第四节
冷却系统新技术

一、温度管理系统

发动机冷却系统已经从过去的简单给发动机散热和乘员舱提供暖风的功能向温度管理系统过渡。发动机温度管理的核心是发动机快速预热，以达到节能和减排的效果；同时在发动机达到设定温度后，还可以根据乘客需求尽量满足舒适性方面的要求。下面以2016款奥迪A6L 1.8T车型为例介绍新型温度管理系统的工作原理。

1.温度管理系统的组成结构 （图1-47）

2.温度管理系统工作原理

该系统通过两个机械连接的旋转滑阀来调节冷却液液流。旋转滑阀角度位置的调节是按照发动机控制单元内的各种特性曲线来进行的。通过旋转滑阀的相应位置，就可实现不同的切换状态，使发动机快速预热。通过快速且经热力学方面优化的发动机温度调节来实现降低油耗，以及在需要时给乘员舱加热。另外，可让发动机温度在85～107℃之间变动。

（1）发动机温度调节执行元件N493的功能

一个直流电动机驱动旋转滑阀转动，该电动机由发动机控制单元通过PWM信号（12V）来操控。这个操控过程一直持续进行着，直至到达发动机控制单元给出的位置。正的操控信号（诊断仪上的测量值）表示旋转滑阀在向打开的方向转动。电动机通过一个很结实的蜗轮蜗杆传动装置来驱动旋转滑阀1，这样就能控制机油冷却器、缸盖以及主散热器中的冷却液液流了。发动机越热，旋转滑阀的转动也就越大，这样的话不同的横断面也就有不同的流量了（图1-48）。

为了能准确识别旋转滑阀的位置以及功能故障，在旋转滑阀的控制电路板上装了一个旋转角度传感器，该传感器将数字电压信号发送给发动机控制单元。

旋转滑阀2是通过一个滚销齿联动机构与旋转滑阀1相连的。该联动机构的结构是旋转滑阀2在特定角度位置会与旋转滑阀1连上和脱开。旋转滑阀2的旋转运动（打开流经缸体的冷却液液流）在旋转滑阀1转角约为145°时开始。在旋转滑阀1转角约为85°时再次脱开。此时旋转滑阀2达到了其最大转动位置，缸体内的冷却液循环管路完全打开。旋转滑阀的运动会受到机械止点的限制。

（2）温度控制策略

1）预热控制（图1-49）。要想预热发动机，旋转滑阀1就得转到160°的位置。在这个位置处，旋转滑阀1会封闭发动机机油冷却器和主散热器回流管开口。旋转滑阀2会封闭通向缸体的开口。

自动空调冷却液截止阀N422和变速器冷却液阀N488暂时关闭。冷却液循环泵V51不通电。这时冷却液不在缸体内循环。不流动的冷却液根据负荷和转速情况，被加热至最高90℃。

2）有暖风需求（图1-50）。如果有加热请求，那么自动空调冷却液截止阀N422和冷却液循环泵V51就会被激活，冷却液就会流经缸盖、废气涡轮增压器和暖风热交换器。

3）小流量（图1-51）。该功能用于：在缸体内的冷却液静止时（就是不流动时），防止缸盖（集成式排气歧管）和涡轮增压器过热。为此就要将旋转滑阀1转到约145°的位置上。从该位置起，滚销齿联动机构就会带动旋转滑阀2动作，该阀开始打开。这时，少量冷却液就会流经缸体而进入缸盖，流经涡轮增压器，再经旋转滑阀模块流回水泵。还有一部分冷却液，在需要时会经冷却液止回阀N82流向暖风热交换器。冷却液循环泵V51仅在“有加热要求时”才会激活工作。由于可以快速加热冷却液，在发动机预热阶段就可以将摩擦降至最小。

4）接通发动机机油冷却器的预热运行（图1-52）。预热结束后，就只接通发动机机油冷却器。从旋转滑阀1到达120°的位置起，发动机机油冷却器接口开始打开。与此同时，旋转滑阀2继续打开，流经缸体的冷却液流越来越大。通过这种有针对性地接通发动机机油冷却器，可以额外加热发动机机油。

5）变速器加热（图1-53）。在发动机热到足够程度后，会打开变速器冷却液阀N488，以便用过剩的热来加热变速器油。

变速器油加热功能在下述情况下接通：不用暖风的话，冷却液温度达到80℃时；使用暖风的话，冷却液温度达到97℃时。

6）通过主散热器实施温度调节（图1-54）。在转速和负荷很小时，把冷却液温度调至107℃，以便使得发动机摩擦最小。

随着发动机负荷和转速升高，会将冷却液温度调低，最低可至85℃。为此，旋转滑阀1在85°和0°之间根据冷却需要进行调节。在0°这个滑阀位置时，主散热器回流接口完全打开（图1-55）。

7）关闭发动机后的续动功能（图1-56）。为了避免缸盖和涡轮增压器处的冷却液在发动机关机后沸腾，也为了避免对发动机不必要的冷却，控制系统会按特性曲线起动续动功能。该功能在发动机关闭后，最多可工作15min。为此将旋转滑阀转至“续动位置”（160～255°）。在这个工况下，实现冷却液温度调节。在需要以最大续动能力来工作（255°）且冷却液温度较低时，主散热器回流接口打开，但是去往缸体的接口用旋转滑阀2封闭。另外，冷却液循环泵V51和冷却液止回阀N82激活。

冷却液这时分成两个分流：一个经缸盖流向V51，另一个经涡轮增压器流经旋转滑阀，随后再流经主散热器而流回冷却液循环泵V51。缸体在续动位置时，就没有冷却液流过了。通过这个功能，可以明显降低续动持续时间，且不会产生大量的热能损失。

3.常见故障分析

如果转角传感器损坏，那么旋转滑阀就会开至最大位置（发动机冷却能力最强）。如果直流电动机损坏或者旋转滑阀卡死，那么根据旋转滑阀位置情况，会激活转速限制和转矩限制功能。

如果旋转滑阀内的温度超过113℃，那么旋转滑阀内的膨胀式节温器就会打开通向主散热器的一个旁通支路，这样的话冷却液就可以流经主散热器。于是，出现故障时仍可以继续行驶。

应急功能：

·组合仪表上出现信息，提示转速已被限制在4000r/min，提示音响一次，EPC灯也被点亮。

·组合仪表上显示真实的冷却液温度。

·打开冷却液截止阀N82。

·激活冷却液循环泵V51，以保证缸盖的冷却。

4.经典案例

车型配置：奥迪A6L，装配的是2.0T第三代EA888发动机。

故障现象：客户反映怠速时风扇常转。

诊断排除过程：现场检查发现上下水管温差很大，诊断仪读取发动机无故障记忆。维修技工认为是节温器存在故障，在冷却液温度正常后无法打开。所以上下水管温差大。但在准备更换节温器时发现该车装配温度管理系统，读取数据块显示冷却液温度在105～107℃之间跳变。根据温度管理系统工作原理，为了燃烧更充分，在怠速时将冷却液温度调节到107℃。为了验证推理是否正确，特意去盘山公路试车并读取数据。试车过程发现在爬坡负荷较大时冷却液温度降至87～90℃，此时风扇停止运转；而在下坡负荷减小或怠速时冷却液温度又上调到107℃左右，此时风扇再次起动运转。

综上分析检查，客户反映现象是温度管理系统的一种控制策略而不是故障，维修人员根据以前的知识误认为是节温器不能打开。现代车辆技术日新月异，只有了解每个车型的技术特点才能对症下药，迅速解决客户需求。

二、发动机起/停功能

不断上涨的燃油价格、更加严格的排放法规，为降低汽车尾气排放，开发了起动/关闭系统。当车辆停止在铁道路口或者交通信号灯前时，起动/关闭系统会自动将发动机临时关闭。再次起步行走时，就不需要再转动点火钥匙来起动发动机了。

新的起/停功能还具备能量回收的功能，在车辆减速和制动阶段会提高发电机电压，为蓄电池充电，这有助于车辆进行减速；在加速阶段，发电机的负荷就降低，这就降低了燃油消耗。

1.起/停功能新增件

（1）为满足起/停功能需求新增加和改进的部件

·冷却液辅助泵——在低温环境中，防止车内温度在停止期间变冷。

·稳压器——在起动过程中防止相关控制单元的电压波动过大。

·起动/停止按键——关闭或打开起/停功能。

·制动助力传感器——监测真空助力压力，确保助力可靠。

·外部湿度传感器——增强预知车窗起雾的能力。

·内部湿度传感器——识别车窗起雾。

·空档传感器——识别当前档位。

（2）相关信号

·空调信息——准确了解车内需求温度与实际温度。

·车速信号——用于识别车辆已开始行驶，同时提供转向和制动辅助。

·除雾按钮——防止车窗起雾。

·座椅加热按钮——识别座椅加热请求。

·转角传感器——防止发动机在驻车或其他情况下意外熄火。

·倾斜角——防止车辆意外倾覆。

·拖车识别——防止在拖车过程中意外熄火。

2.起/停控制策略

（1）发动机自动关闭条件（图1-57）

·发动机温度达到相应的最低值。

·车辆先向后行驶几米，然后向前行驶，在车速高于3km/h后完全停止（脱困模式）。

·对于配备自动变速器的车辆，车速必须高于10km/h。

·蓄电池必须充足电，这样发动机才能重新起动。

·除霜功能（风窗玻璃除霜）已关闭。

·驾驶人必须系好安全带。

·不得挂档。

·不得踩下离合器。

·驾驶人车门和发动机舱盖必须处于关闭状态。

·发动机转速必须低于1200r/min。

·发动机柴油颗粒过滤器（DPF）不得处于再生过程激活状态。

·所设空调温度和车内温度之差不得超过12℃。

·上坡坡度/下坡坡度必须小于10°。

·在车辆即将停住前，转向盘转向角度不得超过270°（3/4圈）。

·对于配备自动变速器的车辆，还必须踩住制动踏板，直至起动停止系统激活。

（2）发动机无法自动关闭原因

·车辆与一辆挂车电气相连。

·通过中控台上的按键手动关闭了该系统。

·踩下了离合器踏板。

·挂入了档位。

·未用力踩下并踩住制动踏板。

·驻车辅助系统已开启。

·尚未达到空调预设的车内温度。

·蓄电池电量过低。

·对风窗玻璃进行除霜。

·转向盘转向角度超过270°。

·车辆严重倾斜。

·如果在更换蓄电池后未执行相应的引导型功能来匹配蓄电池，或在完成匹配后系统处于充电曲线计算过程中，该系统会保持关闭。该计算过程会持续大约10个起动循环，具体视车型和装备而定。

（3）在停止过程中自动重新起动

·发动机关闭后车辆继续移动，且车速高于3km/h。

·配备自动变速器的车辆挂入“R”位。

·发动机冷却液温度骤降或骤升。

·制动助力器的真空压力降低并导致制动助力降低。

·车内温度与空调操作单元上设定的数值存在偏差。

·蓄电池电量低于特定水平。

·开启了多个用电器。

·对风窗玻璃进行除霜。

（4）正常起/停功能停止后再次起动的前提条件

·必须踩下离合器踏板。

·对于配备自动变速器的车辆，必须松开制动踏板（不激活起步辅助系统）。

·操作了起动停止按键（亮起）。

3.起/停功能故障诊断分析

起/停功能是发动机控制单元的一个控制功能，它能正常工作的前提是发动机控制单元完全正常工作。如发动机控制单元存储了任何故障都会导致起停功能失效，所以解决起/停功能失效的前提是保证发动机正常工作。

当发动机没有任何故障记忆时，仪表提示起/停功能不可用。在这种情况下一定要读取起/停功能的历史数据块和当前数据块，查找影响起停功能的原因是什么，然后才能进行相关的排除。 t5MgtxfthSXtM7OQ3V8lTkJmoh4hGaH2MVI3uhbs8HapLEla3jlHnJnBe3YiHQgA