Общие сведения
Система охлаждения двигателя поддерживает двигатель в оптимальном диапазоне рабочих температур при изменении температуры окружающей среды и условий нагрузки на двигатель. Кроме того, система охлаждает моторное масло, промежуточный редукторный привод (IRD) и трансмиссионную жидкость, а также обеспечивает источник тепла для обогрева пассажирского салона. Система состоит из
- Насос охлаждающей жидкости.
- Радиатор.
- Термостат сброса давления (PRT).
- Расширительный бак.
- Соединительные шланги и рельс для охлаждающей жидкости.
- Два вентилятора охлаждения
- Перепускной клапан нагревателя (только для стран NAS и Gulf States - начиная с 2003 модельного года)
Моторное масло и трансмиссионная жидкость охлаждаются пластинчатыми теплообменниками. Охладитель моторного масла крепится к картеру в передней части двигателя. Охладитель трансмиссионного масла крепится к передней части коробки передач. IRD охлаждается внутренним пластинчатым теплообменником, включенным в контур смазки IRD.
Насос охлаждающей жидкости
Насос охлаждающей жидкости роторного типа интегрирован в переднюю часть двигателя, между блоками цилиндров. Насос приводится в действие зубчатым ремнем распределительного вала через плоский шкив, установленный на валу ротора насоса. Шкив также действует как холостой шкив для зубчатого ремня распределительного вала.
Радиатор
Радиатор - крестового типа с алюминиевой матрицей и формованными пластмассовыми торцевыми баками. Низ радиатора расположен в резиновых втулках на передней нижней поперечине. Верх радиатора крепится к площадке блокировки капота резьбовыми фиксаторами. Верхний шланг соединяет радиатор с коленом выхода охлаждающей жидкости в блоке цилиндров. Нижний шланг соединяет радиатор с корпусом термостата.
Термостат сброса давления (PRT)
ПТП установлен в корпусе, расположенном в выпускном отверстии охлаждающей жидкости в блоке цилиндров, между блоками цилиндров, при этом в корпусе термостата выполнены впускные патрубки для нижнего шланга и возвратного шланга от охладителя / нагревателя / охладителя передачи ИРД, а выходная сторона корпуса термостата соединена трубой с входом насоса охлаждающей жидкости.
Термостат расположен на входной стороне охлаждающего контура, что обеспечивает более стабильное регулирование температуры охлаждающей жидкости в двигателе. Корпус содержит восковой элемент и подпружиненный перепускной клапан. ПТП воспринимает все параметры, такие как частота вращения двигателя, подвод тепла к двигателю и температура окружающей среды и реагирует в соответствии с фактическими условиями работы двигателя.
Термостат с восковым элементом используется для поддержания оптимальной температуры охлаждающей жидкости для эффективного сгорания и содействия прогреву двигателя. Термостат закрывается при низких температурах охлаждающей жидкости с потоком, управляемым перепускным клапаном. Когда температура охлаждающей жидкости достигает приблизительно 88°C, термостат начинает открываться и полностью открыт при приблизительно 102°C.
Расширительный бак
Расширительный бачок установлен в заднем правом углу моторного отсека. Расширительный бачок обеспечивает резервуар для охлаждающей жидкости и компенсирует увеличение объема охлаждающей жидкости, вызванное тепловым расширением. Колпак на расширительном бачке обеспечивает место заполнения системы и содержит предохранительный клапан, который сбрасывает давление из системы, если оно превышает 1 бар (14,5 фунт / дюйм 2). Расширительные трубы соединяют расширительный бачок с радиатором и впускными коллекторами. Шланг соединяет выпускное отверстие на расширительном бачке с направляющей для охлаждающей жидкости.
Шланги и направляющая для охлаждающей жидкости
Охладители и матрица подогревателя соединены между собой, шлангами и рейкой охлаждающей жидкости, по контуру от выходов в правом переднем углу блока цилиндров и верхнего шланга до соединения обратного шланга на корпусе термостата. Шланги, подключенные к охладителю ИРД, закрыты теплозащитой для защиты их от тепла, излучаемого выхлопной системой. Стравливающий винт в выходном шланге подогревателя позволяет стравливать воздух из системы при наполнении.
Вентиляторы охлаждения
Два охлаждающих вентилятора являются электрическими вентиляторами с регулируемой скоростью, установленными в корпусе, прикрепленном к задней части радиатора. Двигатель каждого охлаждающего вентилятора питается от питания от ЭБУ охлаждающего вентилятора, установленного за крышкой в верхнем левом углу корпуса охлаждающего вентилятора. Воздухозаборник на корпусе охлаждающего вентилятора направляет охлаждающий воздух над ЭБУ.
Отводной клапан нагревателя (только для NAS и государств Персидского залива) - с 2003 модельного года
Клапан отводного устройства нагревателя увеличивает поток охлаждающей жидкости через матрицу нагревателя при низких оборотах двигателя для улучшения характеристик нагревателя при низких оборотах двигателя.
Клапан содержит подпружиненный клапан, интегрированный в соединитель " Т " на перепускном шланге термостата. Конструкция и принципы работы клапана аналогичны термостату сброса давления (PRT).
При работающем двигателе насос охлаждающей жидкости втягивает охлаждающую жидкость по трубе, соединенной с корпусом термостата, и прокачивает ее через выпускное отверстие в правом переднем углу блока цилиндров и через рубашки охлаждения в блоке цилиндров, головки цилиндров и впускные коллекторы. Из выпускного отверстия в правом переднем углу блока цилиндров охлаждающая жидкость течет по шлангам и рейке охлаждающей жидкости в охладитель ИРД, охладитель масла двигателя и охладитель трансмиссионной жидкости. Из верхней части блока цилиндров охлаждающая жидкость течет через выпускное отверстие и коленчатый шланг в корпус отопителя, возвращая в матрицу отопителя.
Хладагент также поступает по расширительным трубам в расширительный бачок, откуда втягивается обратно в систему через выходной шланг расширительного бачка, соединенный с рейкой хладагента. Увеличение объема хладагента, создаваемое тепловым расширением, уменьшает воздушное пространство в расширительном бачке, что герметизирует систему и поднимает температуру кипения хладагента.
Охлаждающая жидкость протекает через радиатор, от верхней части правого концевого бака к нижней части левого концевого бака, и охлаждается воздухом, проходящим через радиатор. Когда требуется, два вентилятора охлаждения обеспечивают дополнительный поток воздуха через радиатор, в частности, когда автомобиль неподвижен. Работа вентиляторов охлаждения контролируется блок управления двигателем через ECU вентилятора охлаждения. Температура системы охлаждения контролируется блок управления двигателем с помощью входов от датчика контроля термостата (только NAS) и Корпуса охлаждающей жидкости.
Термостат подвергается воздействию 85% горячей охлаждающей жидкости от двигателя с одной стороны и 15% холодной охлаждающей жидкости, возвращающейся от шланга днища радиатора с другой стороны. Это позволяет термостату реагировать на условия окружающей среды и обеспечивать контроль охлаждающей жидкости как для зимнего, так и для летнего использования. Горячая охлаждающая жидкость от двигателя проходит через отверстия в перепускном клапане потока в трубку, которая окружает 85% чувствительной зоны термостата. Холодная охлаждающая жидкость от радиатора проводит через оставшиеся 15% чувствительной зоны. В условиях холодной окружающей среды температура двигателя повышается приблизительно на 10% f.
Байпасный клапан потока удерживается закрытым легкой пружиной и работает, чтобы дополнительно помочь прогреву двигателя и нагревателя. Когда главный клапан закрыт и скорость двигателя находится на холостом ходу, насос охлаждающей жидкости не создает достаточного потока и давления, чтобы преодолеть пружину и открыть клапан. В этом состоянии клапан предотвращает циркуляцию охлаждающей жидкости через байпасный контур и направляет охлаждающую жидкость только через матрицу нагревателя. Это обеспечивает более высокий поток охлаждающей жидкости через матрицу нагревателя, улучшая комфорт пассажиров в холодных условиях.
При увеличении оборотов двигателя выше холостого хода насос охлаждающей жидкости производит больший поток и давление, чем может вместить цепь нагревателя. Нарастание давления воздействует на клапан потока, преодолевая давление пружины, открывая клапан и сбрасывая давление в цепи нагревателя. Затем клапан модулирует, чтобы обеспечить максимальный поток охлаждающей жидкости через матрицу нагревателя и позволяя избыточной охлаждающей жидкости течь в обходную цепь, чтобы обеспечить требования охлаждения двигателя при более высоких оборотах двигателя. Термостат затем регулирует поток через радиатор для поддержания оптимальной температуры.
На автомобилях NAS работа термостата контролируется модулем управления двигателем (блок управления двигателем) с использованием входного сигнала от датчика контроля термостата в нижнем шланге.
Перепускной клапан нагревателя (только для NAS и государств Персидского залива) - начиная с 2003 модельного года
На низких оборотах двигателя перепускной клапан нагревателя закрыт, позволяя только стравливать поток охлаждающей жидкости через охладители моторного масла и трансмиссионной жидкости. Это увеличивает поток охлаждающей жидкости через матрицу нагревателя, улучшая производительность нагревателя.
При увеличении частоты вращения двигателя увеличенная выходная мощность насоса охлаждающей жидкости открывает клапан отводного устройства нагревателя, обеспечивая полный поток охлаждающей жидкости через охладители моторного масла и трансмиссионной жидкости и матрицу нагревателя.
Управление вентилятором системы охлаждения
Блок управления двигателем управляет работой охлаждающих вентиляторов с переменной скоростью вращения посредством сигнала широтно-импульсной модуляции (Pwm) на ECU охлаждающего вентилятора. ECU охлаждающего вентилятора регулирует напряжение общей подачи питания на два вентилятора и соотносит напряжение с рабочим циклом сигнала Pwm.
Все, кроме NAS
Блок управления двигателем изменяет рабочий цикл сигнала Pwm от 10 до 90% для изменения скорости вентилятора. Если сигнал Pwm выходит за пределы диапазона от 10 до 90%, ECU вентилятора охлаждения интерпретирует сигнал как обрыв или короткое замыкание и запускает вентиляторы на максимальной скорости, чтобы гарантировать, что двигатель и коробка передач не перегреваются.
Блок управления двигателем управляет вентиляторами в ответ на входные сигналы от
- Датчик температура охлаждающей жидкости, для охлаждения двигателя. При работающем двигателе вентиляторы включаются на максимальной скорости, если температура охлаждающей жидкости повышается до 105°C. Вентиляторы гаснут, когда температура охлаждающей жидкости снижается до 102°C.
- Приборный блок и датчик давления переменного тока для охлаждения системы хладагента.
- EAT ECU, для охлаждения коробки передач.
Если имеется конфликт между запрашиваемыми скоростями вентилятора от различных входов, ЕСМ принимает самую высокую запрашиваемую скорость.
В рамках процедуры отключения питания, когда зажигание выключено, блок управления двигателем отбирает температуру охлаждающей жидкости двигателя. Если температура охлаждающей жидкости ниже 102 ° C (216), вентиляторы остаются выключенными. Если температура охлаждающей жидкости находится между 102 и 105 ° C (216 и 99°C), вентиляторы работают с 8% от полной скорости в течение 5 минут, а затем гаснут. Если температура охлаждающей жидкости составляет 105°C или выше, вентиляторы работают с 20% от полной скорости в течение 5 минут, а затем гаснут.
По мере остывания двигателя после выключения зажигания объем охлаждающей жидкости уменьшается, и охлаждающая жидкость вытягивается из расширительного бачка через выходной шланг, соединенный с рейкой охлаждающей жидкости. Воздушное пространство в расширительном бачке увеличивается, а давление в системе охлаждающей жидкости уменьшается приблизительно до давления окружающей среды.
NAS
Блок управления двигателем изменяет рабочий цикл сигнала Pwm от 3 до 90% для изменения скорости вращения вентилятора охлаждения. При рабочих циклах от 3 до 9% вентиляторы охлаждения выключены. Когда рабочий цикл превышает 9%, вентиляторы охлаждения включаются с минимальной скоростью, затем увеличение скорости, пропорционально увеличению рабочего цикла, до максимальной скорости при рабочем цикле 90%. Если рабочий цикл меньше 3% или больше 90%, ECU вентилятора охлаждения интерпретирует сигнал охлаждения как перегрев или короткое замыкание.
Скорость вращения охлаждающих вентиляторов варьируется от 750 об / мин при 6 вольтах до 4000 об / мин при номинальном напряжении аккумулятора. Для снижения шума от охлаждающих вентиляторов они приводятся в действие с немного отличающейся скоростью, за исключением случаев, когда они работают на минимальной и максимальной скоростях. Ступенчатые изменения скорости происходят при 1500 об / мин (вентилятор охлаждения Rh), 1450 и 2600 об / мин (вентилятор охлаждения Lh), чтобы улучшить утонченность.
Управляющие входы
Пока двигатель работает, блок управления двигателем регулирует скорость вентиляторов охлаждения в ответ на входные сигналы от
- Датчик контроля термостата для охлаждения двигателя. Вентиляторы включаются на минимальной скорости, если температура охлаждающей жидкости поднимается выше 90°C, и постепенно увеличиваются до максимальной скорости при температуре охлаждающей жидкости 102°C.
- Система кондиционирования воздуха, через приборную панель и шину CAN, для охлаждения системы хладагента.
- EAT ECU через шину CAN для охлаждения коробки передач.
Если имеется конфликт между запрашиваемыми скоростями вентилятора охлаждения от различных входов, ЕСМ принимает наивысшую запрашиваемую скорость.
В рамках процедуры отключения питания, когда зажигание выключено, если температура окружающего воздуха превышает 15°C, блок управления двигателем отбирает температуру охлаждающей жидкости, используя вход от датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя (температура охлаждающей жидкости) 115. Если температура охлаждающей жидкости превышает 106°C, блок управления двигателем сигнализирует о включении вентиляторов охлаждения. Скорость вентиляторов охлаждения пропорциональна температуре охлаждающей жидкости, от > 106 ° C до > 229 ° C.
Защита двигателя
ECU вентилятора охлаждения контролирует скорость вентиляторов охлаждения, начиная с текущего потребления двигателей, и включает в себя стратегии для защиты двигателей от электрической перегрузки, если вентиляторы захвачены или сильно нагружены (например, мусором или во время набивки).
Когда рабочий цикл вентилятора Pwm сигнал указывает на то, что вентиляторы охлаждения должны быть включены, ECU вентилятора охлаждения сначала периодически выводит 2,5 вольта на двигатели, чтобы произвести " мягкий " запуск. Когда ECU вентилятора охлаждения обнаруживает, что двигатели работают удовлетворительно, он затем увеличивает выходы до соответствующих напряжений для требуемых скоростей вентилятора охлаждения. Если двигатель не запускается в течение 3 секунд, ECU вентилятора охлаждения отключает выход для затронутого двигателя, ждет в течение 5 секунд, а затем пробует еще один мягкий запуск.
Если охлаждающий вентилятор уже работает, а затем заклинивает или становится сильно нагруженным, ЭБУ охлаждающего вентилятора отключает выход к соответствующему двигателю, затем периодически вызывает программу запуска, в то время как охлаждающие вентиляторы все еще запрашиваются, в попытке снова запустить двигатель.
Когда один из вентиляторов охлаждения не работает, ЭБУ вентилятора охлаждения запускает другой вентилятор охлаждения с максимальной скоростью.