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汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統的智能控制
作者：
時(shí)間：2013-01-11
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1.概述
目前，傳統的節溫器、保溫簾和冷卻風(fēng)扇仍廣泛應用于國產(chǎn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的冷卻系統。傳統的節溫器控制冷卻液大小循環(huán)的路線(xiàn)，節流損失大，工作不可靠，工作效率低，不能根據發(fā)動(dòng)機的散熱要求準確地調節冷卻系統的散熱能力；傳統的保溫簾是人為控制散熱器的通風(fēng)量；傳統的冷卻風(fēng)扇由發(fā)動(dòng)機的曲軸驅動(dòng)，其冷卻能力只能隨發(fā)動(dòng)機的轉速的變化而變化，不能滿(mǎn)足實(shí)際散熱要求。而且三者的動(dòng)作互不聯(lián)系，工作效率低，燃油浪費率高，不適應現代汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展。針對上述提出的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統的弊端，從靈敏性、可靠性、以及發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性和經(jīng)濟性考慮出發(fā)，應使節溫器、保溫簾和冷卻風(fēng)扇實(shí)現多元聯(lián)合控制，即將傳統的冷卻風(fēng)扇改為電控冷卻風(fēng)扇；將傳統的節溫器改為電控節溫器；增設電控導風(fēng)板；實(shí)現上述三者聯(lián)合控制，即冷卻系統的智能控制。它可以根據行車(chē)速度、大氣環(huán)境溫度、發(fā)動(dòng)機冷卻水溫度的變化對冷卻系統的冷卻能力進(jìn)行自動(dòng)控制，以實(shí)現發(fā)動(dòng)機快速預熱，大量減少發(fā)動(dòng)機的傳熱損失和功率損失。
2.冷卻系統的智能控制
系統由于汽車(chē)運行過(guò)程中產(chǎn)生強烈的振動(dòng)、熱輻射和電磁干擾，因此對該系統電路有特殊要求：①電路要有較高的抗振動(dòng)能力，以適應不同路況、車(chē)況的要求。提高系統整體的可靠性和穩定性。②電路應采取有效的防護隔離措施，以提高其抗干擾能力。
2.1系統組成
該系統由電控冷卻風(fēng)扇、電控節溫器、電控導風(fēng)板、微控制機構組成。電控冷卻風(fēng)扇由電動(dòng)機驅動(dòng)；電控節溫器利用電加熱引起雙金屬片變形，由雙金屬片變形帶動(dòng)節溫閥旋轉運動(dòng)，來(lái)改變大小循環(huán)；電控導風(fēng)板由雙向電動(dòng)機通過(guò)傳動(dòng)機構使之打開(kāi)或關(guān)閉；微控制機構是利用89C51開(kāi)發(fā)的單片機控制系統。
2.2單片機控制系統工作原理
由溫度傳感器感受發(fā)動(dòng)機水溫的變化，同時(shí)把溫度信號轉變?yōu)橥涑煞幢汝P(guān)系的電壓模擬信號。這些信號經(jīng)過(guò)處理(電容器低通濾波、校正和電壓跟隨器耦合)送入A/D轉換器(ADC0809)中INO信號通道。由A/D轉換器把采集來(lái)的模擬電壓信號轉換為數字信號并讀入單片機，89C510單片機89C51根據不同的輸入信號分析處理去控制驅動(dòng)電路，實(shí)現對節溫器繼電器、導風(fēng)板繼電器和風(fēng)扇繼電器的控制。即可實(shí)現對發(fā)動(dòng)機冷卻能力的智能控制。
2.3單片機智能控制系統電路設計
單片機智能控制系統電路原理圖如圖1所示，主要包括微控制器、電源電路、信號采樣處理電路、A/D轉換器、自動(dòng)復位電路和控制驅動(dòng)電路。 
微控制器
采用inter公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機AT89C51，一種+5V供電、40腳封裝、32根I/O線(xiàn)、HMOSI制造技術(shù)、布爾操作處理功能的單片機，可以對信號進(jìn)行分析、處理計算和控制輸出。它是本系統的核心。
電源電路
直流電源+12V經(jīng)芯片CN7805轉換，得到+5V穩定直流電壓，與直流電源+12V構成一個(gè)二級輸出電源。 此外外接有濾波作用的電容器和隔離作用的二極管，從而使輸入電壓穩定和輸入信號可靠。如圖2所示。 
信號采樣處理電路
采用負溫度系數熱敏電阻NTC，其溫度值與模擬電壓信號成反比。模擬電壓信號經(jīng)電容器濾波后送入ADC0809的INO模擬信號通道。如圖3所示。
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