汽車變速器散熱電控系統應用技術研究

【摘 要】文章從技術應用背景、控制方式、散熱系統的作用及具體應用三方面對汽車變速器散熱電控技術進行說明。

【關鍵詞】汽車變速器散熱;電控技術;控制;應用

中圖分類號：U463.212 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（ 2024 ）09-0032-03

Research on Application Technology of Automotive Transmission Heat Dissipation Electronic Control System

GENG Xing

（Tai′an Aerospace Special Vehicle Co.，Ltd.，Tai′an 271000，China）

【Abstract】This paper explains the electronic control technology of automobile transmission heat dissipation from three aspects： technical application background，control mode，function of heat dissipation system and specific application.

【Key words】automobile transmission heat dissipation;electronic control technology;controls;apply

近年隨著國內市場對重型汽車需求的發展，重型汽車的發動機功率在不斷提升，與之相配合的變速器輸入轉矩也在變得越來越大，但經常因為油溫過高而導致變速器工作失效。目前在一些特殊工況下的大功率變速器上已廣泛采用了散熱器，散熱器的電控技術顯得尤為重要。

1 技術應用背景

汽車的變速器是非常重要的部件，它負責將發動機的動力傳遞到車輪上，從而讓車輛運動。變速器通過齒輪及離合器的工作產生巨大的動能，同時也會產生大量的熱量。如果這些熱量不能及時散發，將會導致變速器溫度升高，從而引起變速器油的急劇氧化和流動性下降，系統出現故障，進而影響整個車輛的正常運行。

變速器散熱器通常由一系列金屬片組成，金屬片之間相互排列，并且有大量的片間隙。這種設計可以增加表面積，提高熱量的散發效率。

散熱器的原理是利用冷空氣降低散熱器內來自發動機的冷卻液溫度。冷卻液在散熱器芯內流動，空氣在散熱器芯外通過。熱的冷卻液由于向空氣散熱而變冷，冷空氣則因為吸收冷卻液散發的熱量而升溫，所以散熱器是一個熱交換器。

當發動機開始運轉時，水泵也會跟著旋轉，從而提高冷卻液的壓力，促使冷卻液進行強制循環，循環流動的冷卻液會帶走發動機的缸體、缸套及缸蓋等零件的熱量，將變速器內的熱量傳遞到散熱器表面的金屬片，熱量會通過金屬片的導熱性質傳導到表面。然后熱量會通過金屬片和空氣之間的傳熱而散發。其次，變速器散熱器通常會與汽車的底盤相連接，以便更好地利用車輛運動時產生的氣流。當汽車行駛時，車輛的運動會產生一定的風阻，進而形成氣流。這些氣流會通過變速器散熱器的表面，進一步散發熱量并帶走熱量。

此外，為了提高散熱效果，一些變速器散熱器還設計有風扇。這些風扇通過電機驅動，在變速器溫度過高時運行。風扇會產生強制對流，加速氣流通過散熱器，并將熱量帶走。特別是在低速行駛或高溫環境下，風扇的作用尤為重要。

變速器散熱器通過增加表面積，利用汽車運動產生的氣流和強制對流來散發熱量。它是汽車變速器系統中保持正常工作溫度的重要組成部分，確保變速器不過熱，延長變速器的使用壽命。在實際使用過程中，正確使用變速器，并定期檢查和維護散熱器，能夠更好地保護變速器，提高汽車的性能和耐久性。

2 控制方式

變速器散熱系統的電控部分主要由開關、繼電器、傳感器、控制器及散熱風扇等組成，主要包括手動和自動兩種控制方式。手動控制方式需人為判斷散熱需求并操作翹板開關控制;自動控制方式包含繼電器控制和控制器控制兩種控制模式。這兩種控制模式都需要傳感器來采集和傳輸信號，區別在于由誰對散熱風扇進行控制。以下幾種控制方式各有特點，僅作為示例供專業人士進行參考與交流。

2.1 翹板開關控制

通過翹板開關控制散熱，翹板開關可以在機械運動時將電路打開或關閉。通過散熱開關直接控制散熱風扇的開閉。整車上電后，接通散熱開關，繼電器線圈吸合，輸出信號給散熱風扇，控制散熱風扇運轉，如圖1所示。該系統包括熔斷絲、線纜、繼電器、散熱開關、散熱風扇等。該控制方式的優點是操作靈活，駕駛員能夠根據儀表的冷卻液溫度值來決定是否打開翹板開關進行散熱。缺點是需要駕駛員經常關注冷卻液溫度情況，同時需牢記在散熱功能使用完成后需關閉散熱開關。若停車熄火后不及時關閉散熱開關，散熱器將會一直工作，消耗蓄電池電量進行設備的無效工作，增加設備的折損率。鑒于此，在選用此控制方式時可在儀表盤顯眼位置處增加使用操作警示說明牌，提醒駕駛員關閉散熱開關，同時也可以對駕駛員進行專門培訓。

2.2 熱敏開關控制

熱敏開關通過感受環境溫度的變化，能夠自動控制電器設備的開啟和關閉。熱敏開關輸入信號給繼電器，通過繼電器間接參與對散熱風扇的控制。整車上電以后，熱敏開關會采集冷卻液溫度信號，當達到溫度條件后熱敏開關閉合，輸出高電平信號給繼電器，繼電器線圈吸合輸出信號控制散熱風扇工作，否則散熱風扇不工作。如圖2所示，該系統包括熔斷絲、線纜、熱敏開關、繼電器、散熱風扇等。該控制方式為自動控制方式，優于翹板開關控制方式。優點為可通過傳感器所采集的溫度條件自動控制散熱風扇的開閉，省去人為操作的步驟，方便駕駛員操作。缺點是該操作方式對熱敏開關的性能與可靠性具有較高要求，若熱敏開關損壞，則會導致設備不工作或者一直工作，存在一定的不穩定性，在實際應用中具有一定的局限性。

2.3 控制器控制

控制器控制模式為自動控制模式中的一種，根據控制器的控制方式又分為兩類，分別是變速器控制器控制和散熱控制器控制。

2.3.1 變速器控制器控制

整車上電以后，變速器控制器通電。溫度傳感器安裝在變速器本體的油路上，當傳感器檢測到變速器機油溫度信號后會將其輸入給變速器控制器，控制器會根據溫度條件來判斷是否控制散熱風扇開啟。如圖3所示，該系統包括熔斷絲、線纜、繼電器、變速器控制器、溫度傳感器、散熱風扇等。該控制方式的優點是通過傳感器與變速器控制器的配合來實現自動控制，方便駕駛。缺點是該系統的溫度采集與控制功能并非所有變速器控制器標配，需向廠家單獨定制。同時該控制系統對溫度傳感器及控制器的品質與可靠性具有較高要求。由此可見，此功能在實際應用中具有一定的局限性。

2.3.2 散熱控制器控制

整車上電以后散熱控制器通電，當傳感器檢測到冷卻液溫度信號后會將其反饋到散熱控制器，控制器會通過當時的溫度條件來判斷是否開啟散熱風扇。如圖4所示，該系統包括熔斷絲、線纜、散熱控制器、溫度傳感器、散熱風扇等。該控制方式可由控制器實現自動控制，自動化程度高，方便駕駛。同時該控制系統對溫度傳感器及控制器的品質與可靠性具有較高要求，在實際應用中可選用性能穩定、品質好的電器產品，避免因傳感器或控制器損壞而導致的散熱系統故障。在目前智能化、自動化的大趨勢下，該控制方式在實際應用中可以大面積推廣。

3 散熱系統的作用及具體應用

汽車散熱器是汽車冷卻系統中不可缺少的重要部件，是汽車內部的傳熱導熱部件，目的是保護變速器避免因過熱而產生損壞。汽車散熱器兼做儲水及散熱作用。汽車散熱器大多安裝在發動機及風扇的前方，其功用是增大散熱面積，加速冷卻液的冷卻。為使散熱器傳出的熱量能被盡快帶走，在散熱器后面裝有風扇，與散熱器配合工作。

汽車散熱器正朝著輕型、高效、經濟的方向發展，汽車散熱器的結構也在不斷適應新發展而改變。散熱器使變速器在高溫工作環境下能夠得到適度的冷卻，滿足變速器良好的工作性能和耐久性的要求，用于保證發動機不至高溫而故障。目前變速器散熱器廣泛應用在乘用車、大型商用車及工程機械類設備上，在這些設備的日常使用運行中起著重要的作用。

4 結束語

通過應用電子控制技術能夠促進變速器散熱功能朝著智能化和自動化方向發展，方便駕駛，提升變速器散熱效率，保證變速器的正常工作，同時便于監測維修。通過靈活使用電子控制技術，能夠不斷優化汽車功能，促進汽車技術和汽車行業的進一步發展。

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（編輯 楊凱麟）