CN105584351B - 车辆及其温度调节系统和温度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆及其温度调节系统和温度调节方法。温度调节系统包括：主风道模块，主风道模块包括可开闭的主风道入口，主风道入口打开时车辆的动力舱通过主风道入口与大气连通，主风道入口关闭时切断动力舱通过主风道入口与大气的连通；副风道模块，副风道模块包括副风道入口和送风装置，副风道入口与动力舱连通，送风装置的进口与大气连通，送风装置的出口与副风道入口连通；发动机尾气余热利用模块，发动机尾气余热利用模块包括用于输送换热工质的泵送装置、利用车辆的发动机尾气加热换热工质的换热装置和用于释放换热工质吸收的热量的加热器总成。本发明可以在温度调节过程中减少发动机负载，降低燃油消耗。

Description

车辆及其温度调节系统和温度调节方法

技术领域

本发明涉及车辆领域，特别涉及一种车辆及其温度调节系统和温度调节方法。

背景技术

车辆的发动机冷却液要求在一定的工作温度范围内工作，以便发动机能有效地运行，免于出现故障，冷却液温度过高或过低都会导致发动机损坏。

以扫路车为例，现有的扫路车用冷却系统中，多采用与发动机固连的冷却风扇和发动机散热器组成的风扇-散热器冷却系统实现车辆的温度调节。在环境温度较高时，风扇-散热器冷却系统会因散热能力不足，造成发动机的汽缸盖、活塞等零部件因受热而易损，发动机进气不足而功率下降等不良后果。在环境温度较低时，冷却风扇仍然对动力舱进行散热，易造成冷却过度现象，同样会产生一系列不良后果。同时，占发动机燃油能量约1/3的发动机尾气余热未经利用直接排放到大气中，造成极大的能源浪费。

公开号为CN103397927A的中国专利申请和公开号为CN203049660U的中国专利公开了通过液压控制系统调整冷却风扇转速的冷却系统，该冷却系统既避免了发动机因冷却液温度或液压油温度过高而导致其不能正常工作的缺陷，又克服了当温度较低时发动机仍以恒定转速带动冷却风扇工作而造成功率损失的缺陷。

但是，以上通过液压控制系统调整风扇转速的冷却系统仍具有以下不足之处：

环境温度较高时，只能通过增加风扇转速实现系统降温，这就使得发动机负载较高，燃油消耗较大；

环境温度较低时，需要独立的空调装置加热驾驶室或动力舱，消耗发动机的有用功、增加油耗，而很多热量随发动机尾气直接排放掉，造成极大的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆及其温度调节系统和温度调节方法，在车辆的温度调节过程中可以减少发动机负载，降低燃油消耗。

本发明第一方面提供一种车辆的温度调节系统，所述温度调节系统包括：主风道模块，所述主风道模块包括可开闭的主风道入口，所述主风道入口打开时所述车辆的动力舱通过所述主风道入口与大气连通，所述主风道入口关闭时切断所述动力舱通过所述主风道入口与大气的连通；副风道模块，所述副风道入口与所述动力舱连通，所述副风道模块包括副风道入口和送风装置，所述送风装置的进口与大气连通，所述送风装置的出口与所述副风道入口连通；发动机尾气余热利用模块，所述发动机尾气余热利用模块包括用于输送换热工质的泵送装置、利用所述车辆的发动机尾气加热所述换热工质的换热装置和用于释放所述换热工质吸收的热量的加热器总成。

进一步地，所述车辆包括车顶板，所述车顶板上设有与所述动力舱连通的安装口，所述主风道模块包括罩设于所述车顶板的安装口上的车顶风罩，所述主风道入口位于所述车顶风罩的前侧。

进一步地，所述车顶风罩包括罩设于所述安装口上的风罩板，所述风罩板的前端围绕左右方向的轴线可转动地设置，在所述风罩板的前端抬起而与所述车顶板形成夹角时，所述主风道入口打开，在所述风罩板扣合于所述车顶板上时，所述主风道入口关闭。

进一步地，所述主风道模块还包括位于所述动力舱的后侧的主挡风板，所述主挡风板用于封闭所述动力舱的后侧。

进一步地，所述主风道模块还包括位于所述动力舱的底部的底挡风板，所述底挡风板包括为所述车辆的发动机散热器提供冷却空气的第一开口。

进一步地，所述底挡风板还包括第二开口，从所述主风道入口进入所述动力舱的冷却空气中至少一部分流经位于所述动力舱内的发动机机体和传动系统后从所述第二开口流出所述动力舱。

进一步地，所述副风道模块还包括导流组件，所述副风道入口设置在所述导流组件上，所述导流组件还设置有副风道出口，所述副风道出口与所述动力舱连通。

进一步地，所述导流组件包括风道壳体，所述副风道入口和所述副风道出口分别位于所述风道壳体的相对设置的两个端部。

进一步地，所述导流组件还包括位于所述风道壳体内部的导流板，所述导流板用于将从所述副风道入口进入所述风道壳体内部的冷却空气引导至所述副风道出口。

进一步地，所述导流组件还包括位于所述副风道出口的百叶窗，所述百叶窗用于将所述副风道出口的冷却空气引导至发动机冷却风扇和发动机散热器。

进一步地，所述加热器总成包括设置于所述动力舱内的第一加热器和/或设置于所述车辆的驾驶室内的第二加热器。

进一步地，所述换热装置包括消声换热器，所述消声换热器包括外壳，所述外壳上具有尾气入口、尾气出口、换热工质入口和换热工质出口。

进一步地，所述消声换热器还包括内壳、换热结构和消声结构，所述内壳位于所述外壳内部，所述内壳将所述外壳的内部空间分隔为位于所述外壳和所述内壳之间的换热空间和位于所述内壳内部的与所述换热空间隔离的消声空间，所述换热工质入口和所述换热工质出口分别与所述换热空间连通，所述换热结构位于所述换热空间内，所述尾气入口和所述尾气出口分别与所述消声空间连通，所述消声结构位于所述消声空间内。

进一步地，所述换热结构包括环形的衬板和翅片，多个所述衬板间隔设置于所述换热空间内并位于所述换热工质入口和所述换热工质出口之间，每个所述衬板的外环侧与所述外壳连接，每个所述衬板的内环侧与所述内壳连接，每两个相邻的衬板之间沿所述衬板的周向间隔设置多个所述翅片，且所述衬板上位于每两个相邻的翅片之间的部分均设有流通孔。

进一步地，所述温度调节系统还包括控制模块，所述控制模块分别与所述主风道模块、所述副风道模块和所述发动机尾气余热利用模块耦合，以分别控制所述主风道入口的开闭、所述送风装置的开闭以及所述泵送装置的开闭。

进一步地，所述控制模块包括温度检测装置和控制装置，所述温度检测装置、所述主风道模块、所述副风道模块和所述发动机尾气余热利用模块分别与所述控制装置耦合，所述控制装置根据所述温度检测装置的检测结果控制所述主风道入口的开闭、所述送风装置的开闭以及所述泵送装置的开闭；或者，所述控制装置包括第一温控开关、第二温控开关和第三温控开关，所述第一温控开关与所述主风道模块耦合以控制所述主风道入口的开闭，所述第二温控开关与所述副风道模块耦合以控制所述送风装置的开闭，所述第三温控开关与所述发动机尾气余热利用模块耦合以控制所述泵送装置的开闭。

本发明第二方面提供一种车辆，包括温度调节系统，所述温度调节系统为本发明第一方面中任一项所述的车辆的温度调节系统。

本发明第三方面提供一种车辆的温度调节方法，所述车辆为本发明第二方面所述的车辆，所述温度调节方法包括：当所述车辆所处的环境温度小于或等于第一温度时，控制所述主风道入口关闭、控制所述送风装置关闭并控制所述泵送装置开启；当所述车辆所处的环境温度大于所述第一温度但小于第二温度时，控制所述主风道入口打开、控制所述送风装置关闭并控制所述泵送装置关闭；当所述车辆所处的环境温度大于或等于第二温度时，控制所述主风道入口打开、控制所述送风装置打开并控制所述泵送装置关闭。

基于本发明提供的车辆及其温度调节系统和温度调节方法，车辆的温度调节系统包括主风道模块、副风道模块和发动机尾气余热利用模块。主风道模块包括主风道入口，主风道入口可以控制动力舱是否通过主风道入口与大气连通或断开。副风道模块包括副风道入口和送风装置，送风装置可以控制是否通过副风道入口为动力舱强制送风。发动机尾气余热利用模块包括用于输送换热工质的泵送装置、利用车辆的发动机尾气加热换热工质的换热装置、用于释放换热工质吸收的热量的加热器总成。由于设置了主风道模块、副风道模块和发动机尾气余热利用模块，可以通过控制主风道入口的开闭、控制送风装置的开闭以及控制泵送装置的开闭来控制主风道模块、副风道模块和发动机尾气余热利用模块中参与温度调节的模块数量，从而可以通过调节进入动力舱的冷却空气流量以及是否利用发动机尾气余热来调节温度，从而在温度调节过程中减少发动机负载，降低燃油消耗。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一具体实施例的车辆及其温度调节系统的带局部剖视的主视结构示意图。

图2为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统的带局部剖视的俯视结构示意图。

图3为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统的放大的带局部剖视的后视结构示意图。

图4为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中主风道模块的车顶风罩的结构示意图。

图5为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中主风道模块的主挡风板的结构示意图。

图6为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中主风道模块的底挡风板的结构示意图。

图7为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中副风道模块的立体结构示意图。

图8为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中副风道模块的带局部剖视的主视结构示意图。

图9为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中发动机尾气余热利用模块的原理示意图。

图10为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中发动机尾气余热利用模块的消声换热器的立体结构示意图。

图11为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中发动机尾气余热利用模块的消声换热器的剖视结构示意图。

图12为图11所示的消声换热器的衬板和翅片的结构示意图。

图13为图1所示实施例的车辆的温度调节方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在以下描述中，所称的“前”指的是动力舱安装于车辆上时车头的一侧；“后”指的是与“前”相对的一侧，“左”和“右”指的是面对前方时形成的左右方向。

以下将结合图1至图9进一步说明本发明实施例的详细内容。

图1至图3示出了本实施例的车辆及其温度调节系统的结构。图1为本发明一具体实施例的车辆及其温度调节系统的带局部剖视的主视结构示意图。图2为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统的带局部剖视的俯视结构示意图。图3为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统的放大的带局部剖视的后视结构示意图。

如图1至图3所示，本实施例的车辆的温度调节系统包括主风道模块100、副风道模块200、发动机尾气余热利用模块300。另外，本实施例中优选地，该车辆的温度调节系统还包括了控制模块(示图示)。

图4和图6示出了本实施例的温度调节系统中主风道模块的各零结构。图4为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中主风道模块的车顶风罩的结构示意图。图5为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中主风道模块的主挡风板的结构示意图。图6为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中主风道模块的底挡风板的结构示意图。

如图1至图6所示，主风道模块100包括车顶风罩120、主挡风板130和底挡风板140。

如图1至图4所示，本实施例的车辆包括车顶板。车顶板上设有与动力舱连通的安装口。主风道模块100的车顶风罩120罩设于车顶板的安装口上。在车顶风罩120的前侧设有主风道入口123。主风道入口123可开闭的设置。主风道入口123打开时车辆的动力舱通过主风道入口123与大气连通，主风道入口123关闭时切断动力舱通过主风道入口123与大气的连通。该设置可以使主风道模块100无需专门的送风装置强制送风，利用车辆前进时与周围空气的速度差进风，可以在不消耗能源的情况下从大气获得较多的冷却空气。

如图1和图4所示，车顶风罩120包括风罩支撑121和风罩板122。风罩支撑121包括固定于车顶板上的固定支撑1211和相对于固定支撑1211可转动地设置的活动支撑1212。风罩板122连接于活动支撑122上，并罩设于安装口上，从而，实现了风罩板122的前端能围绕左右方向的轴线可转动地设置。在风罩板122的前端抬起而与车顶板形成夹角时，主风道入口123打开，在风罩板122扣合于车顶板上时，主风道入口123关闭。

主挡风板130用于封闭动力舱的后侧，以防止动力舱内的气体从动力舱的后侧流出或者空气从动力舱的后侧流入动力舱，从而利于组织动力舱内的气流流动。

如图5所示，本实施例中，主挡风板130上方包括与动力舱外壳连接用的连接部。主挡风板130还包括避让用于连接动力舱内部和外部的车辆组成部件的第一避让部。

底挡风板140用于为冷却空气进入或流出动力舱提供开口以及防止冷却空气从动力舱底部无规划的流入或流出。

如图6所示，本实施例中，底挡风板140包括第一开口141和第二开口142。另外，底挡风板140包括避让用于连接动力舱内部和外部的车辆组成部件的第二避让部。

第一开口141用于为发动机冷却风扇提供冷却空气。从第一开口141进入动力舱的冷却空气流经车辆的发动机冷却风扇和发动机散热器后从位于散热器附近的动力舱出口流出动力舱。

第二开口142为冷却空气出口。从主风道入口123进入动力舱的冷却空气中至少一部分流经位于动力舱内的发动机机体和传动系统后从第二开口142流出动力舱。

优选地，从主风道入口123进入动力舱的冷却空气中至少一部分流经车辆的发动机冷却风扇和发动机散热器后从动力舱出口流出动力舱。

本实施例中，从主风道入口123进入动力舱的冷却空气分为两路，一路流经位于动力舱内的发动机机体和传动系统后从第二开口142流出动力舱，另一路流经车辆的发动机冷却风扇和发动机散热器。

本实施例中，第二开口142可开闭的设置。例如可以通过设置在第二开口142处的活动挡板实现对第二开口的开闭控制。第二开口142打开时动力舱通过第二开口142与大气连通，将部分受热空气引出动力舱；第二开口142关闭时切断动力舱通过第二开口142与大气的连通，可降低动力舱空气流动以实现动力舱的保温功能。本实施例中可以控制第二开口142与主风道入口123同步打开或关闭。该设置可以更好地组织进入动力舱的冷却空气的流动。

车顶风罩120、主挡风板130、底挡风板140与发动机冷却风扇等其它结构件一起保证动力舱各个方向具有一定的密闭性。且主挡风板120、底挡风板140与动力舱内其它结构件相配合，在动力舱内构造不同的空气流动路径。本实施例中，当车顶风罩120的前端向上抬起使主风道入口123打开使动力舱通过主风道入口123与大气连通时，第二开口142亦打开使动力舱通过第二开口142与大气连通，由于发动机冷却风扇的抽吸作用，冷却空气自车顶风罩120前侧的主风道入口123和底挡风板140的第一开口141进入动力舱，通过发动机散热器后流出动力舱，带走动力舱内的热量，同时自主风道入口123进入动力舱的另一部分冷却空气，吹过发动机机体、传动系统等热源，再从底挡风板140的第二开口142流出动力舱，形成良好的空气循环。

图7和图8示出了本实施例的温度调节系统中副风道模块的结构。图7为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中副风道模块的立体结构示意图。图8为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中副风道模块的带局部剖视的主视结构示意图。

如图2至图3、图7至图8所示，副风道模块200包括送风装置210和导流组件220。

送风装置210为温度调节系统提供经副风道模块200进入动力舱的冷却空气。送风装置210的进口与大气连通，送风装置210的出口与位于导流组件220上的副风道入口2211连通，该副风道入口2211还与动力舱连通。可以通过送风装置210的开闭来控制是否通过副风道入口2211为动力舱强制送风。送风装置210可以为风机或风扇。本实施例中，送风装置210为两个风机，两个风机并排安装于动力舱的前部上方。导流组件220上还具有与动力舱连通的副风道出口2212。从而，送风装置210打开时通过副风道入口2211向动力舱强制送风，送风装置210关闭则不通过副风道入口2211向动力舱强制送风。送风装置210的设置可以在主风道模块100提供的冷却空气风量不足的情况下实现强制送风，为动力舱提供更多的冷却空气。

导流组件220起到分配风量和引导空气流向的作用。如图7和图8所示，导流组件220包括风道壳体221，导流板223、百叶窗224和安装耳225。

本实施例中，风道壳体221为矩形箱体结构。副风道入口2211和副风道出口2212分别位于风道壳体221的相对设置的两个端部。其中，副风道入口2211设置于风道壳体221的上端前侧，而副风道出口2212设置于风道壳体221的下端后侧。本实施例中，送风装置210通过法兰连接至风道壳体221的副风道入口2211处。

导流板223位于风道壳体221内部。导流板223和风道壳体221将从副风道入口2211进入的风道壳体221内部的冷却空气引导至副风道出口2212，起到引导空气流向和分配风量的作用。本实施例中，导流板223有两块，沿上下方向设置。

百叶窗224安装于副风道出口2212处。百叶窗224可以调节经副风道出口2212流入动力舱的冷却空气的方向。本实施例中，百叶窗224用于将副风道出口2212的冷却空气引导至发动机冷却风扇和发动机散热器。百叶窗224的叶片的延伸方向可以根据需要设置，例如可以横向设置也可以竖向设置。当送风装置210打开时，冷却空气经过副风道入口2211、若干导流板223、百叶窗224之后直接进入动力舱，增加动力舱的冷却空气流量并降低冷却空气风温，能明显提高动力舱的散热量。

图9为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中发动机尾气余热利用模块的原理示意图。

如图9所示，发动机尾气余热利用模块300包括换热装置、加热器总成320、泵送装置330、换热工质容纳箱和连接管道350。其中，换热工质容纳箱、泵送装置330、消声换热器310、加热器总成320通过连接管道350依次串接。

本实施例中，发动机尾气余热利用模块300内流动的换热工质为水。换热工质容纳箱为水箱340。泵送装置330为用于输送水的水泵。换热装置为同时具有换热功能和消声功能的消声换热器310。

图10至图12示出了本实施例的消声换热器310的结构。图10为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中发动机尾气余热利用模块的消声换热器的立体结构示意图。图11为图1所示实施例的车辆及其温度调节系统中发动机尾气余热利用模块的消声换热器的剖视结构示意图。图12为图11所示的消声换热器的衬板和翅片的结构示意图。

如图10至12所示，消声换热器310包括外壳311，内壳312、换热结构和消声结构。

如图10所示，外壳311上具有尾气入口3111、尾气出口3112、换热工质入口3113和换热工质出口3114。

如图11所示，内壳312位于外壳311内部并将外壳311的内部空间分隔为位于外壳311和内壳312之间的换热空间和位于内壳312内部的与换热空间隔离的消声空间。换热工质入口3113和换热工质出口3114分别与换热空间连通，换热结构位于换热空间内。尾气入口3111和尾气出口3112分别与消声空间连通，消声结构位于消声空间内。

如图11和图12所示，换热结构包括环形的衬板317和翅片316，多个衬板317间隔设置于换热空间内并位于换热工质入口3113和换热工质出口3114之间，每个衬板317的外环侧与外壳311连接，每个衬板317的内环侧与内壳312连接，每两个相邻的衬板317之间沿衬板317的周向间隔设置多个翅片316，且衬板317上位于每两个相邻的翅片316之间的部分均设有流通孔3171。翅片316固定连接于换热空间内，本实施例中，翅片316与相邻的衬板317及外壳311和内壳312分别连接。

衬板317既起到支撑翅片316与导热的作用，又能使换热工质自换热工质入口3111向换热工质出口3112流动。衬板317和翅片316共同作用可以增强换热。换热工质经换热工质入口3111进入换热空间，通过内壳312、衬板317、翅片316与消声空间内的高温尾气进行换热，最终经换热工质出口3112流出换热空间。

为了具有较好的换热效果，内壳312、衬板317、翅片316应采用低热阻的材料制成，本实施例中，内壳312、衬板317、翅片316均采用金属材料制成。

另外，本实施例中，翅片316为平片，但在其它的实施例中，翅片也可以为波浪形片或U形片。

如图12所示，消声结构包括消声隔板313和金属网芯314。

消声隔板313位于尾气入口3111和尾气出口3112之间，消声隔板313的外周与内壳312连接，消声隔板313上设有消声气孔3131。本实施例中，在消声空间内从上游至下游间隔设置了三块消声隔板313。消声隔板313的数量可以根据需要变化。

优选地，相邻的消声隔板313上的消声气孔3131的大小不同和/或相邻的消声隔板313上的消声气孔3131不在同一轴线上。该设置有利于提高消声换热器310消声降噪效果。

金属网芯314位于尾气入口3111和尾气出口3112之间，金属网芯314的外周与内壳312连接。金属网芯314的中心部位可以开设通孔供尾气通过。本实施例中，共设有两块金属网芯314。一块布置于第二块消声隔板313的上游侧，并与第二块消声隔板313连接，另一块布置于第三块消声隔板313的下游，位于尾气出口3113附近。金属网芯314的数量可以根据需要变化。金属网芯314的设置可以提高消声换热器310的消声降噪效果。

在未示出的实施例中，金属网芯314可以用蜂窝状降噪装置代替。

泵送装置330的入口与水箱340的出口连接，泵送装置330的出口与消声换热器310的换热工质入口3113连接，消声换热器310的换热工质出口3114与加热器总成320的入口连接，加热器总成320的出口与水箱340的进口连接。

消声换热器310还通过其尾气入口3111和尾气出口3112串接于发动机尾气管道上，以利用发动机尾气余热加热换热工质。

加热器总成320用于释放换热工质吸收的热量。优选地，加热器总成320可以包括设置于动力舱内的第一加热器，也可以包括设置于车辆的驾驶室内的第二加热器。加热器总成320的各个加热器之间可以通过并联或串联的形式连接，根据使用需求合理布置在动力舱或驾驶室。

当加热器总成320包括第一加热器时，在环境温度较低的情况下可以利用发动机尾气的热量加热动力舱，从而至少部分代替空调设备节约能源；当加热器总成320包括第二加热器时，在环境温度较低的情况下可以利用发动机尾气的热量加热加驾驶室，从而至少部分代替空调设备节约能源。

控制模块分别与主风道模块100、副风道模块200和发动机尾气余热利用模块300耦合，以控制主风道模块100的主风道入口123的开闭、送风装置210的开闭以及控制泵送装置330的开闭。通过设置控制模块，可以实现车辆的温度调节系统的自动控制。

本实施例中，控制模块包括温度检测装置和控制装置。温度检测装置、主风道模块100、副风道模块200和发动机尾气余热利用模块300分别与控制装置耦合，控制装置根据温度检测装置的检测结果控制主风道入口123的开闭、送风装置210的开闭以及泵送装置330的开闭。

其中，温度检测装置在本实施例中为温度采样器。温度采样器输出电压信号Vtemp代表温度采样信号。

本实施例中，控制装置包括主风道模块控制器、副风道模块控制器和发动机尾气余热利用模块控制器。温度采样器分别与主风道模块控制器、副风道模块控制器和发动机尾气余热利用模块控制器电连接。

控制模块还包括第一电磁控制阀、第一液压驱动机构、连杆传动机构、第二电磁控制阀、第二液压驱动机构、第三电磁控制阀和液压马达。

其中，主风道模块控制器与第一电磁控制阀电连接。第一电磁控制阀用于控制第一液压驱动机构的动作，第一液压驱动机构与连杆传动机构连接，连杆传动机构与主风道模块100的车顶风罩120的活动支撑1212连接。温度采样信号Vtemp达到预设条件而需要对主风道入口123进行打开或关闭操作时，主风道模块控制器只需控制第一电磁控制阀即可控制活动支撑1212的动作以控制风罩板122的动作来打开或关闭主风道入口123。主风道入口123打开时，主风道模块100开启，主风道入口123关闭时，主风道模块100关闭。第一液压驱动机构例如可以是两个并联的第一液压缸。

本实施例中，主风道模块控制器还与第二电磁控制阀电连接。第二电磁控制阀用于控制第二液压驱动机构的动作，第二液压驱动机构与控制底挡风板140的第二开口142的开闭的活动挡板驱动连接。温度采样信号Vtemp达到预设条件而需要对第二开口142进行打开或关闭操作时，主风道模块控制器只需控制第二电磁控制阀即可控制活动挡板的动作，从而主风道模块控制器还可以根据温度采样信号Vtemp控制底挡风板140的第二开口142的打开和关闭。第二液压驱动机构例如可以是一个第二液压缸。

需要说明的是，设置第二开口以及将第二开口设置为可开闭的均是本发明优选的而不是必不可少的技术手段。

另外，虽然本实施例中分别设置了第一电磁控制阀和第二电磁控制阀来控制主风道入口123开闭与第二开口142的开闭，但是，由于主风道入口123与第二开口142可以同时开闭，在未示出的实施例中，第一电磁控制阀和第二电磁控制阀可以用一个电磁控制阀替代。

副风道模块控制器与第三电磁控制阀电连接。第三电磁控制阀用于控制液压马达的动作，液压马达用于驱动副风道模块200的送风装置210。温度采样信号Vtemp达到预设条件而需要对送风装置210进行开启或关闭操作时，只需控制第三电磁控制阀即可控制送风装置210的动作。送风装置210开启则通过副风道入口2211向动力舱强制送风，副风道模块200开启；送风装置210关闭则不通过副风道入口2211向动力舱强制送风，副风道模块200关闭。

本实施例中，泵送装置330为电动水泵。发动机尾气余热利用模块控制器与电动水泵的电机电连接。温度采样信号Vtemp达到预设条件而需要对泵送装置330进行打开或关闭操作时，只需控制电动水泵的电机的动作即可控制泵送装置330的开启和关闭。泵送装置330开启时，发动机尾气余热利用模块300开启，泵送装置330关闭时，发动机尾气余热利用模块300关闭。

以上控制模块中，温度采样器检测车辆所处的环境的温度信息并输出电压信号——温度采样信号Vtemp。主风道模块控制器、副风道模块控制器、发动机尾气余热利用模块控制器分别接收温度采样信号Vtemp并输出控制信号，用于控制第一液压驱动装置的第一电磁控制阀、用于控制第二液压驱动装置的第二电磁控制阀和用于控制液压马达的第三电磁控制阀以及电动水泵的电机接受各自的控制器的控制信号后，分别控制主风道模块100的主风道入口123的开闭、底挡风板140的第二开口142的开闭、副风道模块200的送风装置210的开闭和发动机尾气余热利用模块300的泵送装置330(电动水泵)的开闭以此控制参与温度调节的主风道模块100、副风道模块200和发动机尾气余热利用模块300三个模块的数量。

本实施例可以根据不同的环境温度以及不同作业工况的散热需求，自动控制主风道模块100、副风道模块200以及发动机尾气余热利用模块300的开启和关闭，使发动机的冷却液温度始终维持在合适的温度范围内。

本实施例的车辆包括前述的温度调节系统。该车辆例如可以为扫路车等道路作业车辆。

以上实施例的控制模块中，包括温度采样器和控制装置，控制装置包括主风道模块控制器、副风道模块控制器和发动机尾气余热利用模块控制器。在一个替代实施例中，控制装置可以用一个具有不同控制部分的主控制器替代。在另一个替代实施例中，温度采样器和控制装置可以用第一温控开关、第二温控开关和第三温控开关代替，其中，第一温控开关与主风道模块耦合，例如在控制模块的其它装置与前述实施例相同的情况下，可以使第一温控开关与第一电磁控制阀和第二电磁控制阀电连接；第二温控开关与副风道模块耦合，例如在控制模块的其它装置与前述实施例相同的情况下，可以使第二温控开关与第三电磁控制阀电连接；第三温控开关与发动机尾气余热利用模块耦合，例如在控制模块的其它装置与前述实施例相同的情况下，可以使第三温控开关与泵送装置电连接。合理设置各个温控开关的动作温度，即可实现相应的控制。

进一步地，本实施例还提供一种前述的车辆的温度调节方法，该温度调节方法包括：当车辆所处的环境温度小于或等于第一温度时，控制主风道入口123关闭、控制送风装置210关闭并控制泵送装置330打开；当车辆所处的环境温度大于第一温度但小于第二温度时，控制主风道入口123打开、控制送风装置210关闭并控制泵送装置330关闭；当车辆所处的环境温度大于或等于第二温度时，控制主风道入口123打开、控制送风装置210打开并控制泵送装置330关闭。

图13为图1所示实施例的车辆的温度调节方法的流程示意图。

本实施例中，用温度采样信号Vtemp作为环境温度的信号，用第一阈值电压V1作为代表第一温度的信号，用第二阈值电压V2作为代表第二温度的信号。

当温度采样信号Vtemp小于或等于第一阈值电压V1时，即代表车辆所处的环境温度小于或等于第一温度。此时，控制主风道入口123关闭以关闭主风道模块100、控制送风装置210关闭以关闭副风道模块200，以此实现降低进入动力舱内的冷却空气流量；同时控制泵送装置330开启以开启发动机尾气余热利用模块300，为加热器总成320所在的动力舱和/或驾驶室提供加热功能。

当温度采样信号Vtemp大于第一阈值电压V1而小于第二阈值电压V2时，即代表车辆所处的环境温度大于第一温度但小于第二温度，控制主风道入口123打开以开启主风道模块100，控制送风装置210关闭以关闭副风道模块200，从而为动力舱提供适量的冷却空气。同时控制泵送装置330关闭以关闭发动机尾气余热利用模块300。

当温度采样信号Vtemp大于或等于第二阈值电压V2时，即代表车辆所处的环境温度大于或等于第二温度。控制主风道入口123打开以开启主风道模块100，控制送风装置210打开以开启副风道模块200，使冷却空气最大程度的进入动力舱，提高发动机冷却系统的散热效率。同时控制泵送装置330关闭以关闭发动机尾气余热利用模块300。

具体的说，当环境温度低时，温度采样器输出的温度采样信号Vtemp小于或等于第一阈值电压V1时，主风道模块控制器控制主风道模块100的主风道入口123和第二开口142均关闭，副风道模块控制器控制副风道模块200的送风装置210关闭，而发动机尾气余热利用模块控制器控制发动机尾气余热利用模块300的泵送装置330开启。换热工质在泵送装置330的驱动下流经消声换热器310、加热器总成320、水箱340，在消声换热器310的换热空间内与发动机尾气进行换热，进而通过放置在动力舱或驾驶室中的加热器总成320放热实现对动力舱或驾驶室加热。

在消声换热器310内部，一方面换热工质自换热工质入口3113进入消声换热器310的换热空间，通过内壳312、衬板317、翅片316与发动机尾气换热后再从换热工质出口3114流出；另一方面发动机尾气自尾气入口3111进入消声换热器310的消声空间，经过各消声隔板313的消声气孔3131以及各金属网芯314的通孔后再从尾气出口3112排出。

当环境温度合适时，温度采样器输出的温度采样信号Vtemp大于第一阈值电压V1且小于第二阈值电压V2时，主风道模块控制器控制主风道模块100的主风道入口123和第二开口142均打开而开启主风道模块100，副风道模块控制器控制副风道模块200的送风装置210关闭而关闭副风道模块100，发动机尾气余热利用模块控制器控制泵送装置330关闭而关闭发动机尾气余热利用模块300。从主风道入口123进入动力舱的冷却空气分为两路，一路流经位于动力舱内的发动机机体和传动系统后从第二开口142流出动力舱，另一路流经车辆的发动机冷却风扇和发动机散热器后流出。通过开启主风道模块100，可以增强车辆的散热性能，满足车辆的散热需求。

当环境温度高时，温度采样器输出的温度采样信号Vtemp大于或等于第二阈值电压V2时，主风道模块控制器控制主风道模块100的主风道入口123和第二开口142均打开而开启主风道模块100，副风道模块控制器控制副风道模块200的送风装置210开启而开启副风道模块200，发动机尾气余热利用模块控制器控制泵送装置330关闭而关闭发动机尾气余热利用模块300。从主风道入口123进入动力舱的冷却空气仍分为两路，一路流经位于动力舱内的发动机机体和传动系统后从第二开口142流出动力舱，另一路流经车辆的发动机冷却风扇和发动机散热器后流出动力舱。经送风装置210进入导流组件220的冷却空气依次流经副风道入口2211、导流板223和百叶窗224进入动力舱，再经过发动机冷却风扇和发动机散热器后流出动力舱。同时开启主风道模块100和副风道模块200可以增加动力舱的进风风量并降低进风风温，能明显提高冷却系统的散热量。

根据以上描述可知，本发明以上实施例具有如下优点：

该车辆的温度调节系统设置了主风道模块、副风道模块和发动机尾气余热利用模块，可以通过控制主风道模块的主风道入口的开闭、控制副风道模块的送风装置的开闭以及控制发动机尾气余热利用模块的泵送装置的开闭来控制主风道模块、副风道模块和发动机尾气余热利用模块中参与温度调节的模块数量，从而可以通过调节进入动力舱的冷却空气流量以及是否利用发动机尾气余热来调节温度，在温度调节过程中减少发动机负载，降低燃油消耗。

该车辆的温度调节系统包括了发动机尾气余热利用模块，能在温度较低的季节利用发动机尾气余热为驾驶室或动力舱加热，提高能源的利用率，降低燃料成本，同时不会造成车辆整体动力性能的下降。

通过空气流动路径设计，让冷却空气从多个方向充分流过动力舱的热源区域，带走动力舱内的热量，使发动机处于最合适的工作温度。

该车辆的温度调节系统结构简单、成本低廉、易于维护。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (18)

1.一种车辆的温度调节系统，其特征在于，所述温度调节系统包括：

主风道模块(100)，所述主风道模块(100)包括可开闭的主风道入口(123)，所述主风道入口(123)打开时所述车辆的动力舱通过所述主风道入口(123)与大气连通，所述主风道入口(123)关闭时切断所述动力舱通过所述主风道入口(123)与大气的连通；

副风道模块(200)，所述副风道模块(200)包括副风道入口(2211)和送风装置(210)，所述副风道入口(2211)与所述动力舱连通，所述送风装置(210)的进口与大气连通，所述送风装置(210)的出口与所述副风道入口(2211)连通；

发动机尾气余热利用模块(300)，所述发动机尾气余热利用模块(300)包括用于输送换热工质的泵送装置(330)、利用所述车辆的发动机尾气加热所述换热工质的换热装置和用于释放所述换热工质吸收的热量的加热器总成(320)。

2.根据权利要求1所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述车辆包括车顶板，所述车顶板上设有与所述动力舱连通的安装口，所述主风道模块(100)包括罩设于所述车顶板的安装口上的车顶风罩(120)，所述主风道入口(123)位于所述车顶风罩(120)的前侧。

3.根据权利要求2所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述车顶风罩(120)包括罩设于所述安装口上的风罩板(122)，所述风罩板(122)的前端围绕左右方向的轴线可转动地设置，在所述风罩板(122)的前端抬起而与所述车顶板形成夹角时，所述主风道入口(123)打开，在所述风罩板(122)扣合于所述车顶板上时，所述主风道入口(123)关闭。

4.根据权利要求1所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述主风道模块(100)还包括位于所述动力舱的后侧的主挡风板(130)，所述主挡风板(130)用于封闭所述动力舱的后侧。

5.根据权利要求1所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述主风道模块(100)还包括位于所述动力舱的底部的底挡风板(140)，所述底挡风板(140)包括为所述车辆的发动机散热器提供冷却空气的第一开口(141)。

6.根据权利要求5所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述底挡风板(140)还包括第二开口(142)，从所述主风道入口(123)进入所述动力舱的冷却空气中至少一部分流经位于所述动力舱内的发动机机体和传动系统后从所述第二开口(142)流出所述动力舱。

7.根据权利要求1所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述副风道模块(200)还包括导流组件(220)，所述副风道入口(2211)设置在所述导流组件(220)上，所述导流组件(220)还设置有副风道出口(2212)，所述副风道出口(2212)与所述动力舱连通。

8.根据权利要求7所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述导流组件(220)包括风道壳体(221)，所述副风道入口(2211)和所述副风道出口(2212)分别位于所述风道壳体(221)的相对设置的两个端部。

9.根据权利要求8所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述导流组件(220)还包括位于所述风道壳体(221)内部的导流板(223)，所述导流板(223)用于将从所述副风道入口(2211)进入所述风道壳体(221)内部的冷却空气引导至所述副风道出口(2212)。

10.根据权利要求8所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述导流组件还包括位于所述副风道出口(2212)的百叶窗(224)，所述百叶窗(224)用于将所述副风道出口(2212)的冷却空气引导至发动机冷却风扇和发动机散热器。

11.根据权利要求1所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述加热器总成(320)包括设置于所述动力舱内的第一加热器和/或设置于所述车辆的驾驶室内的第二加热器。

12.根据权利要求1所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述换热装置包括消声换热器(310)，所述消声换热器(310)包括外壳(311)，所述外壳(311)上具有尾气入口(3111)、尾气出口(3112)、换热工质入口(3113)和换热工质出口(3114)。

13.根据权利要求12所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述消声换热器(310)还包括内壳(312)、换热结构和消声结构，所述内壳(312)位于所述外壳(311)内部，所述内壳(312)将所述外壳(311)的内部空间分隔为位于所述外壳(311)和所述内壳(312)之间的换热空间和位于所述内壳(312)内部的与所述换热空间隔离的消声空间，所述换热工质入口(3113)和所述换热工质出口(3114)分别与所述换热空间连通，所述换热结构位于所述换热空间内，所述尾气入口(3111)和所述尾气出口(3112)分别与所述消声空间连通，所述消声结构位于所述消声空间内。

14.根据权利要求13所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述换热结构包括环形的衬板(317)和翅片(316)，多个所述衬板(317)间隔设置于所述换热空间内并位于所述换热工质入口(3113)和所述换热工质出口(3114)之间，每个所述衬板(317)的外环侧与所述外壳(311)连接，每个所述衬板(317)的内环侧与所述内壳(312)连接，每两个相邻的衬板(317)之间沿所述衬板(317)的周向间隔设置多个所述翅片(316)，且所述衬板(317)上位于每两个相邻的翅片(317)之间的部分均设有流通孔(3171)。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述温度调节系统还包括控制模块，所述控制模块分别与所述主风道模块(100)、所述副风道模块(200)和所述发动机尾气余热利用模块(300)耦合，以分别控制所述主风道入口(123)的开闭、所述送风装置(210)的开闭以及所述泵送装置(330)的开闭。

16.根据权利要求15所述的车辆的温度调节系统，其特征在于，所述控制模块包括温度检测装置和控制装置，所述温度检测装置、所述主风道模块(100)、所述副风道模块(200)和所述发动机尾气余热利用模块(300)分别与所述控制装置耦合，所述控制装置根据所述温度检测装置的检测结果控制所述主风道入口(123)的开闭、所述送风装置(210)的开闭以及所述泵送装置(330)的开闭；或者，所述控制装置包括第一温控开关、第二温控开关和第三温控开关，所述第一温控开关与所述主风道模块(100)耦合以控制所述主风道入口(123)的开闭，所述第二温控开关与所述副风道模块(200)耦合以控制所述送风装置(210)的开闭，所述第三温控开关与所述发动机尾气余热利用模块(300)耦合以控制所述泵送装置(330)的开闭。

17.一种车辆，包括温度调节系统，其特征在于，所述温度调节系统为根据权利要求1至16中任一项所述的车辆的温度调节系统。

18.一种车辆的温度调节方法，其特征在于，所述车辆为权利要求17所述的车辆，所述温度调节方法包括：

当所述车辆所处的环境温度小于或等于第一温度时，控制所述主风道入口(123)关闭、控制所述送风装置(210)关闭并控制所述泵送装置(330)开启；

当所述车辆所处的环境温度大于所述第一温度但小于第二温度时，控制所述主风道入口(123)打开、控制所述送风装置(210)关闭并控制所述泵送装置(330)关闭；

当所述车辆所处的环境温度大于或等于第二温度时，控制所述主风道入口(123)打开、控制所述送风装置(210)打开并控制所述泵送装置(330)关闭。