大众汽车近年来不断推出致力于冷却系统的精准控制新技术，如电控节温器技术、电控无级冷却风扇技术、双节温器技术、双循环冷却技术以及涡轮增压水冷技术等。在第三代EA888发动机上，大众推出了创新型发动机热能管理系统，其冷却回路的主要特点是：在原来传统节温器控制大、小循环的基础上全新开发出运用电控旋转阀组件的创新型热量管理系统。创新型热量管理系统是针对发动机和变速器的一项智能冷起动和暖机程序，它可实现全可变发动机温度调节，对冷却液液流进行目标控制。在此，本文将对创新型热量管理系统的结构和原理进行详细介绍。
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创新型热管理系统的结构
发动机温度调节执行器构件如图1所示，旋转阀组件包含：冷却液泵、2个旋转阀、恒温器、用于控制冷却液液流的发动机温度调节执行器N493、带转向角度传感器的齿轮以及驱动冷却液泵的平衡轴齿形皮带。
图1 发动机温度调节执行器
旋转阀组件主要特点是组件内包含2个旋转阀元件，由发动机温度调节执行器N493通过电力驱动。旋转阀1通过一根轴由发动机温度调节执行器N493直接驱动。旋转阀2通过一个中间齿轮（针齿轮）在旋转阀1上齿形门的作用力下运转。这表示旋转阀1和2是通过机械方式联动的，在运转时会互相影响。另一恒温器带有扩张元件，其功能是作为一项安全装置（紧急
恒温器），发生故障时在113℃的温度下启动。
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旋转阀组件的工作原理
执行器电机如图2所示，它通过一个齿轮驱动旋转阀1，控制冷却液在机油冷却器、发动机和主冷却器之间流动。发动机越热，执行器电机驱动旋转阀1旋转的驱动力越大。旋转阀2通过一个中间齿轮由旋转阀1上的齿形门驱动。控制板上的转向角传感器（霍尔传感器）将旋转阀位置发送至发动机控制单元。发动机停机且接续运行模式结束后，旋转阀自动设置为40°角。如果系统中有故障，发动机可通过紧急恒温器在此角度范围内运行。如果没有故障，且发动机起动，旋转阀角度被设置为160°。执行器是通过图谱由发动机控制单元驱动的。通过驱动相应的旋转阀，可实现不同的开关位置，从而让暖机较快，并将发动机温度保持在86～107℃。
图2 发动机旋转阀组件分解图汽车冷却系统
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创新型热管理系统调节过程
发动机控制单元根据热能管理系统控制逻辑图（图3）控制着正反转电机运动，进而无级调节2个旋转滑阀的开度，实现冷却液温度智能控制。具体逻辑图有3个基本控制范围：暖机范围、温度控制范围和持续运行模式范围。当旋转阀1上的齿形门处于145°角位置时，它会接合旋转阀2。冷却液流向气缸体，随着旋转阀2的旋转，液流增加。当旋转阀1处于85°时，旋转阀2在达到其最大旋转角度时断开联接，冷却液液流流向气缸体的通道完全打开。暖机范围又分为3个调节阶段：少量液流、暖机和调节（160°）。
图3 热能管理系统控制逻辑图
冷却液循环的控制如图4所示，从暖机范围到温度控制范围再到接续运行模式，2个旋转阀的位置在各个阶段是不同的，且每个阶段都是无缝连接。其目的是尽可能使用气缸内燃油燃烧产生的热量来给发动机加热。如果车辆乘员需要在“静态冷却液”阶段进行加热，则会向车内提供热量。
图4 热能管理系统控制冷却液循环图
篇幅有限，我们将在下期中详细列举这套创新性热管理系统的各种工作模式，敬请期待。
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