汽车发动机冷却系统的智能控制

作者：时间：2013-01-11来源：网络收藏

1.概述

目前，传统的节温器、保温帘和冷却风扇仍广泛应用于国产汽车发动机的冷却系统。传统的节温器控制冷却液大小循环的路线，节流损失大，工作不可靠，工作效率低，不能根据发动机的散热要求准确地调节冷却系统的散热能力；传统的保温帘是人为控制散热器的通风量；传统的冷却风扇由发动机的曲轴驱动，其冷却能力只能随发动机的转速的变化而变化，不能满足实际散热要求。而且三者的动作互不联系，工作效率低，燃油浪费率高，不适应现代汽车技术的发展。针对上述提出的汽车发动机冷却系统的弊端，从灵敏性、可靠性、以及发动机的动力性和经济性考虑出发，应使节温器、保温帘和冷却风扇实现多元联合控制，即将传统的冷却风扇改为电控冷却风扇；将传统的节温器改为电控节温器；增设电控导风板；实现上述三者联合控制，即冷却系统的智能控制。它可以根据行车速度、大气环境温度、发动机冷却水温度的变化对冷却系统的冷却能力进行自动控制，以实现发动机快速预热，大量减少发动机的传热损失和功率损失。

2.冷却系统的智能控制

系统由于汽车运行过程中产生强烈的振动、热辐射和电磁干扰，因此对该系统电路有特殊要求：①电路要有较高的抗振动能力，以适应不同路况、车况的要求。提高系统整体的可靠性和稳定性。②电路应采取有效的防护隔离措施，以提高其抗干扰能力。

2.1系统组成

该系统由电控冷却风扇、电控节温器、电控导风板、微控制机构组成。电控冷却风扇由电动机驱动；电控节温器利用电加热引起双金属片变形，由双金属片变形带动节温阀旋转运动，来改变大小循环；电控导风板由双向电动机通过传动机构使之打开或关闭；微控制机构是利用89C51开发的单片机控制系统。

2.2单片机控制系统工作原理

由温度传感器感受发动机水温的变化，同时把温度信号转变为同其成反比关系的电压模拟信号。这些信号经过处理(电容器低通滤波、校正和电压跟随器耦合)送入A/D转换器(ADC0809)中INO信号通道。由A/D转换器把采集来的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机，89C510单片机89C51根据不同的输入信号分析处理去控制驱动电路，实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继电器的控制。即可实现对发动机冷却能力的智能控制。

2.3单片机智能控制系统电路设计

单片机智能控制系统电路原理图如图1所示，主要包括微控制器、电源电路、信号采样处理电路、A/D转换器、自动复位电路和控制驱动电路。

微控制器

采用inter公司生产的MCS-51系列单片机AT89C51，一种+5V供电、40脚封装、32根I/O线、HMOSI制造技术、布尔操作处理功能的单片机，可以对信号进行分析、处理计算和控制输出。它是本系统的核心。

电源电路

直流电源+12V经芯片CN7805转换，得到+5V稳定直流电压，与直流电源+12V构成一个二级输出电源。此外外接有滤波作用的电容器和隔离作用的二极管，从而使输入电压稳定和输入信号可靠。如图2所示。