大眾第3代EA888發動機水泵和寶馬發動機電子水泵知多少

對于傳統機械式發動機水泵，無論是其結構還是工作原理，相信大家都已經很熟悉了，而對于大眾第3代EA888發動機水泵及寶馬發動機電子水泵，大家應該比較耳熟，但對它們的結構及工作原理可能還不夠了解，那么本期蓋茨就與大家一起來深入了解這兩款特別的發動機水泵。

傳統機械式發動機水泵的結構

1 大眾第3代EA888發動機水泵

帶溫度調節執行元件（N493）的水泵是大眾第3代EA888發動機創新型熱量管理系統（ITM）的兩大核心部件之一（另外一個核心部件是集成有排氣支管的氣缸蓋）。該水泵主要由機械水泵、N493及相關管路等部分組成，其中N493由2個旋轉閥、直流電動機、轉向角度傳感器及安全節溫器（膨脹式）等部件組成。

機械水泵由平衡軸通過傳動帶驅動，只要發動機工作，機械水泵就開始運轉。直流電動機直接驅動旋轉閥1，旋轉閥1負責控制冷卻液在機油冷卻器、氣缸蓋和主散熱器之間流動，旋轉閥1的旋轉角度由轉向角度傳感器監測。旋轉閥2通過滾銷齒聯動機構與旋轉閥1連接，在特定角度位置會與旋轉閥1聯動和脫開。旋轉閥2負責控制打開流入氣缸體的冷卻液管道。

大眾第3代EA888發動機水泵的剖視圖

N493的爆炸圖

當旋轉閥1處于145°位置時，旋轉閥1與旋轉閥2開始聯動，慢慢打開流入氣缸體的冷卻液管道，冷卻液開始流向氣缸體。隨著旋轉閥2的旋轉，冷卻液流量增加，當旋轉閥1處于85°時，旋轉閥2達到最大旋轉角度，此時旋轉閥2與旋轉閥1脫開，流向氣缸體的冷卻液管道完全打開。

發動機控制單元根據其內部存儲的各種特性曲線來控制直流電動機運轉，使旋轉閥1旋轉到相應的角度，以打開和關閉各個冷卻液管道，從而快速暖機，并將發動機冷卻液溫度保持在86 ℃～107 ℃。N493分為暖機、主散熱器溫度調節、關閉發動機后的接續運行及緊急散熱等4種工作模式，其中暖機模式又分為靜態預熱、小流量散熱和接通機油冷卻器預熱等3個階段。具體工作過程如下。

不同工作模式下旋轉閥1的旋轉角度范圍

（1）靜態預熱。為了快速預熱發動機，旋轉閥1轉到160°的位置，關閉機油冷卻器和主散熱器回流管道；旋轉閥2關閉流向氣缸體的冷卻液管道；空調冷卻液截止閥（N422）暫時關閉；冷卻液續動泵（V51）不通電。這時冷卻液不在氣缸體內循環，不流動的冷卻液根據發動機負荷和轉速情況，被加熱至最高90 ℃。

（2）小流量散熱。在氣缸體內的冷卻液不流動時，為防止氣缸蓋（集成有排氣支管）和渦輪增壓器過熱，旋轉閥1轉到約145°的位置上，從該位置起，滾銷齒聯動機構開始帶動旋轉閥2動作，旋轉閥2開始打開。這時，少量冷卻液就會流入氣缸體，流經氣缸蓋和渦輪增壓器，然后再流回水泵。

（3）接通機油冷卻器預熱。從旋轉閥1到達120°的位置起，機油冷卻器回流管道開始打開。與此同時，旋轉閥2也一直在繼續打開，流入氣缸體的冷卻液流量越來越大。通過這種有針對性地接通機油冷卻器，可以額外加熱發動機油。

主散熱器溫度調節模式下的冷卻液流向

（4）主散熱器溫度調節。創新型熱量管理系統以無縫方式從暖機模式過渡到主散熱器溫度調節模式。旋轉閥1和旋轉閥2的調節是動態的，而且根據發動機轉速和負荷而定。在發動機轉速和負荷很小時，會把冷卻液溫度調至107 ℃，以使得發動機摩擦最小；隨著發動機轉速和負荷升高，會將冷卻液溫度調低，最低調至85 ℃。在此過程中，根據冷卻需要，旋轉閥1在0°～85°的位置旋轉，當旋轉閥1在0°位置時，主散熱器回流管道完全打開。

（5）關閉發動機后的續動運行。為了避免氣缸蓋和渦輪增壓器處的冷卻液在發動機熄火后沸騰，也為了避免對發動機不必要的冷卻，發動機控制單元會按照特性曲線啟用續動功能。該功能在發動機關閉后，最多可工作15 min。為此，旋轉閥1處于“續動位置”（160°～255°的位置），當旋轉閥1處于255°的位置時，主散熱器回流管道完全打開，旋轉閥2關閉流入氣缸體的冷卻液管道。另外，冷卻液續動泵（V51）和空調冷卻液截止閥（N422）也都被激活，冷卻液這時分成2路：一路是經氣缸蓋流向冷卻液續動泵（V51），另一路經渦輪增壓器流向旋轉閥1，隨后再經主散熱器流回冷卻液續動泵（V51）。在續動運行模式時，氣缸體的冷卻液不流動，這樣可以明顯降低續動持續時間，且不會產生大量的熱能損失。

（6）緊急散熱。如果N493發生故障，當水泵內的冷卻液溫度達到113 ℃時，安全節溫器打開通往主散熱器的旁通閥，以保證車輛仍可以應急行駛。

N493導線連接器端子1為轉向角度傳感器搭鐵端子，端子2為轉向角度傳感器信號端子，端子3為轉向角度傳感器5 V參考電源端子，端子4為直流電動機負極，端子5為直流電動機正極。

N493控制電路

蓋茨小貼士

（1）與傳統機械式發動機水泵一樣，大眾第3代EA888發動機水泵的驅動力仍來自曲軸的轉矩，若發動機不運轉，則機械水泵停止工作。

（2）大眾第3代EA888發動機水泵常見失效形式有漏水、旋轉閥卡滯、直流電動機損壞及轉向角度傳感器信號錯誤等，發動機控制單元中一般會存儲相關的故障代碼，如故障代碼“P00B700發動機冷卻裝置-不足夠”等。維修時需要更換水泵總成，且需要用故障檢測儀匹配N493，并要排盡冷卻系統中的空氣。

（3）蓋茨為汽車后市場提供原廠品質的大眾第3代EA888發動機水泵產品，產品型號為GWP4045A。

蓋茨GWP4045A水泵

2 寶馬發動機電子水泵

寶馬N52、N54、N20等發動機均采用電子水泵，取消了機械水泵，水泵由電力驅動，水泵轉速不再直接受發動機轉速影響。

以寶馬N52發動機為例，電子水泵主要由離心葉輪、三相無刷直流電動機及電子模塊等部分組成。發動機控制單元根據發動機負荷、溫度傳感器數據及溫度運行模式等確定所需冷卻功率，然后通過串行數據接口（BSD）將相關信息發送至電子水泵中的電子模塊，從而調節三相無刷直流電動機的轉速。N52發動機共有4種溫度運行模式：經濟模式時，發動機冷卻液溫度設置為112 ℃；正常模式時，發動機冷卻液溫度設置為105 ℃；高功率模式時，發動機冷卻液溫度設置為95 ℃；高功率+特性曲線式節溫器（KFT）模式時，發動機冷卻液溫度設置為80 ℃。升高發動機冷卻液溫度有助于降低負荷較低情況下的燃油消耗，降低發動機冷卻液溫度可以提高發動機的容積效率，從而提高發動機轉矩。

寶馬N52發動機電子水泵的結構

寶馬發動機電子水泵導線連接器端子1為15號供電端子，為電子模塊供電；端子2為BSD通信端子；端子3為30號供電端子，為三相無刷直流電動機供電；端子4為搭鐵端子。

寶馬發動機電子水泵控制電路

蓋茨小貼士

（1）在介紹大眾第3代EA888發動機水泵時提到的冷卻液續動泵（V51）屬于電動輔助水泵，其作用是輔助氣缸蓋和渦輪增壓器散熱用的，在部分車上還有為暖風系統和蓄電池冷卻液系統散熱用的電動輔助水泵，但這類發動機的核心冷卻液循環動力源仍是機械水泵，而寶馬發動機電子水泵是發動機的核心冷卻液循環動力源，其結構和控制邏輯遠比電動輔助水泵復雜。

（2）寶馬發動機電子水泵常見故障現象有長運轉、不運轉、轉速不夠等，且發動機控制單元中會存儲相關的故障代碼，如故障代碼“20A701發動機冷卻系統：冷卻液泵轉速超出公差范圍”等，故障原因大多是電子水泵內部的電子模塊損壞。維修時需要更換電子水泵，并按特定步驟排盡冷卻系統中的空氣：從補液罐處加注冷卻液，加注至補液罐下邊緣；接通點火開關，將空調溫度設置為最高，將鼓風機設置為最低擋；將加速踏板踩到底并保持至少10 s，切勿起動發動機，此時電子水泵開始運轉，冷卻系統中的空氣從補液罐處排出。

（3）蓋茨為汽車后市場提供原廠品質的寶馬發動機電子水泵產品，型號為41526E的產品適用于寶馬N52發動機，型號為41504E的產品適用于寶馬N54和N55發動機。

蓋茨41526E電子水泵

蓋茨41504E電子水泵