基于汽车发动机电动冷却风扇智能控制的研究

基于汽车发动机电动冷却风扇智能控制的研究

作者：董国贵尹爱勇

来源：《时代汽车》 2017年第9期

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铜陵职业技术学院安徽省铜陵市244000

摘要：目前汽车为我们的出行提供了很大的便利，但是传统的汽车发动机冷却风扇存在很

多的不足，严重的影响着我们的生活（空气的污染）。此文就汽车发动机电动冷却风扇智能控

制的特点以及其原理、传统的汽车发动机电动冷却风扇存在的问题进行简单的探讨研究。

关键词：汽车发动机；电动冷风扇；智能控制

汽车发动机性能直接决定这整个汽车的质量以及其稳定性能。而发动机的温度太高或者太

低的时候，即增加油量的耗损又缩短发动机的寿命，因此就需要发动机的冷却系统对其温度进

行合理的控制。此文主要研究发动机的冷却风扇智能控制系统。

1 传统的汽车发动机电动冷却风扇存在的问题

传统汽车发动机电动冷却风扇的预热时间相对较长，冷却的效果不是很明显。另外发动机

中的冷却系统不只是对汽车发动机进行冷却，其还会对空调的冷却系统以及液压系统进行冷却，进而会对散热装置的位置进行限制的同时对于汽车发动机的冷却风扇的位置有所限制。而且散

热装置的安装位置一定程度的防止了冷空气自由循环。冷空气的流通受到阻碍，一定程度的降

低了冷空气和冷却液相互交换的速度，导致其效率低下，散热效果不明显。

2汽车发动机电动冷却风扇智能控制的有效措施

传统的汽车发动机冷却风扇直接由发动机控制，发动机冷却的程度取决于其转速，其转速

不能根据实际情况自己进行调节，发动机的温度没有办法很好的进行控制，很大程度上影响了

发动机的工作。传统的冷却风扇转速是直接由发动机的来进行控制，其散热的能力的设计都是

以发动机最大的热负荷标准设计，在实际工作情况中，导致发动机的温度太低，尤其在冬天的

时候发动机的温度上升较慢。

目前，大多数的汽车电动冷却风扇实现智能化，风扇的转速可根据自身的实际情况进行自

行的控制，将温度控制在最佳的范围。汽车发动机电动冷却风扇的连接方式较多，但主要利用

电PWM智能控制系统调速的方式。

对于发动机冷却风扇的控制主要的就是根据情况对其风量进行的调节，风扇的转速直接决

定风量的多少，两者为正比的关系，而且其风的速度又跟风量的多少成正比的关系。在发动机

运行的过程中，风速、风量以及转速三者皆成正比关系，对其控制策略进行设计如下图：

我们可以根据实际情况对系统进行温度值设定，汽车发动机正常运行的过程中，其ntc温感器会自动检测设定值与目前实际的温度值之间的差距，并且及时地将其反馈到pid温控装置中，进过其精密的计算然后将两者间的温差值进行调整，促使目前温度值越来越接近设定值最终使其保持一致。

3对于汽车发动机电动冷却风扇的测试

为了对策略合理性进行有效的控制，研究了电动冷却风扇系统，我们在发动机热平衡试验台上进行了发动机热平衡试验后，装在某车上测试了燃油量和噪音。汽车的发动机的温度太高或者太低的情况下，不仅会增加油量的损耗，还会一定程度的缩短发动机的寿命，因此，对于汽车发动机对油量的损耗情况的检验也是对于发动机冷却风扇的智能控制情况的检测。

3.1 对于发动机的热平衡的测试

本系统基于发动机热平衡试验台上对其进行的稳定工况热平衡的试验。在发动机的冷却系统、润滑系统以及进气排气系统温度达到稳定的时候，对其各个系统的热量的分配情况进行测量。我们主要是对此系统出水以及进水处的温度进行相应的测试，进水处的温度最高可以达到94℃，出水处的最高温度可以达到102℃，满足于设计指标要求。

3.2对于发动机油量损耗情况的测试

我们把此系统装在了某个车上对燃油情况进行了测试，在一般的道路上不装此系统的时候测试其油量的损耗是0.108L/KM，在该车上装了此装置一个月之后，同样在一般道路上对其进行油量损耗的测试，其结果是0.105L/KM。综合的油量损耗比没装此系统的时候减少了

0.03L/KM。

3.3对于其噪音的测试

在某车上装置此系统后，在没有其他车辆的平直的公路上进行噪声的测试（测试仪器：数字声级计HS5633B），其最终的测试结果表示安装此系统后比没有安装此系统时车内的噪声值降低了大约02db-0.8db。

4结语

汽车发动机电动冷却风扇可以充分的利用汽车在行驶过程中迎面风的冷却作用而大量的减少发动机冷却风扇的损耗，大大的减短了预热的时间，对于温度的控制达到最优质的效果，大大减少了发动机的自身传热的损失，可以有效的减少汽车油量的损耗，有效的实现了耗油的经济性，也一定程度的保障了汽车自身以及发动机的寿命。所以现在电动冷却风扇被越来越广泛的应用于汽车系统中，但是现在一般都用于轿车中，载重汽车上还没有全面的普及开来，因此我们要将该系统更大面积的普及，进而满足于我国汽车行业迅速发展的需求。

资助基金项目：安徽省教育厅高校自然科学研究重点项目( KJ2017A632)，安徽省教育厅高校省级质量工程项目( 2016jyxm1064)，安徽省教育厅高校省级质量工程项目( 2016zy128)，铜陵职业技术学院院级项目( JY20168005)。