发动机热管理系统

发动机热管理系统的原理和应用
目前一般客车采用的发动机额定转速通常为2000rpm左右，风扇与发动机之间的传动比根据不同车型，约为1.2-1.5之间，因此，车辆在高速行驶过程中，风扇的转速将在2600-3000rpm，此时风扇消耗功率在10kW以上。

基本占发动机平均使用总功率的10％左右。

研究人员在研究时发现，只有在最佳温度下工作，发动机才能最省油。

如果能保持发动机水温的同时将风扇转速降低至1200rpm以下，消耗功率将下降80％，从理论上分析整车油耗将会下降约7%左右。

是不是可以通过精确地控制散热风扇，使风扇的最低转数可以接近零，而最高转数也可以迅速地散热，而且由于燃烧得充分，还降低了废气的排放。

为了达到这样的目的，发动机热管理系统就应允而生，通过对发动机附件的优化管理，最合理的分配发动机所产出的能量，
减少了能量的无效损耗，将更多能量集中供给客车行驶；同时更好的控制发动机工作环境，延长发动机使用寿命。

那么，什么是发动机热管理系统呢？发动机热管理系统用一个形象的比喻来讲，就是给发动机装了一台“变频空调”，使发动机在工作的时候尽量保持在最佳的冷却水温度——90度。

变频空调内就是一个主要的控制器，也就是说温度越高，这个风扇的转速也越大，从而保证发动机工作在最佳的温度内。

这个热管理技术主要有两个系统组成：一个是冷却智能控制模式；第二个是风扇智能控制模式。

冷却智能控制系统就是通过精确控制发动机冷却水的温度，使发动机不过冷也不过热，始终保持在90度左右的合理范围内，使发动机在一个最佳的状态下工作。

风扇智能控制系统是在发动机散热的过程中控制风扇的转速，需要它转的时候它就转，需要它高速的时候它就高速，不需要的时候它就停止。

因此变频的风扇就比传统的风扇有更高的冷却效果，减少了由于冷却系统不合理的散热所消耗的燃油，同时也减少了发动机的磨损，既降低了保养费用，又提高了发动机的使用寿命。

在大型客车上使用的发动机热管理系统按传动方式分主要有两种：普通机械传动方式（皮带或传动轴）和智能电子风扇方式（ATS）。

智能电子风扇温控冷却系统改变了以往原始的机械、皮带传动，改用ECU控制可变频的电子风扇，大大降低了风扇功率的消耗，减少噪声和取消了皮带、轴承等的磨损，能有效防止水温过冷过热，将发动机的工作温度稳定的控制在其规定的最佳温度内，从而降低污染，大大
增加了燃料利用率。

但由于大功率发电机和风扇电机的工作效率不是很高，双重热损耗大，电器线路上的损耗也大，后期的维修保养也比较麻烦，倒不如直接动力驱动来得简单、实惠；另一方面以前其主要技术由国外公司垄断，使用成本较高，在目前的大客车市场上使用较少。

我们现在主要讲讲由机械传动和硅油风扇离合器、电磁（或电子）风扇离合器结合的热管理系统。

硅油风扇离合器的工作原理很简单，当通过感温器的气流温度超过338K(65度)时，硅油从储油腔进入工作腔，让硅油的粘性带动风扇叶片转动，从而达到降温的目的。

而电子控制电磁离合器风扇是目前比较理想的、使用最多的方案，控制精度较高。

只要维修、保养到位，系统工作参数正常，就可以保证发动机的温度稳定又省油。

下面就宇通6127车的三速电子风扇讲解：
这款电磁离合器是德国进口原装的，有三个速度档；
1、无转速、发动机温度在88度以下，电磁离合器不吸合，此时风扇叶片靠轴承带动的摩擦，最高转速能够达到100r/min；
2、拖动转速、发动机温度达到88度以上，但没有超过92度，电磁离合器第一档吸合，这时风扇叶片通过电磁离合器的永磁体产生的电涡流带动旋转，叶片直径小于700mm的，此档风扇叶片的转速最高可达到1200r/min；
3、全速转速。

发动机温度超过92度以上，第二档吸合，此时电磁离合器完全吸合，风扇叶片与皮带轮的转速是1:1的；
通过以上三种速度，可以合理的控制发动机保持最佳的工作温度，而且通过第一档的拖动转速，可以降低发动机的功率损耗，达到节油的目的，综上所述，它既能保证发动机最佳工作温度，使发动机工况达到最佳状态，又能降低发动机的功率损耗，使油耗降低。

乔森工作室
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