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发动机冷却系统 李致远 李杏文 庞宇琛


发动机冷却系统原理


整个发动机冷却系统由两个体系构成: 冷却水回路和冷却空气通道。冷却水回 路包括发动机、水管、节温器、散热器 和冷却水泵等。冷却空气依次通过中冷 器、散热器、风扇和发动机,并带走发 动机所产生的热量。


我们小组主要是通过检测发动机温度,然后根 据温度来控制冷却水回路中的节温器开度以及冷却 空气通道中的风扇,控制冷却液的温度,使得发动 机始终处于最佳的温度下工作。


分工 • 李致远:主要负责 simulink 模块和查找文 献 • 李杏文:主要负责控制模块和查找文献 • 庞宇琛:主要负责建模模块 三人互相讨论,基本上每个部分都有参与。 其他: PPT 制作:李杏文 PPT 讲演庞宇琛 总结报告:李杏文


选用的是某一 C200 型号的柴油发动机,该柴油发动机的 节温器开启水温是 83 摄氏度,节温器最大开度时候的水 温为 93 摄氏度,节温器开度与水温之间的关系是:当 T<83℃ ,节温器开度 A=0; 当 83℃<T<93℃ ,开度 A=0.7*[(T-83)/(93-83)]; 当 T>93℃ 时,开度 A=0.7 。风扇的 特性是:冷却水温在 80 摄氏度一下,风扇不工作,水温 在 80 摄氏度到 87 摄氏度之间,风扇的工作档位是 4m/s ,当温度高于 87 摄氏度时,风扇工作档位为 6m/s 。


首先是 温度输入 为正弦函数 节温器开度与 温度之间的关系。 我们可以看到基本上 节温器的开度与冷却水 的温度是成正比关系的,冷 却水的温度越高,节温器的开 度就越大。


温度的正弦输入


节温器开度


单个模块验证之后,各组子系统组成整个冷却系统,将节温器与风扇联合起来进行仿真。


control 发动机冷却系统对冷却液温 度影响的因素很多,有发动 机工况、车辆行驶状态、地 域、天气状态等,这些因素 往往都是随机的,很难用准 确的数学模型来描述。为了 达到较准确地控制冷却液温 度的目的,采用模糊控制能 较好地满足控制系统的要求 。基于模糊控制的发动机冷 却液温度控制系统如图所示 。


模糊控制器的中心工作是 依据语言规则进行模糊推 理。模糊逻辑推理的依据 是模糊控制规则库。用系 列模糊条件描述表达的模 糊控制规则就构成模糊控 11 12 1 制规则库。基于专家知识 10 2 的模糊规则: 9 3 ① 如果 E=PB ,则 U=PB 8 4 7 5 ② 如果 E=PM 和 Ec=PB 或 Ec=PS ,则 U=PM


温度偏差 E :将其离散为 13 个点,即论域为 {“ ,一 5 , o ,一 3 ,之,一 l , 0 , +1 , +2 , +3 , +4 , +5 , +6) ;偏差语言变量取 7 个,用符号表示 为 {NB , NM , NS , Z , PS , PM , PB} 。 温度偏差变化率 De :将其离散为 13 个点,即论域为 { 一 6 ,一 5 , --4 , 3 ,一 2 , -1 , 0 , +l , +2 , +3 , +4 , +5 , +6) ;偏差语言变量取 7 个 ,用符号表示为 {NB , NM , NS , Z , PS , PM,PB} 。 输出矾将其离散为 15 个点,即论域为 { 一 7 , -6 , 一 5 ,— 4 ,一 3 ,— 2 ,一 l , O , +l , +2 , +3 , +4 , +5 , +6 , +7} ,输出 语言变量取 7 个,用符号表示为 {r,ra , NM , NS , Z , PS , PM , PB} 。


详细控制表

详细控制表

详细控制表


鉴于时间的关系,我们还没有来得及整理,于是剩下的时 间,我们将进一步改善控制系统以及仿真系统的参数调节 和精确,确定我们的成果对于发动机效率的影响大小。 conclusion

我们实现了发动机冷却系统根据水温调节节温 器开度,进而调节电扇,进而反馈调节水温, 达到控制的智能化,根据确定的函数关系可以 自动地调节冷却液的温度,把发动机的工作温 度限制在最佳阶段,延长使用寿命,提高了工 作效率,减少了故障率。


部分参考文献: Ø 汽车发动机冷却系统的模糊控制,高镜惠,花松,《新技术》, 2003.7 Ø 模糊控制理沦与应用,章卫国,杨向忠.西北工业大学出版社, 1999 Ø 发动机冷却系统的建模与仿真 , 肖成永,李健,张建武 , ,《计算机仿真》 第 20 卷第 9 期 Ø Cooling system improvements – assessing the effects on emissions and fuel economy.C J Brace,G Hawley, S Akehurst, M Piddock, and I Pegg,The manuscript was received on 30 July 2007 and was accepted after revision for publication on 20 December 2007 Ø Fuzzy model-based condition monitoring and fault diagnosis of a diesel engine cooling system,J A Twiddle and N B Jones,Control and Instrumentation Group, Department of Engineering, University of Leicester, UK


Presentation The By: 李杏文 庞宇琛 其他成员:李致远 End

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