图 1 | g03676565 |
(1) 散热器或热交换器
(2) 水套水冷却系统的电子节温器 (3) 发动机缸体 (4) 水套水后冷器 (JWAC)(前部后冷器芯) (5) 水套水泵 (6) 发动机机油冷却器 |
将冷却液从散热器或热交换器 (1) 吸入水泵 (5)。 冷却液从水泵流出,然后流过发动机机油冷却器 (6)。 从发动机机油冷却器流出的冷却液随后输送到发动机缸体 (3)。 冷却液从发动机缸体输送到电子节温器 (2) 和后冷器 (4) 的水套水通道。 从后冷器流出的冷却液回流到电子节温器。 电子节温器调节流过散热器或热交换器的冷却液量以控制发动机温度。 未流过散热器的发动机冷却液旁通引向水套水泵的进口。
冷却液从发动机机油冷却器流出,流入发动机缸体前端的水套中。 冷却液通过分配歧管引向缸体后端。 分配歧管将冷却液分配到各缸的水套中。 冷却液向上流过水套,随后绕流缸套。 该区域温度最高。 随着冷却液流向缸套顶部,冷却液将由于通道变窄而遇到阻力。 该阻力使冷却液流量增加,以改善缸套冷却状况。 冷却液从缸套顶部流入各气缸盖中的铸造油道。 冷却液从缸盖流回缸体,并回流到发动机前端。 随着冷却液流出发动机缸体前端,冷却液通过管道引向电子节温器和后冷器芯。 由于管和后冷器芯的阻力,大部分冷却液流入电子节温器。 从后冷器芯流出的冷却液通过管道引向电子节温器的三通组件。
图 2 | g03677762 |
(7) 三通阀
(8) 电子油液温度控制(EFTC) (9) 步进马达 |
电子节温器利用由 EFTC (8) 电子控制的三通阀 (7) 来分配发动机冷却液流量。 发动机水套水泵出口温度传感器感应进口的发动机冷却液温度,EFTC 则在出口调节至散热器/热交换器的冷却液温度。 冷却液出口流量由骑跨在导杆上的活塞引导,导杆由步进马达 (9) 驱动。 对于冷态发动机,EFTC 旁通散热器/热交换器,将冷却液直接输送回水泵进口。 随着发动机暖机,EFTC 控制三通阀,将正确量的发动机冷却液引向散热器进行冷却。
发动机电子控制模块(ECM,Electronic Control Module)通过 J1939 数据链路向 EFTC 发送一个发动机温度设定值。 EFTC 使用发动机冷却液泵出口温度传感器检测发动机冷却液温度。 EFTC 和三通阀提供对冷却液流量的完全控制,以实现精确的发动机温度。
图 3 | g03687890 |
(10) 发动机冷却液泵出口温度传感器 |
水套水泵出口温度传感器连接到 EFTC,并由 3 VDC 电源驱动。
阀位 | 水流量 |
0% 位置 | 缸体出口至水套水泵进口 |
100% 位置 | 缸体出口至散热器上水箱/膨胀箱 |
ESTAT 提供有自诊断功能和增加的维修可靠性。 这些功能有助于减少与冷却系统相关的维修次数和保修索赔。
EFTC 有两种操作模式和几种操作状态。
模式 | 状态 | 控制 ECM |
位置控制 | 主动 | 发动机 ECM |
温度控制装置 | 主动 | EFTC |
温度控制装置 | 环境温度 | EFTC |
温度控制装置 | 暖机 | EFTC |
温度控制装置 | 调节 | EFTC |
温度控制装置 | 冷却 | EFTC |
两种操作模式为位置控制模式和温度控制模式。
在位置控制模式下,发动机 ECM 通过本地 CAN 总线超越 EFTC,并指令 EFTC 将活塞驱动到特定位置。 在此模式下,ET 将发动机冷却液节温器模式报告为“位置控制模式”,并将发动机冷却液温度控制状态报告为“激活”。
位置控制模式的一个示例是净化循环。 净化循环用于将冷却系统中滞留的任何空气吹送到散热器上水箱/膨胀箱,以防止水套水泵出现气穴。 该循环将在发动机首次起动时启动。 在执行此循环时,ET 将控制模式报告为“位置控制模式”,并将控制状态报告为“激活”。 净化循环期间,EFTC 在前 100 秒内将活塞置于 20% 位置,然后在净化循环持续时间内将活塞移至 0% 位置。 净化循环将在 130 秒后或当发动机冷却液泵出口温度读数大于
注: 有关默认设置和范围,请参阅故障诊断与排除, "配置参数"。
在温度控制模式下,EFTC 使用配置数据,通过本地 CAN 总线从发动机 ECM 的输入,以及从发动机冷却液泵出口温度传感器的输入,来确定活塞的控制状态和位置。 在该模式下,EFTC 确定活塞在三通阀中的位置,并且 ET 将发动机冷却液节温器模式报告为"温度控制模式"。
当处于温度控制模式时,发动机的操作条件将决定 EFTC 的操作状态。 当达到所需状态的所有状况时,允许冷却系统改变状态。 电子油液温度控制的不同状态说明如下:
通电 - 通电时,EFTC 假定活塞处于 100% 位置(完全打开)。 然后它将沿着逆时针方向,朝向 0% 位置(完全关闭)驱动活塞。 如果所有部件完全正常工作,在步进马达旋转 46 圈后,活塞将保证处于 0% 位置。
如果活塞在步进马达旋转完 46 圈之前到达 0% 位置,EFTC 将继续沿逆时针方向驱动步进马达。 此操作会产生棘轮声,这是正常现象。
在步进马达旋转完 46 圈之后,EFTC 将在 Tier 4i 发动机上进入环境状态,或在 Tier 2 发动机上进入激活状态。
在此操作之后,输入和配置参数将确定 EFTC 将操作的模式和状态。
激活 - 当发动机 ECM 在位置控制模式下指令 EFTC 时,EFTC 的控制状态将为激活。
环境 - 控制状态将为环境。 当冷却系统名义上处于与周围环境相同的温度,并且 EFTC 处于温度控制模式时。 当首次通电,或当冷却状态完成,或当发动机运行,且温度降到冷却液系统环境模式温度阈值
预热 - 当发动机排热,且冷却系统操作温度低于闭环模式下操作阀门所需的温度,并且 EFTC 处于温度控制模式时,控制状态将为预热。 当发动机运行,温度升至冷却液系统环境模式温度阈值以上时,EFTC 将进入此状态。 在此状态下,EFTC 将指令三通阀处于 0% 位置。 当发动机停止运行,或温度降至冷却液系统环境模式温度阈值
该阀位置将所有冷却液再循环到发动机的进口处。
调节 - 当发动机已经预热到足以允许将冷却液温度调节到所需设定值时,控制状态将为调节。 当发动机运行,温度升至冷却液系统调节模式温度阈值以上时,EFTC 将进入此状态。 在此状态下,EFTC 将调节活塞在三通阀中的位置,以保持所需温度。 当发动机停止运行,或温度降至冷却液系统调节模式温度阈值
冷却 - 当发动机停止,发动机部分冷却,并且 EFTC 处于温度控制模式时,控制状态将为冷却。 在此状态下,EFTC 将设置活塞在三通阀中的位置,以允许发动机冷却液冷却到环境温度。 当发动机停止,温度降至冷却液系统调节模式温度阈值
注: 只有当钥匙开关输入可以从 B+ 切换到打开,同时 EFTC 保持通电时,冷却状态才会激活。 请参考特定应用的电气示意图。
如果发动机冷却液泵出口温度传感器故障,则活塞位置将被 EFTC 超越。 在这种情况下,EFTC 将控制活塞移动到 95% 位置。 该活塞位置提供完全冷却,以允许发动机持续运转。
注: 如果发动机在发动机冷却液泵出口温度传感器发生故障的情况下运行,则发动机可能过冷。 应停机发动机运转并立即进行维修。
如果发动机在本地 CAN 数据链路出现故障的情况下运行,则 EFTC 将在温度控制模式下运行,并根据需要将输入到 EFTC 配置中的发动机冷却液温度设置点调节到发动机冷却液温度配置。
保护步骤 - 满足以下条件时,将每隔 120 秒执行一次保护步骤(棘轮到关闭位置):
● 控制状态为预热或调节
● 冷却液泵出口温度低于所需发动机冷却液温度配置。
注: 有关默认设置和范围,请参阅故障诊断与排除, "配置参数"。
注: 在上述条件下,活塞通常会处于 0% 位置。 采取这些步骤是为了确保活塞真正处于 0% 位置。
图 4 | g06141458 |
(11) 外部散热器或热交换器
(12) 独立回路后冷器 (SCAC) 水冷却系统电子节温器 (13) 独立回路后冷器 (SCAC)(后部后冷器芯) (14) SCAC 水泵 |
冷却液从外部散热器或热交换器 (11) 流入 SCAC 水泵 (14)。 冷却液流过后部后冷器芯 (13),随后流回控制旁通冷却液流的节温阀。 如果节温阀关闭,冷却液流到独立回路水泵的进口处。 随着冷却液温度的升高,节温阀开启。 当节温阀开启时,冷却液流入旁通阀会受到阻力。 冷却液转流到外部散热器或热交换器。