汽車發動機冷卻系統的智能控制
目前,傳統的節溫器、保溫簾和冷卻風扇仍廣泛應用于國產汽車發動機的冷卻系統。傳統的節溫器控制冷卻液大小循環的路線,節流損失大,工作不可靠,工作效率低,不能根據發動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量;傳統的冷卻風扇由發動機的曲軸驅動,其冷卻能力只能隨發動機的轉速的變化而變化,不能滿足實際散熱要求。而且三者的動作互不聯系,工作效率低,燃油浪費率高,不適應現代汽車技術的發展。針對上述提出的汽車發動機冷卻系統的弊端,從靈敏性、可靠性、以及發動機的動力性和經濟性考慮出發,應使節溫器、保溫簾和冷卻風扇實現多元聯合控制,即將傳統的冷卻風扇改為電控冷卻風扇;將傳統的節溫器改為電控節溫器;增設電控導風板;實現上述三者聯合控制,即冷卻系統的智能控制。它可以根據行車速度、大氣環境溫度、發動機冷卻水溫度的變化對冷卻系統的冷卻能力進行自動控制,以實現發動機快速預熱,大量減少發動機的傳熱損失和功率損失。
2.冷卻系統的智能控制
系統由于汽車運行過程中產生強烈的振動、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能力,以適應不同路況、車況的要求。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扇、電控節溫器、電控導風板、微控制機構組成。電控冷卻風扇由電動機驅動;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節溫閥旋轉運動,來改變大小循環;電控導風板由雙向電動機通過傳動機構使之打開或關閉;微控制機構是利用89C51開發的單片機控制系統。
2.2單片機控制系統工作原理
由溫度傳感器感受發動機水溫的變化,同時把溫度信號轉變為同其成反比關系的電壓模擬信號。這些信號經過處理(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電路,實現對節溫器繼電器、導風板繼電器和風扇繼電器的控制。即可實現對發動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、自動復位電路和控制驅動電路。
采用inter公司生產的MCS-51系列單片機AT89C51,一種+5V供電、40腳封裝、32根I/O線、HMOSI制造技術、布爾操作處理功能的單片機,可以對信號進行分析、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經芯片CN7805轉換,得到+5V穩定直流電壓,與直流電源+12V構成一個二級輸出電源。 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。
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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