CN102758684A - 独立式全温控混合驱动风扇冷却系统 - Google Patents

独立式全温控混合驱动风扇冷却系统 Download PDF

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李建龙
朱陶锋
陈小俊
金苏生
丁志阳
刘叶
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Abstract

本发明公开了一种 独立式全温控混合驱动风扇冷却系统， 包括有中冷散热模块与水箱散热模块，其特征在于，所述中冷散热模块包括中冷器以及中冷器用风扇，所述水箱散热模块包括水箱散热器以及散热器用风扇，所述散热器用风扇通过液压系统驱动，所述液压系统包括液压马达、液压泵、管路、液压控制模块和储液罐，液压控制模块控制液压泵为液压马达提供动力；所述中冷器用风扇通过电动机驱动系统驱动。本发明既解决了水冷散热器对于大散热功率的要求，也解决了空冷中冷器对于中冷器灵活布置及控制的要求。

Description

独立式全温控混合驱动风扇冷却系统
技术领域
本发明涉及一种发动机冷却系统，尤其是一种独立式全温控混合驱动风扇冷却系统。
背景技术
发动机用冷却系统是通过散热的各介质（如高温的水、气等）流经各专用换热器（包括中冷器、散热器等）内部，再由一个风扇进行冷却。现有的发动机用冷却系统的风扇多为发动机直接驱动的机械风扇。现有的冷却系统主要存在以下问题：1.“非温控”使得水、气等温度仅与发动机转速、环境温度相关，完全忽视水冷、中冷等不同系统，随整车、发动机工况、环境温度变化、分别有不同的散热特性原理。达不到台架要求的最佳温度，无法满足发动机要求。热效率低，燃料消耗率高；2、“非按需驱动”使得风扇连续运转，造成燃料浪费；3、“非独立换热器”：（1）换热器互相影响，容易出现夏季“过热开锅”、冬季“过冷早磨”的问题；（2）任一换热器需要散热时，风扇却要克服多个换热器的风阻，须加大风扇流量，功耗及燃料消耗急剧增加；（3）前换热器冷侧出风温度比环境温度高出许多，造成后换热器的散热温差减小，必须加大风扇流量来满足散热需要，造成功耗及燃料消耗增加；（4）常用提高风扇转速的方法加大流量，功耗及燃料消耗增加且噪声高；4、整个冷却系统功耗高（以客车为例，占发动机有效功率的10%以上）。
发明内容
本发明目的是：提供一种既能满足水冷散热器对于大散热功率的要求，又能满足空冷中冷器对于中冷器灵活布置及控制要求的独立式全温控混合驱动风扇冷却系统。
本发明的技术方案是：一种独立式全温控混合驱动风扇冷却系统，包括有中冷散热模块与水箱散热模块，其特征在于，所述中冷散热模块包括中冷器以及中冷器用风扇，所述水箱散热模块包括水箱散热器以及散热器用风扇，所述散热器用风扇通过液压系统驱动，所述液压系统包括液压马达、液压泵、管路、液压控制模块和储液罐，液压控制模块控制液压泵为液压马达提供动力；所述中冷器用风扇通过电动机驱动系统驱动。
进一步的，所述电动机驱动系统包括电源、电机、电机控制模块，所述电机控制模块通过控制电机的转速控制中冷器用风扇的出风量。
进一步的，所述中冷散热模块的被测端口上设有气温检测模块；所述水箱散热模块的被测端口上设有水温检测模块；所述气温检测模块的输出端与电机控制模块相连；所述水温检测模块的输出端与液压控制模块相连。
进一步的，所述独立式全温控混合驱动风扇冷却系统还包括温度显示模块，所述温度显示模块与液压控制模块以及电机控制模块相连。
进一步的，所述气温检测模块设置在中冷器的出气端；所述水温检测模块设置在水箱散热器的进出水端。
进一步的，所述中冷器用风扇至少为一个，所述散热器用风扇至少为一个。
本发明的优点是：
1、对于散热功率要求较高的水冷却系统，采用液压马达驱动风扇的形式，满足了散热器冷侧大流量要求的高静压高流量，降低了散热器总成的体积和重量；
2、对于“空－空”中冷系统，采用电动机驱动风扇的形式，满足了中冷器灵活布置的要求；
3、更加灵活有效地满足了车辆发动机冷却系统的散热能力、空间布置、节能减排的综合要求。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的独立式全温控混合驱动风扇冷却系统结构示意图。
其中：1散热器；2散热器用风扇及液压马达；3散热器水管路；4液压管路；5液压泵；6发动机；7增压器；8中冷器管路；9中冷器用电动机驱动风扇；10中冷器。
具体实施方式
实施例：如图1所示的独立式全温控混合驱动风扇冷却系统，包括有中冷散热模块与水箱散热模块，中冷散热模块包括中冷器以及中冷器用风扇，水箱散热模块包括水箱散热器以及散热器用风扇，散热器用风扇通过液压马达系统驱动，液压马达系统包括液压马达、液压泵、管路、液压控制模块和储液罐，液压控制模块控制液压泵为液压马达提供动力；中冷器用风扇通过电动机驱动系统驱动。电动机驱动系统包括电源、电机、电机控制模块，电机控制模块通过控制电机的转速控制中冷器用风扇的出风量。散热器1和中冷器10独立设置，散热器用风扇及液压马达2和中冷器用电动机驱动风扇9分别为散热器1和中冷器10进行散热，储液罐、液压管路4、液压泵5在液压控制模块的控制下为液压马达提供动力，电机控制模块通过控制电机的转速控制中冷器用风扇的风量。本实施例中还设置了温控系统，中冷散热模块的被测端口上设有气温检测模块；水箱散热模块的被测端口上设有水温检测模块；气温检测模块的输出端与电机控制模块相连；水温检测模块的输出端与液压控制模块相连，气温检测模块设置在中冷器的进出气端；水温检测模块设置在水箱散热器的进出气端。当温度高时，液压控制模块通过控制液压泵使得液压马达转速加快，提高风扇的转速，增加出风量，电机控制模块通过加快电机的转速提高中冷器用风扇的出风量，提高散热效果；当温度低时，液压控制模块通过控制液压泵使得液压马达转速减慢，降低风扇的转速，电机控制模块通过减慢电机的转速减少中冷器用风扇的出风量，达到节能的目的。为了以后检修方便，本实施例的独立式全温控混合驱动风扇冷却系统还包括温度显示模块，温度显示模块与液压控制模块以及电机控制模块相连，这样可以将温度实时的显示在显示模块上，便于工作人员检修以及调校。本发明的中冷器用风扇和散热器用风扇可以为一个或多个，可以根据实际需要进行设定。
本发明充分利用液压冷却系统的液压风扇大扭矩特性可以提供大风量、和温控式电驱风扇冷却系统的控制可靠布置灵活的各自优点，对于水冷系统采用液压风扇冷却的方法，来提高散热功率（相比于电驱动风扇而言），中冷系统采用电动机风扇冷却的方法，采用形成一种“液压驱动风扇散热器、电动机驱动风扇中冷器”式组合、独立式冷却系统（H-ATS）。既解决了水冷散热器对于大散热功率的要求，也解决了空冷中冷器对于中冷器灵活布置及控制的要求。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1. 一种独立式全温控混合驱动风扇冷却系统，包括有中冷散热模块与水箱散热模块，其特征在于，所述中冷散热模块包括中冷器以及中冷器用风扇，所述水箱散热模块包括水箱散热器以及散热器用风扇，所述散热器用风扇通过液压马达系统驱动，所述液压马达系统包括液压马达、液压泵、管路、液压控制模块和储液罐，液压控制模块控制液压泵为液压马达提供动力；所述中冷器用风扇通过电动机驱动系统驱动。
2. 根据权利要求1所述的独立式全温控混合驱动风扇冷却系统，其特征在于，所述电动机驱动系统包括电源、电机、电机控制模块，所述电机控制模块通过控制电机的转速控制中冷器用风扇的风量。
3. 根据权利要求2所述的独立式全温控混合驱动风扇冷却系统，其特征在于，所述中冷散热模块的被测端口上设有气温检测模块；所述水箱散热模块的被测端口上设有水温检测模块；所述气温检测模块的输出端与电机控制模块相连；所述水温检测模块的输出端与液压控制模块相连。
4. 根据权利要求3所述的独立式全温控混合驱动风扇冷却系统，其特征在于，所述独立式全温控混合驱动风扇冷却系统还包括温度显示模块，所述温度显示模块与液压控制模块以及电机控制模块相连。
5. 根据权利要求4所述的独立式全温控混合驱动风扇冷却系统，其特征在于，所述气温检测模块设置在中冷器的出气端；所述水温检测模块设置在水箱散热器的进出水端。
6. 根据权利要求5所述的独立式全温控混合驱动风扇冷却系统，其特征在于，所述中冷器用风扇至少为一个，所述散热器用风扇至少为一个。
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