CN106499494A - 汽车发动机零流量冷却系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车发动机零流量冷却系统及其控制方法，发动机出水盖安装在发动机本体缸盖的后端，第一冷却液控制阀安装在发动机出水盖上，并串联在发动机出水盖的旁通回路中；第二冷却液控制阀串联在机油冷却器、暖风机冷却液回路中，控制通过机油冷却器、暖风机冷却液的流动；散热器进水管与发动机出水盖接头连接，散热器出水管与电子节温器连接，电子节温器对经过散热器冷却的冷却液流动进行控制。可以缩短发动机热机时间，降低汽车发动机燃油消耗，减少由于发动机热机慢导致的零部件磨损，延长发动机使用寿命。

Description

汽车发动机零流量冷却系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及汽车发动机热管理技术领域，适用汽车发动机冷却液流动的控制系统，具体涉及一种汽车发动机零流量冷却系统及其控制方法。
背景技术
汽车发动机在冷却液温度过低（60℃以下）情况下工作运行过程中，发动机润滑油粘度较大，流动性差，运动零件摩擦阻力增大；同时由于零件温度过低，热量损失增加，燃烧过程恶化，容易在发动机燃烧室内形成积碳，造成活塞环胶结等现象，压缩力不足，发动机功率下降；发动机冷却液温度过低时，还会造成零部件磨损加剧。车辆在发动机未充分暖机的情况下长期短距离行驶使用，将加速发动机零部件的磨损，缩短发动机使用寿命。
传统汽车发动机热管理技术中，发动机冷却液只是通过出水节温或进水节温控制，进入整车暖风机的冷却液不进行流动控制，在这种汽车发动机冷却液流动控制方法下，发动机暖机速度慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车发动机零流量冷却系统及其控制方法，缩短发动机热机时间，降低汽车发动机燃油消耗，减少由于发动机热机慢导致的零部件磨损，延长发动机使用寿命。
本发明通过以下技术方案实现上述目的。汽车发动机零流量冷却系统，包括发动机出水盖、第一冷却液控制阀、第二冷却液控制阀和电子节温器，发动机出水盖与发动机本体缸盖的后端连接，发动机出水盖的出口分别连接第一冷却液控制阀和散热器，机油冷却器安装在发动机本体缸体上，机油冷却器的入口与发动机本体缸体连接,机油冷却器出口通过暖风机与第二冷却液控制阀连接，第一冷却液控制阀、第二冷却液控制阀、涡轮增压器和电子节温器出口均与发动机供水泵入口连接，发动机供水泵安装在发动机本体缸体上，且发动机供水泵的出口分别与发动机本体缸体和电子辅助水泵的入口连接，电子辅助水泵的出口与涡轮增压器入口连接，散热器的出口连接电子节温器的入口，散热器上连接有膨胀水壶。
一种汽车发动机零流量冷却系统的控制方法，发动机出水盖安装在发动机本体缸盖的后端，第一冷却液控制阀安装在发动机出水盖上，并串联在发动机出水盖的旁通回路中；第二冷却液控制阀串联在机油冷却器、暖风机冷却液回路中，控制通过暖风机冷却液的流动；散热器进水管与发动机出水盖接头连接，散热器出水管与电子节温器连接，电子节温器对经过散热器冷却的冷却液流动进行控制；其控制方法如下：
1）发动机启动后暖机阶段，第一冷却液控制阀、第二冷却液控制阀及电子节温器均处于关闭状态，只有涡轮增压器冷却回路中的冷却液在流动；
2）发动机暖机阶段，如果需要暖风机工作，由ECU控制将第二冷却液控制阀开启；
3）当发动机冷却液温度上升至设定温度时，第一冷却液控制阀和第二冷却液控制阀开启；此时，发动机出水盖旁通回路、机油冷却器、暖风机冷却回路均开启工作；
4）当发动机冷却液温度继续上升至设定温度时，ECU控制将电子节温器逐步开启；电子节温器完全开启后，电子节温器副阀将发动机出水盖旁通回路关闭；此时，散热器冷却回路，机油冷却器、暖风机冷却回路，涡轮增压器冷却回路均处于工作状态。
优选地，所述步骤3）中的设定温度为70~75℃。
优选地，所述步骤4）中的设定温度为90~95℃。
本发明的控制系统在汽车发动机暖机阶段，对发动机冷却液的流动进行控制，无冷却液从发动机出水盖流出；在无暖风请求（除霜除雾）的情况下，无冷却液通过暖风机，充分利用发动机燃烧产生的热量快速完成暖机过程，降低燃油消耗；同时在发动机进水口应用电子节温器进行进水节温控制，使冷却液经过散热器（风扇）冷却后再进入发动机。汽车发动机零流量冷却系统可以缩短发动机热机时间，降低汽车发动机燃油消耗，减少由于发动机热机慢导致的零部件磨损，延长发动机使用寿命。
附图说明
图1.汽车发动机零流量冷却系统结构图。
图中：1.发动机本体，2.发动机出水盖，3.第一冷却液控制阀，4.机油冷却器，5.暖风机，6.第二冷却液控制阀，7.散热器，8.膨胀水壶，9.电子节温器，10.发动机供水泵，11.电子辅助水泵，12.涡轮增压器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。参见图1，汽车发动机零流量冷却系统，包括发动机出水盖2、第一冷却液控制阀3、第二冷却液控制阀6和电子节温器9，发动机出水盖2与发动机本体1缸盖的后端连接，发动机出水盖2的出口分别连接第一冷却液控制阀3和散热器7，机油冷却器4安装在发动机本体1缸体上，机油冷却器4的入口与发动机本体1缸体连接,机油冷却器4出口通过暖风机5与第二冷却液控制阀6连接，第一冷却液控制阀3、第二冷却液控制阀6、涡轮增压器12和电子节温器9出口均与发动机供水泵10入口连接，发动机供水泵10安装在发动机本体1缸体上，且发动机供水泵10的出口分别与发动机本体1缸体和电子辅助水泵11的入口连接，电子辅助水泵11的出口与涡轮增压器12入口连接，散热器7的出口连接电子节温器9的入口，散热器7上连接有膨胀水壶8。
一种汽车发动机零流量冷却系统的控制方法，发动机出水盖2安装在发动机本体1缸盖的后端，第一冷却液控制阀3安装在发动机出水盖2上，并串联在发动机出水盖2的旁通回路中；第二冷却液控制阀6串联在机油冷却器4、暖风机5冷却液回路中，控制通过暖风机5冷却液的流动；散热器7进水管与发动机出水盖2接头连接，散热器7出水管与电子节温器9连接，电子节温器9对经过散热器7冷却的冷却液流动进行控制；其控制方法如下：
1）发动机启动后暖机阶段，第一冷却液控制阀3、第二冷却液控制阀6及电子节温器9均处于关闭状态，只有涡轮增压器12冷却回路中的冷却液在流动；
2）发动机暖机阶段，如果需要暖风机工作，由ECU控制将第二冷却液控制阀6开启；
3）当发动机冷却液温度上升至设定温度70~75℃时，第一冷却液控制阀3和第二冷却液控制阀6开启；此时，发动机出水盖2旁通回路、机油冷却器4、暖风机5冷却回路均开启工作；
4）当发动机冷却液温度继续上升至设定温度90~95℃时，ECU控制将电子节温器9逐步开启；电子节温器9完全开启后，电子节温器9副阀将发动机出水盖2旁通回路关闭；此时，散热器7冷却回路，机油冷却器4、暖风机5冷却回路，涡轮增压器12冷却回路均处于工作状态。
实施例：现介绍本发明的一个较佳实施方案。某直喷增压发动机采用零流量冷却控制系统设计方案，零流量冷却系统控制方法如下：
1、发动机启动后暖机阶段，第一冷却液控制阀3、第二冷却液控制阀6及电子节温器9均处于关闭状态，只有涡轮增压器12冷却回路中的冷却液在流动，可充分利用发动机本体1燃烧产生的热量使冷却液温度快速升高。
2、发动机暖机阶段，如果需要暖风机工作（取暖、除霜除雾），有暖风请求时，ECU必须控制将第二冷却液控制阀6开启。
3、当发动机冷却液温度上升至设定温度75℃时，第一冷却液控制阀3开启，第二冷却液控制阀6也开启；此时，发动机出水盖2旁通回路，机油冷却器4、暖风机5冷却回路均开启工作。
4、当发动机冷却液温度继续上升至设定温度95℃时，ECU控制将电子节温器9逐步开启；电子节温器9完全开启后，电子节温器9副阀将发动机出水盖2旁通回路关闭。此时，散热器7冷却回路，机油冷却器4、暖风机5冷却回路，涡轮增压器12冷却回路均处于工作状态。
本发明在发动机暖机阶段，通过冷却液控制阀对发动机出水盖旁通回路，机油冷却器、暖风机回路冷却液的流动进行控制，并通过电子节温器对进入发动机的冷却液进行进水节温控制控制，缩短发动机暖机时间，减少降低发动机零部件的磨损；在NEDC循环测试工况中，可以降低2.2%的整车燃油消耗。

Claims (4)

1.汽车发动机零流量冷却系统，包括发动机出水盖、第一冷却液控制阀、第二冷却液控制阀和电子节温器，其特征在于，发动机出水盖与发动机本体缸盖的后端连接，发动机出水盖的出口分别连接第一冷却液控制阀和散热器，机油冷却器安装在发动机本体缸体上，机油冷却器的入口与发动机本体缸体连接,机油冷却器出口通过暖风机与第二冷却液控制阀连接，第一冷却液控制阀、第二冷却液控制阀、涡轮增压器和电子节温器出口均与发动机供水泵入口连接，发动机供水泵安装在发动机本体缸体上，且发动机供水泵的出口分别与发动机本体缸体和电子辅助水泵的入口连接，电子辅助水泵的出口与涡轮增压器入口连接，散热器的出口连接电子节温器的入口，散热器上连接有膨胀水壶。
2.一种如权利要求1所述的汽车发动机零流量冷却系统的控制方法，其特征在于，发动机出水盖安装在发动机本体缸盖的后端，第一冷却液控制阀安装在发动机出水盖上，并串联在发动机出水盖的旁通回路中；第二冷却液控制阀串联在机油冷却器、暖风机冷却液回路中，控制通过暖风机冷却液的流动；散热器进水管与发动机出水盖接头连接，散热器出水管与电子节温器连接，电子节温器对经过散热器冷却的冷却液流动进行控制；其控制方法如下：
1）发动机启动后暖机阶段，第一冷却液控制阀、第二冷却液控制阀及电子节温器均处于关闭状态，只有涡轮增压器冷却回路中的冷却液在流动；
2）发动机暖机阶段，如果需要暖风机工作，由ECU控制将第二冷却液控制阀开启；
3）当发动机冷却液温度上升至设定温度时，第一冷却液控制阀和第二冷却液控制阀开启；此时，发动机出水盖旁通回路、机油冷却器、暖风机冷却回路均开启工作；
4）当发动机冷却液温度继续上升至设定温度时，ECU控制将电子节温器逐步开启；电子节温器完全开启后，电子节温器副阀将发动机出水盖旁通回路关闭；此时，散热器冷却回路，机油冷却器、暖风机冷却回路，涡轮增压器冷却回路均处于工作状态。
3.根据权利要求2所述的汽车发动机零流量冷却系统的控制方法，其特征在于，所述步骤3）中的设定温度为70~75℃。
4.根据权利要求2所述的汽车发动机零流量冷却系统的控制方法，其特征在于，所述步骤4）中的设定温度为90~95℃。
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