Система охолодження двигуна з електронним регулюванням

На параметри роботи двигуна, серед іншого, суттєво впливає оптимальний температурний режим рідини, що охолоджує. Підвищена температура охолоджуючої рідини при частковому навантаженні забезпечує сприятливі умови для роботи двигуна, що позитивно впливає на витрату палива та токсичність газів, що відпрацювали. Завдяки зниженій температурі охолоджуючої рідини при повному навантаженні потужність двигуна збільшується, внаслідок охолодження повітря, що всмоктується, і тим самим збільшення його кількості, що надходить у двигун.

Застосування системи охолодження з електронним регулюванням дозволяє регулювати температуру рідини при частковому навантаженні двигуна в межах від 95 до 110°C і при повному навантаженні – від 85 до 95°C.

Система охолодження двигуна з електронним регулюванням оптимізує температуру рідини, що охолоджує, відповідно до навантаження двигуна. Згідно з програмою оптимізації, закладеної в пам'ять блоку управління двигуном, за допомогою дії термостата та вентиляторів досягається необхідна робоча температура двигуна. Таким чином, температура охолоджуючої рідини приведена у відповідність до навантаження двигуна.

Схематично система охолодження з електронним керуванням показана малюнку.

Мал. Система охолодження з електронним керуванням: 1 – розширювальний бачок; 2 – радіатор системи опалення; 3 – клапан відключення радіатора системи опалення; 4 – розподільник охолоджуючої рідини з електронним термостатом; 5 – масляний радіатор коробки; 6 – датчик температури охолоджуючої рідини (на виході рідини із двигуна); 7 – датчик температури охолоджуючої рідини (на виході рідини з радіатора); 8 – масляний радіатор; 9 – вентилятори; 10 – основний радіатор системиохолодження; 11 – рідинний насос

Основними відмінними складовими системи охолодження з електронним регулюванням від звичайної є наявність розподільника рідини, що охолоджує, з електронним термостатом. У зв'язку з введенням електронного регулювання системи охолодження до блоку управління двигуном надходить наступна додаткова інформація:

електроживлення термостата (вихідний сигнал)
температура охолоджуючої рідини на виході з радіатора (вхідний сигнал)
управління вентиляторами радіатора (2 вихідні сигнали)
положення потенціометра у регулятора системи опалення (вхідний сигнал)

Розподільник являє собою пристрій для направлення потоку охолоджувальної рідини до малого або великого кола.

Мал. Принципова схема роботи розподільника рідини, що охолоджує, з електронним термостатом: 1 – потік рідини від основного радіатора; 2 – зона відстою рідини, що охолоджує, при закритій клапанній тарілці; 3 – велика клапанна тарілка; 4 – потік рідини від двигуна; 5 – потік рідини від системи опалення; 6 – потік рідини від олійного радіатора; 7 – потік рідини від рідинного насосу; 8 – мала клапанна тарілка; 9 – електронний термостат; а - циркуляція рідини по малому колу; б - циркуляція рідини по великому колу

У термостаті, на відміну від звичайних систем охолодження, встановлений додатковий нагрівальний опір 3.

Мал. Електронний термостат: 1 – штифт; 2 – наповнювач; 3 – додатковий опір

При нагріванні охолоджуючої рідини наповнювач 2 розріджується і розширюється, що веде до підйому штифта 1. Коли нагрівальний опір не надходить струм, термостат діє як традиційний, проте температура йогоспрацьовування підвищена і становить 110°C (температура рідини, що охолоджує на виході з двигуна). У наповнювач вбудовано нагрівальний опір 3. Коли на нього подається струм, він нагріває наповнювач 2, який при цьому розширюється, в результаті чого штифт висувається на певну величину x залежно від ступеня нагрівання наповнювача. Штифт 1 тепер переміщається не тільки під дією нагрітої охолоджувальної рідини, а й під дією нагрівання опору, а ступінь його нагрівання визначає блок управління двигуном відповідно до закладеної в нього програми оптимізації температури охолоджуючої рідини. Залежно від характеру імпульсу та його подачі змінюється ступінь нагрівання наповнювача.

Розподільник розміщений замість під'єднувальних штуцерів біля головки блоку циліндрів і є пристроєм для направлення потоку охолоджуючої рідини в малий або велике коло.

Мале коло слугує для швидкого прогріву двигуна після запуску холодного двигуна. Система оптимізації температури рідини, що охолоджує, при цьому не працює. Термостат у розподільчій коробці перешкоджає виходу рідини, що охолоджує, з двигуна і відкриває найкоротший шлях до насоса. Радіатор не включений у коло циркуляції рідини, що охолоджує. Охолоджуюча рідина циркулює по малому колу. Положення клапанних тарілок таке, що можливий рух рідини, що охолоджує, тільки до насоса. Охолоджуюча рідина нагрівається дуже швидко, чому сприяє її циркуляція тільки по малому колу.

Теплообмінник системи опалення та масляний радіатор включені до малого кола.

Хід охолоджуючої рідини у велике коло відкривається або за допомогою термостата в регуляторі досягнення температури приблизно 110°C, або відповідно до навантаження.двигуна за програмою оптимізації температури охолоджуючої рідини, закладеної в блок керування двигуном.

При повному навантаженні двигуна потрібно інтенсивне охолодження рідини, що охолоджує. На термостат у розподільник надходить струм, і відкривається шлях для рідини з радіатора. Одночасно за допомогою механічного зв'язку мала клапанна тарілка перекриває шлях насоса в малому колі.

Насос подає охолоджувальну рідину, що виходить із головки блоку безпосередньо до радіатора. Охолоджена рідина з радіатора надходить у нижню частину блоку двигуна і звідти засмоктується насосом.

Можлива також комбінована циркуляція рідини, що охолоджує. Одна частина рідини проходить по малому колу, інша по великому.

Управління термостатом в оптимізованій системі охолодження двигуна (рух охолоджуючої рідини по малому або великому колу) здійснюється відповідно до тривимірних графіків залежності оптимальної температури охолоджуючої рідини від ряду факторів, основними з яких є навантаження двигуна, частота обертання колінчастого валу, швидкість руху автомобіля та температура всмоктування повітря. За цими графіками визначається величина номінальної температури охолоджуючої рідини.

Термостат спрацьовує лише тоді, коли фактична величина температури охолоджуючої рідини виходить за межі поля допуску номінальної величини температури, що забезпечує постійність знаходження фактичної температури в полі допуску номінальної температури.

Фактичні значення температури охолоджуючої рідини знімаються з двох різних місць контуру системи охолодження і передаються блок управління двигуном у вигляді сигналів по напрузі. Датчики температури охолоджуючої рідини на виході з двигуна та на виходіохолоджуючої рідини з двигуна у розподільнику працюють як датчики з негативним температурним коефіцієнтом. Номінальні величини температури охолоджуючої рідини закладені в пам'ять блоку керування двигуном як графічні залежності.

При експлуатації двигуна в країнах із суворим кліматом може застосовуватися додатковий електропідігрів для підвищення температури рідини, що охолоджує. Додатковий підігрів складається із трьох свічок розжарювання. Вони вбудовані в місці приєднання магістралі рідини, що охолоджує, до головки блоку. За сигналом від блоку керування реле включає малий чи великий підігрів. Залежно від резерву струму генератора включаються одна, дві або три свічки розжарювання для підігріву охолоджуючої рідини.