大众第3代EA888发动机水泵和宝马发动机电子水泵知多少

对于传统机械式发动机水泵，无论是其结构还是工作原理，相信大家都已经很熟悉了，而对于大众第3代EA888发动机水泵及宝马发动机电子水泵，大家应该比较耳熟，但对它们的结构及工作原理可能还不够了解，那么本期盖茨就与大家一起来深入了解这两款特别的发动机水泵。

传统机械式发动机水泵的结构

1 大众第3代EA888发动机水泵

带温度调节执行元件（N493）的水泵是大众第3代EA888发动机创新型热量管理系统（ITM）的两大核心部件之一（另外一个核心部件是集成有排气支管的气缸盖）。该水泵主要由机械水泵、N493及相关管路等部分组成，其中N493由2个旋转阀、直流电动机、转向角度传感器及安全节温器（膨胀式）等部件组成。

机械水泵由平衡轴通过传动带驱动，只要发动机工作，机械水泵就开始运转。直流电动机直接驱动旋转阀1，旋转阀1负责控制冷却液在机油冷却器、气缸盖和主散热器之间流动，旋转阀1的旋转角度由转向角度传感器监测。旋转阀2通过滚销齿联动机构与旋转阀1连接，在特定角度位置会与旋转阀1联动和脱开。旋转阀2负责控制打开流入气缸体的冷却液管道。

大众第3代EA888发动机水泵的剖视图

N493的爆炸图

当旋转阀1处于145°位置时，旋转阀1与旋转阀2开始联动，慢慢打开流入气缸体的冷却液管道，冷却液开始流向气缸体。随着旋转阀2的旋转，冷却液流量增加，当旋转阀1处于85°时，旋转阀2达到最大旋转角度，此时旋转阀2与旋转阀1脱开，流向气缸体的冷却液管道完全打开。

发动机控制单元根据其内部存储的各种特性曲线来控制直流电动机运转，使旋转阀1旋转到相应的角度，以打开和关闭各个冷却液管道，从而快速暖机，并将发动机冷却液温度保持在86 ℃～107 ℃。N493分为暖机、主散热器温度调节、关闭发动机后的接续运行及紧急散热等4种工作模式，其中暖机模式又分为静态预热、小流量散热和接通机油冷却器预热等3个阶段。具体工作过程如下。

不同工作模式下旋转阀1的旋转角度范围

（1）静态预热。为了快速预热发动机，旋转阀1转到160°的位置，关闭机油冷却器和主散热器回流管道；旋转阀2关闭流向气缸体的冷却液管道；空调冷却液截止阀（N422）暂时关闭；冷却液续动泵（V51）不通电。这时冷却液不在气缸体内循环，不流动的冷却液根据发动机负荷和转速情况，被加热至最高90 ℃。

（2）小流量散热。在气缸体内的冷却液不流动时，为防止气缸盖（集成有排气支管）和涡轮增压器过热，旋转阀1转到约145°的位置上，从该位置起，滚销齿联动机构开始带动旋转阀2动作，旋转阀2开始打开。这时，少量冷却液就会流入气缸体，流经气缸盖和涡轮增压器，然后再流回水泵。

（3）接通机油冷却器预热。从旋转阀1到达120°的位置起，机油冷却器回流管道开始打开。与此同时，旋转阀2也一直在继续打开，流入气缸体的冷却液流量越来越大。通过这种有针对性地接通机油冷却器，可以额外加热发动机油。

主散热器温度调节模式下的冷却液流向

（4）主散热器温度调节。创新型热量管理系统以无缝方式从暖机模式过渡到主散热器温度调节模式。旋转阀1和旋转阀2的调节是动态的，而且根据发动机转速和负荷而定。在发动机转速和负荷很小时，会把冷却液温度调至107 ℃，以使得发动机摩擦最小；随着发动机转速和负荷升高，会将冷却液温度调低，最低调至85 ℃。在此过程中，根据冷却需要，旋转阀1在0°～85°的位置旋转，当旋转阀1在0°位置时，主散热器回流管道完全打开。

（5）关闭发动机后的续动运行。为了避免气缸盖和涡轮增压器处的冷却液在发动机熄火后沸腾，也为了避免对发动机不必要的冷却，发动机控制单元会按照特性曲线启用续动功能。该功能在发动机关闭后，最多可工作15 min。为此，旋转阀1处于“续动位置”（160°～255°的位置），当旋转阀1处于255°的位置时，主散热器回流管道完全打开，旋转阀2关闭流入气缸体的冷却液管道。另外，冷却液续动泵（V51）和空调冷却液截止阀（N422）也都被激活，冷却液这时分成2路：一路是经气缸盖流向冷却液续动泵（V51），另一路经涡轮增压器流向旋转阀1，随后再经主散热器流回冷却液续动泵（V51）。在续动运行模式时，气缸体的冷却液不流动，这样可以明显降低续动持续时间，且不会产生大量的热能损失。

（6）紧急散热。如果N493发生故障，当水泵内的冷却液温度达到113 ℃时，安全节温器打开通往主散热器的旁通阀，以保证车辆仍可以应急行驶。

N493导线连接器端子1为转向角度传感器搭铁端子，端子2为转向角度传感器信号端子，端子3为转向角度传感器5 V参考电源端子，端子4为直流电动机负极，端子5为直流电动机正极。

N493控制电路

盖茨小贴士

（1）与传统机械式发动机水泵一样，大众第3代EA888发动机水泵的驱动力仍来自曲轴的转矩，若发动机不运转，则机械水泵停止工作。

（2）大众第3代EA888发动机水泵常见失效形式有漏水、旋转阀卡滞、直流电动机损坏及转向角度传感器信号错误等，发动机控制单元中一般会存储相关的故障代码，如故障代码“P00B700发动机冷却装置-不足够”等。维修时需要更换水泵总成，且需要用故障检测仪匹配N493，并要排尽冷却系统中的空气。

（3）盖茨为汽车后市场提供原厂品质的大众第3代EA888发动机水泵产品，产品型号为GWP4045A。

盖茨GWP4045A水泵

2 宝马发动机电子水泵

宝马N52、N54、N20等发动机均采用电子水泵，取消了机械水泵，水泵由电力驱动，水泵转速不再直接受发动机转速影响。

以宝马N52发动机为例，电子水泵主要由离心叶轮、三相无刷直流电动机及电子模块等部分组成。发动机控制单元根据发动机负荷、温度传感器数据及温度运行模式等确定所需冷却功率，然后通过串行数据接口（BSD）将相关信息发送至电子水泵中的电子模块，从而调节三相无刷直流电动机的转速。N52发动机共有4种温度运行模式：经济模式时，发动机冷却液温度设置为112 ℃；正常模式时，发动机冷却液温度设置为105 ℃；高功率模式时，发动机冷却液温度设置为95 ℃；高功率+特性曲线式节温器（KFT）模式时，发动机冷却液温度设置为80 ℃。升高发动机冷却液温度有助于降低负荷较低情况下的燃油消耗，降低发动机冷却液温度可以提高发动机的容积效率，从而提高发动机转矩。

宝马N52发动机电子水泵的结构

宝马发动机电子水泵导线连接器端子1为15号供电端子，为电子模块供电；端子2为BSD通信端子；端子3为30号供电端子，为三相无刷直流电动机供电；端子4为搭铁端子。

宝马发动机电子水泵控制电路

盖茨小贴士

（1）在介绍大众第3代EA888发动机水泵时提到的冷却液续动泵（V51）属于电动辅助水泵，其作用是辅助气缸盖和涡轮增压器散热用的，在部分车上还有为暖风系统和蓄电池冷却液系统散热用的电动辅助水泵，但这类发动机的核心冷却液循环动力源仍是机械水泵，而宝马发动机电子水泵是发动机的核心冷却液循环动力源，其结构和控制逻辑远比电动辅助水泵复杂。

（2）宝马发动机电子水泵常见故障现象有长运转、不运转、转速不够等，且发动机控制单元中会存储相关的故障代码，如故障代码“20A701发动机冷却系统：冷却液泵转速超出公差范围”等，故障原因大多是电子水泵内部的电子模块损坏。维修时需要更换电子水泵，并按特定步骤排尽冷却系统中的空气：从补液罐处加注冷却液，加注至补液罐下边缘；接通点火开关，将空调温度设置为最高，将鼓风机设置为最低挡；将加速踏板踩到底并保持至少10 s，切勿起动发动机，此时电子水泵开始运转，冷却系统中的空气从补液罐处排出。

（3）盖茨为汽车后市场提供原厂品质的宝马发动机电子水泵产品，型号为41526E的产品适用于宝马N52发动机，型号为41504E的产品适用于宝马N54和N55发动机。

盖茨41526E电子水泵

盖茨41504E电子水泵