CN102102575A

CN102102575A - 一种发动机冷却系统

Info

Publication number: CN102102575A
Application number: CN2011100787460A
Authority: CN
Inventors: 赵晓嵩; 乔海周; 张有; 雷保军
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2011-06-22

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，公开了一种发动机冷却系统，其包括主冷却风扇、与发动机水腔连通的主散热器，还包括控制器、温度传感器、副冷却风扇、与发动机水腔连通的副散热器，所述副冷却风扇设于所述副散热器侧面，所述副散热器与所述发动机水腔连通的管路上设有开关阀；所述温度传感器用于检测所述发动机水腔的出水温度，并向所述控制器发出水信号，所述控制器接收所述水温信号，并判断所述出水温度是否大于预设值，若大于预设值，所述控制器控制所述开关阀打开，并控制所述副冷却风扇处于工作状态。该发动机冷却系统的散热量与发动机所需散热量相匹配。

Description

一种发动机冷却系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种散热量与发动机所需散热量相匹配的发动机冷却系统。

背景技术

发动机尤其是柴油机在运转时，由于燃烧和摩擦产生的热量会使活塞、缸套缸盖、气门、喷油器等零件的温度急剧升高，从而导致这些零件的材料机械性能下降，产生严重的热应力、变形和裂纹，还会破坏润滑油膜及各零件的正常配合间隙，引起零件强烈磨损，甚至咬住，以至发生断裂事故；发动机过热还会引起充气变坏，燃烧不正常，性能降低。因此发动机冷却系统的设置对发动机的性能及安全使用具有至关重要的影响。

现有技术中，发动机冷却系统通常包括主散热器和主冷却风扇，主散热器与发动机水腔形成连通的可循环通路，主冷却风扇设于主散热器的侧面；由发动机水腔、主散热器构成的循环通路中的冷却水在水泵的作用下进行循环，主冷却风扇的驱动力来源于发动机，冷却水流经主散热器时，主冷却风扇可对其进行散热冷却，从而降低冷却水的温度，进而实现对发动机的冷却。

由于不同季节不同地区的温度差异以及商用车相对较恶劣的工作环境，在设计发动机冷却系统时，所匹配的水泵、主冷却风扇及散热器的型号、尺寸均相对较大，以便于满足车辆在各种工况下冷却系统的需求，而一年之中真正炎热的天气所占的比例非常小，商用车在较恶劣的环境下工作的比例也较小，而且主冷却风扇的驱动力来源于发动机，从而就造成发动机冷却系统所散掉的热量与发动机所需散热量不匹配，使得车辆在大部分时间内发动机的动力浪费较大，发动机的经济性损失也较大；另外，试验表明，在其他条件不变的情况下，随着发动机出水温度的升高，发动机的油耗将较低，如对发动机的冷却过度，使发动机的出水温度较低，将增加发动机的油耗。

因此，如何研发出一种散热量与发动机所需散热量相匹配的发动机冷却系统，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机冷却系统，该发动机冷却系统的散热量与发动机所需散热量相匹配。

为了实现上述目的，本发明提供了一种发动机冷却系统，包括主冷却风扇、与发动机水腔连通的主散热器，还包括控制器、温度传感器、副冷却风扇、与发动机水腔连通的副散热器，所述副冷却风扇设于所述副散热器侧面，所述副散热器与所述发动机水腔连通的管路上设有开关阀；

所述温度传感器用于检测所述发动机水腔的出水温度，并向所述控制器发出水温信号，所述控制器接收所述水温信号，并判断所述出水温度是否大于预设值，若大于预设值，所述控制器控制所述开关阀打开，并控制所述副冷却风扇处于工作状态。

优选的，所述开关阀为电磁阀。

优选的，所述副冷却风扇为电子风扇。

优选的，所述副散热器的出水口、所述主散热器的出水口通过第一三通阀与所述发动机水腔的进水口连通。

优选的，所述副散热器的进水口、所述主散热器的进水口通过第二三通阀与所述发动机水腔的出水口连通。

优选的，还包括：

环境温度传感器，用于检测发动机外围环境的温度，并向所述控制器发出环境温度信号；

温度压力传感器，用于检测发动机进气温度及进气压力，并向所述控制器发出进气温度信号和进气压力信号；

转速传感器，用于检测发动机转速，并向所述控制器发出发动机转速信号；

车速传感器，用于检测车辆行驶速度，并向所述控制器发出行驶速度信号；

所述控制器根据所接收的环境温度信号、进气温度信号、进气压力信号、转速信号、行驶速度信号及水温信号，计算得到发动机所需要散掉的热量，根据该热量，控制所述主冷却风扇在预设转速下工作。

优选的，所述主冷却风扇由电磁风扇离合器驱动，所述控制器根据计算所得到的热量，控制所述电磁风扇离合器处于预设档位工作。

本发明提供的发动机冷却系统，包括主冷却风扇、主散热器、控制器、温度传感器，副冷却风扇、副散热器；主散热器与发动机水腔形成闭合的可循环通路，主冷却风扇设于主散热器的侧面对其进行散热冷却；副散热器与发动机水腔形成闭合的可循环通路，副散热器与发动机水腔连通的管路上设有开关阀；温度传感器用于检测发动机水腔的出水温度，并向控制器发出水温信号，控制器接收所述水温信号，并判断出水温度是否大于预设值，若大于预设值，控制器控制开关阀打开，并控制副冷却风扇处于工作状态对副散热器进行散热冷却。

这种结构的发动机散热系统，在现有的发动机散热系统的基础上增加一套由副散热器、副冷却风扇、开关阀与发动机水腔构成的辅助冷却系统，发动机水腔的出水温度不大于预设值时，可通过关闭开关阀关闭辅助冷却系统，仅由主散热器、主冷却风扇对发动机进行散热冷却，若发动机水腔的出水温度大于预设值时，主散热器、主冷却风扇的散热量不能与发动机所需的散热器相匹配，可通过打开开关阀，同时由副散热器、副冷却风扇对发动机进行冷却，进而使得发动机冷却系统的散热量与发动机所需的散热量相匹配。

这种结构的发动机散热系统，可将由主散热器、主冷却风扇的型号、尺寸等减小，使主散热器、主冷却风扇的散热量仅与发动机在正常工况下所需的散热量相匹配，当发动机处于天气炎热、较恶劣工作环境等所需散热量较大工况下时，可由副散热器、副冷却风扇同时对发动机进行散热冷却，使得发动机冷却系统的散热量与发动机所需散热量相匹配，可减小发动机的动力浪费、减小发动机的经济性损失，同时还可防止对发动机过度冷却，使得发动机的出水温度始终保持较高，减小发动机的油耗。

附图说明

图1为本发明所提供的发动机冷却系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中发动机冷却系统的控制原理示意框图。

其中，图1-图2中：

发动机水腔1、主散热器2、主冷却风扇3、副散热器4、副冷却风扇5、控制器6、温度传感器71、环境温度传感器72、温度压力传感器73、转速传感器74、车速传感器75、第一三通阀81、第二三通阀82、电磁阀9、发动机控制器10。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种发动机冷却系统，该发动机冷却系统的散热量与发动机所需散热量相匹配。

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参看图1、图2，图1为本发明所提供的发动机冷却系统的一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1中发动机冷却系统的控制原理示意框图。

如图1-图2所示，本发明提供的发动机冷却系统包括主冷却风扇3、主散热器2、控制器6、温度传感器71、副冷却风扇5、副散热器4及开关阀。

主散热器2的进水口与发动机水腔1的出水口连通，主散热器2的出水口与发动机水腔1的进水口连通，主散热器2与发动机水腔1形成闭合的可循环通路，主冷却风扇3设置于主散热器2的侧面，由主冷却风扇3对主散热器2进行散热冷却。

副散热器4的进水口与发动机水腔1的出水口连通，副散热器4的出水口与发动机水腔1的进水口连通，副散热器4与发动机水腔1形成闭合的可循环通路，副散热器4与发动机水腔1连通的管路上设有开关阀；温度传感器71用于检测发动机水腔1的出水温度，并向控制器6发出水温信号，具体的方案中，温度传感器71可以设于发动机水腔1的出水口处；控制器6接收温度传感器71发送的水温信号，并判断出水温度是否大于预设值，预设值可以设定为发动机正常工况下工作时允许的最高水温，若出水温度大于预设值，控制器6控制开关阀打开，副散热器4与发动机水腔1构成的闭合通路导通，冷却水在副散热器4与发动机水腔1之间循环，控制器6并控制副冷却风扇5处于工作状态对副散热器4进行散热冷却。

这种结构的发动机散热系统，在现有的发动机散热系统的基础上增加一套由副散热器4、副冷却风扇5、开关阀与发动机水腔1构成的辅助冷却系统，发动机水腔1的出水温度不大于预设值时，可通过关闭开关阀来关闭辅助冷却系统，仅由主散热器2、主冷却风扇3对发动机进行散热冷却，若发动机水腔1的出水温度大于预设值时，主散热器2、主冷却风扇3的散热量不能与发动机所需的散热器相匹配，可通过打开开关阀，同时由副散热器4、副冷却风扇5对发动机进行冷却，进而使得发动机冷却系统的散热量与发动机所需的散热量相匹配。

这种结构的发动机散热系统，可将由主散热器2、主冷却风扇3的型号、尺寸等减小，使主散热器2、主冷却风扇3的散热量仅与发动机在正常工况下所需的散热量相匹配，当发动机处于天气炎热、较恶劣工作环境等所需散热量较大工况下时，可由副散热器4、副冷却风扇5同时对发动机进行散热冷却，使得发动机冷却系统的散热量与发动机所需散热量相匹配，可减小发动机的动力浪费、减小发动机的经济性损失，同时还可防止对发动机过度冷却，使得发动机的出水温度始终保持较高，减小发动机的油耗。

具体的方案中，开关阀可以为电磁阀9，控制器6可通过发送电控制信号的方式控制电磁阀9的打开和闭合。

具体的方案中，副冷却风扇5可以采用电子风扇，控制器6可通过发生电控制信号的方式控制电子风扇是否转动，及以预设的转速转动。

优选方案中，副散热器4的出水口、主散热器2的出水口可通过第一三通阀81与发动机水腔1的进水口连通，这种方案可避免在发动机水腔1的进水口处设置专门用于连通副散热器4的开口，可便于副散热器4及相应管路的设置。

优选方案中，副散热器4的进水口、主散热器2的进水口可通过第二三通阀82与发动机水腔1的出水口连通，这种方案可避免在发动机水腔1的出水口处设置专门用于连通副散热器4的开口，可便于副散热器4及相应管路的设置。

优选方案中，所述控制器6还可根据所述出水温度的大小，控制副冷却风扇5的转速，使得副冷却风扇5的转速与出水温度相匹配。

更优的方案中，本发明提供的发动机冷却系统还可以包括环境温度传感器72、温度压力传感器73、转速传感器74、车速传感器75。

环境温度传感器72，用于检测发动机外围环境的温度，并向所述控制器6发出环境温度信号；温度压力传感器73，用于检测发动机进气温度及进气压力，并向控制器6发出进气温度信号及进气压力信号；转速传感器74，用于检测发动机转速，并向控制器6发出发动机转速信号；车速传感器75，用于检测车辆行驶速度，并向控制器6发出行驶速度信号；控制器6根据所接收的环境温度信号、进气温度信号、进气压力信号、转速信号、行驶速度信号及从发动机控制器10获取的发动机动力需求信息，计算得到发动机所需要散掉的热量，根据计算得到的热量，控制器6控制主冷却风扇3在预设转速下工作，使主冷却风扇3的预设转速与所述热量相匹配。

这种方案可对发动机进行散热冷却，使得发动机冷却系统的散热量与发动机所需散热量相匹配，可减小发动机的动力浪费、减小发动机的经济性损失，同时还可防止对发动机过度冷却，使得发动机的出水温度始终保持较高，减小发动机的油耗。

具体的方案中，主冷却风扇3可由电磁风扇离合器驱动，控制器6根据所计算得到的热量，控制电池风扇离合器处于预设档位工作，使得电磁风扇离合器的工作档位与发动机需要散掉的热量相匹配。

以上所述仅是发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种发动机冷却系统，包括主冷却风扇、与发动机水腔连通的主散热器，其特征在于，还包括控制器、温度传感器、副冷却风扇、与发动机水腔连通的副散热器，所述副冷却风扇设于所述副散热器侧面，所述副散热器与所述发动机水腔连通的管路上设有开关阀；

2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述开关阀为电磁阀。

3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述副冷却风扇为电子风扇。

4.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述副散热器的出水口、所述主散热器的出水口通过第一三通阀与所述发动机水腔的进水口连通。

5.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述副散热器的进水口、所述主散热器的进水口通过第二三通阀与所述发动机水腔的出水口连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述主冷却风扇由电磁风扇离合器驱动，所述控制器根据计算所得到的热量，控制所述电磁风扇离合器处于预设档位工作。