浅谈汽车冷却系统的联合控制

乔婉青

摘要：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、保温帘和冷却风扇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。

关键词：冷却联合控制电路

要使汽车节温器、保温帘和冷却风扇实现多元联合控制，应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。

1、系统组成。该系纺由电控冷却风扇、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、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期成么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IN-O信号通道。由～D转换器把采集来的模拟电压信号转换为数字信号并读八单片机，89C510单片机89C51根据不同的输入信号分析处理支控制驱动电路，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。

3、单片机知能控制系统电路设计。单片机知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、～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MCG-51系列单片机AT89C51，一种+5V供电，40脚封装、32根据I，O线、HMOSI制造技术、布尔操作处理协能的单片机，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经芯征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。此处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。

信号采样处理电路。采用负温度系数热敏电阻NTC，其温度值与模拟电压信号成反比。模拟电压信号经电容器滤波后送入ADC0809的INO模拟信号通道。A，D转换采用常的ADC0809，二进制输出、逐次比较型转换器。本系统温度模拟量通过通道INO输入～D转换器，再由A，D转换器输入单片机。

自动复位电路。当系统运行出现错误时，ADC0809的EOC(中断申请)信号经2个与非门和由运放器构成的电压跟随器的处理得到一高电平信号，此信号把三极管基极钳到高电位，三极管导通，由NE555组成的多谐振荡器开始向单片机发出复位脉冲，使单片机复位，此时系统会避开错误操作而返回到正常状态。系统恢复正常状态后，NE555在EOC信号的控制下会停止工作。

控制驱动电路。单片机。输出的控制信号道先送入由电容器和电阻构成的延时电路，经过延时处理后，再送入继电器驱动三极管基极。最后由驱动三极管控制执行元件用继电器。从而控制执行元件。

系统控制工作过程。当发动机预热时(发动机水温(70℃)，单片机根据检测来温度数据处理分析向执行元件发出控制信号，使其完成如下操作。

A电控冷却风扇不工作：B电控导风板关闭状态；C电控节温器处于小循环状态。

由于导风板关闭，冷却风扇不工作，以至冷却空气不能进入散热器。同时节温器处于小循环(加热电阻丝通电)，发动机水温上升很快。当水温升至75℃，单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号，使电控节温器的加热电阻丝断电(让其进入大循环控制状态)。当水温达到80℃时，单片机又发出指令。使电控导风板处于敞开状态。

此进可充分利用汽车行驶迎面风对散热器的冷却作用，尽量减少冷却风扇的工作时间。当水温高达95℃时，单片机经数据分析发出控制指令使电控冷却风扇工作，而让节温器仍处于大循环状态，导风板仍处理敞开状态。这时冷却系统的冷却能力最大，实现快速降温。当发动机水温隆至89℃时，单片机根据采样数据分析处理发出控制指令，使执行元件完成以下操作。

A电控冷却风扇不工作：B电控导风板关闭状态：C电控节温器处于小循环状态。

这样，直到发动机水温返升至95℃，电控冷却风扇又重新工作。该控制系统可根据汽车的行驶速度、发动机的冷却水温来综合控制冷却系统，从而可达到减少电耗7％-10％、减少油耗10％的效果。-

据资料显示一导致汽车抛锚的故障中，冷却系统故障位居第一。由此可见，汽车冷却系统保养对汽车安全运行起着重要的作用，尤其是在天寒地冻的冬季，冷却系统保养更显得由为重要。

冷却系统中最常见的问题就是生锈、结垢、腐蚀等，而造成这些问题的主要原因就是没使用防冻液，特别是在冬季气温低的情况下，极易造成系统部件损坏，其原因是：水的冰点为0℃，在发动机停止工作时，外界气温会使水结冰而膨胀，从而导致水箱冻裂，水泵无法工作，而水道内的冰会直接影响发动机运转，因此，在冬季保养汽车冷却系统时，一定要在水箱中加防冻液，且要加忧质的防冻液，因为优质的防冻液不仅能防止水结冰，还能防止生锈、结垢，并抑制泡沫产生、消除气阻，抑制铝制部件的点蚀和气蚀，可以润滑水泵，保障水泵正常工作，这里给广大车主推荐驰耐普的S 500冷却液SNAP，它由乙二醇加特殊添加-剂调制而成，符合大多数汽车制造商对汽车防冻液的最新性能要求，它的低沸点(摄氏42度)可在极冷的天气下使用，高沸点(摄氏120度)可-在夏季有效解决发动机“开锅”现象，它的高度抗腐蚀性能为冷却系统提供长期保护。

在冬季来临之时，各位车主一定要对自己爱车的冷却系统进行全面的检查和保养，首先，耍从外观检查水泵的泄水孔、节温器接头、上下水管接头、放水口、水箱盖、储水罐等部位有无渗漏痕迹，若发现有渗漏。应立即找出原因并迅速排除，千万不能消极应付：其次，要检查防冻液的冰点，一般情况下，防冻液的液体冰点应比车辆行驶地区的最低气温低5至10摄氏度，当然，防冻液的液体冰点越低越好，比如上面提到的驰耐普的S 500冷却液SNAP，它的低沸点-在摄氏42度，可在极冷的天气下使用，那么，您的爱车就可以挑战-严寒了：再次，各位车主应将防冻液的液面高度保持在距离水箱加水口10毫米左右，或按补水罐上的标准刻度补加同类的防冻液，值得注意的是，千万不能将防冻液或水加得过满，要给水箱留有充分的热膨胀空间：最后，检查节温器．如果节温器工作不正常，发动机就会长期处于低温或高温状态下工作，那样，就会加剧发动机的磨损、缩短发动机的寿命，因此，一定耍保证节温器状态良好，并且，节温器千万不能拆除，否则，在您的爱车行驶两至三万公里后，发动机就会报废。

另外，在冬季保养时，还应对冷却系统进行清洗，这是因为水箱和水道内的铁锈和水垢会限制防冻液在冷却系统中流动，降低散热效果，导致发动机过热，严重时，还会造成发动机损坏，这里给广大车主推荐驰耐普的S 510冷却系快速除垢剂。它可以迅速溶薜冷却系统内形成的水垢、油泥和锈皮，恢复冷却系统的功能，使冷却液循环顺畅，防止过热、开锅而引起发动机损伤和动力不足。