симптоми радше нагадують мені про несправний водяний насос (пошкоджені лопатки або інше), що призведе до поганої циркуляції теплоносія та призведе до появи першої несправності (а також спрацьовування вентилятора). Тоді не дивно, що двигун переходить у безпеку, щоб уникнути перегріву моторного блоку.