CN110397497A - 一种智能电子风扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种智能电子风扇，包括与发动机散热器紧密结合的第一水箱风扇和第二水箱风扇以及与中冷器紧密结合的中冷风扇，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇通过一散热风扇控制器ECU根据温度数值实时控制第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇开、关和无级变速控制；所述温度数值来源于分散设置在发动机进出水口的水温传感器和中冷器进出气口的气温传感器所监测的水温、气温温度信号。本发明智能电子风扇提高了发动机输出动力，降低油耗，由于去除了原发动机散热大功耗风扇，减少了原有风扇的功率消耗(传统散热风扇经国家检测部门测试，消耗功率为发动机总功率8‑10％)，电子风扇耗电由发电机补偿。

Description

一种智能电子风扇

技术领域

本发明涉及车用发动机风扇技术领域,特别涉及一种智能电子风扇。

背景技术

常规发动机冷却系统，对于散热各部件都没有问题，可是发动机散热效果仍然不佳，经常出现高温开锅问题。

发动机散热器安装位置一般位于发动机中轴偏下，在工程机械车辆上，由于车架结构和车桥结构、安装位置、空间所限，无法正常安装。发动机散热器与前桥发生位置重叠和干涉。

常规发动机散热风扇，安装位置一般位于发动机中轴偏下，在工程机械车辆上，由于车架结构和车桥结构、安装位置、空间所限，无法正常安装。

另外常规发动机散热风扇转速与发动机转速有关，不与发动机的散热有关，使得发动机能量损耗加大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有常规发动机散热风扇所存在的上述技术问题而提供一种去掉发动机风扇叶片和法兰盘，完全摆脱了对发动机转速的依赖，风扇的转速与散热只跟发动机的散热需求有关，而不跟发动机运行状态有关，只与发动机散热需求成正比的智能电子风扇。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种智能电子风扇，包括与发动机散热器紧密结合的第一水箱风扇和第二水箱风扇以及与中冷器紧密结合的中冷风扇，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇通过一散热风扇控制器ECU根据温度数值实时控制第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇开、关和无级变速控制；所述温度数值来源于分散设置在发动机进出水口的水温传感器和中冷器进出气口的气温传感器所监测的水温、气温温度信号。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇均利用托架与发动机安装架连接，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇的上部用连接杆与发动机支架螺纹孔连接使所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇紧固、稳定、无震动。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇中的电机均为无刷电机。

在本发明的一个优选实施例中，所述散热风扇控制器ECU具有第一COM脚、HOME脚、第一5V电源脚、第二COM脚、AT脚、第二5V电源脚、第三COM脚、WT脚、GND脚、AP1脚、WP1脚、WP2脚、ACC脚和S-24V电源脚，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇的控制端分别连接WP1脚、WP2脚、AP1脚，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇的正极端分别串联保险管S-FU2、保险管S-FU3、保险管S-FU1，保险管S-FU2、保险管S-FU3、保险管S-FU1另一端并接后一方面通过保险管S-FU4与散热风扇控制器ECU的S-24V电源脚连接，另一方面与电源总开关K1的一端连接；所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇的负极端均与散热风扇控制器ECU的GND脚连接并同时接地；蓄电池的正极与电源总开关K1的另一端连接，蓄电池的负极接地；电源总开关K1的一端还通过保险管F-FU2与点火开关JK的一端连接，点火开关JKD的电源输入端一方面与发动机ECU连接，另一方面与散热风扇控制器ECU的ACC脚连接，点火开关JK又一端通过开关KD接一继电器线圈；一键全速开关K2的两端分别与散热风扇控制器ECU的第一COM脚、HOME脚连接；所述气温传感器EPS3分别与所述散热风扇控制器ECU的第一5V电源脚、第二COM脚、AT脚连接，所述水温传感器EPS4分别与所述散热风扇控制器ECU的第二5V电源脚、第三COM脚、WT脚连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述散热风扇控制器ECU安装在一防水铝合金控制器外壳内。

在本发明的一个优选实施例中，所述水温传感器和气温传感器均为数字式温度传感器或电阻式温度传感器。

由于采用了如上的技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下特点：

(1)本发明智能电子风扇的好处就是实现智能电控，完全摆脱了对发动机转速的依赖，本发明智能电子风扇的转速与散热只跟发动机的散热需求有关，而不跟发动机运行状态有关。与发动机散热需求成正比。可以保证发动机实时处于最佳的水、气温度范围内。当发动机处于低转速运行时，本发明智能电子风扇仍可以高速运转散热。本发明智能电子风扇的转速由连接发动机水箱进出水口、中冷器进气口的水温传感器、气温传感器，实时传递给散热风扇智能控制器ECU，散热风扇智能控制器ECU根据不同的工作状态、水温、气温选择不同降温模式(开启主扇、辅助扇、无极变速和关)。尽量降低发动机能量损耗。

(2)本发明智能电子风扇直径变小，噪音也就相应地降低很多，提高了车辆整体舒适性。虽然电子风扇直径变小，但是能产生的散热量却不会减少。本发明智能电子风扇完全可以提供一个大直径冷却风扇所能产生的散热风量。本发明智能电子风扇有效解决发动机高温问题，而且可以大大提高发动机燃油经济型，提升发动机工作效率，延长寿命。”

(3)本发明智能电子风扇位置可以根据空间、位置需要自行设计，不在局限于发动机散热风扇输出轴固定位置，不受发动机安装位置、散热风扇输出轴位置，车架空间限制。一款车架可以选配不同型号发动机，对现有车架结构不需要做较大修改或另行设计，提高了产品研发周期。

(4)本发明智能电子风扇对散热器、中冷器工作状态有效监控。温度控制更精确，发动机动力更稳定。不会因发动机长时间工作，散热水温升高，发动机功率降低。本发明智能电子风扇不仅一定能满足发动机散热需求，而且散热效果更好。

(5)本发明智能电子风扇项目与水箱和中冷器并联布置，模块化管理，安装位置灵活。同时，维修保养方面也非常便捷，利于发动机散热。

(6)本发明智能电子风扇有效解决了夏天水温过高，冬天水温上升慢的问题的弊端；恒温控制，使发动机温度不会过冷或过热，减少发动机低温磨损。

(7)本发明智能电子风扇保证了发动机水温恒定在85℃左右，气温恒定在45℃左右；可使发动机获得最佳热效率，发动机不存在高温开锅问题。发动机动力性能更稳定。减少废气排放，可提高热力10-15％

(8)本发明智能电子风扇提高了发动机输出动力，降低油耗，由于去除了原发动机散热大功耗风扇，减少了原有风扇的功率消耗(传统散热风扇经国家检测部门测试，消耗功率为发动机总功率8-10％)，电子风扇耗电由发电机补偿。

(9)本发明智能电子风扇提升了发动机的有效功率，降低了一定的燃油消耗，降低了发动机的废气排放，可提高热力10-15％。夏季节油4-5％，冬季8-10％，降低发动机维修保养费用，提高发动机使用寿命。

(10)本发明智能电子风扇使冬季取暖效果更好，由于水箱水温控制运行，热能得到储存，使暖风更暖，提高车厢舒适度，提高车厢换热效率。

(11)本发明智能电子风扇降低发动机风扇和车厢噪音，使驾驶更加舒适。

附图说明

图1为本发明智能电子风扇的控制原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

参见图1，图中所示的一种智能电子风扇，包括与发动机散热器紧密结合的第一水箱风扇FM2和第二水箱风扇FM3以及与中冷器紧密结合的中冷风扇FM1，第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3和中冷风扇FM1通过一散热风扇控制器ECU根据温度数值实时控制第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3和中冷风扇FM1开、关和无级变速控制；温度数值来源于分散设置在发动机进出水口的水温传感器EPS4和中冷器进出气口的气温传感器EPS3所监测的水温、气温温度信号。

第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3和中冷风扇FM1均利用托架与发动机安装架连接，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇的上部用连接杆与发动机支架螺纹孔连接使第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3和中冷风扇FM1紧固、稳定、无震动,并对现有车架结构不需要做较大修改或另行设计。

第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3和中冷风扇FM1中的电机均为无刷电机，参数规格为24V/50A/1000W。第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3和中冷风扇FM1中的电机转速随温度变化而变化，由散热风扇控制器ECU控制。

散热风扇控制器ECU为汽车专用芯片，耐温及耐压等级高，质量稳定使用寿命长，电气防护等级为IP65；散热风扇控制器ECU安装在一防水铝合金控制器外壳内。

散热风扇控制器ECU具有第一COM脚、HOME脚、第一5V电源脚、第二COM脚、AT脚、第二5V电源脚、第三COM脚、WT脚、GND脚、AP1脚、WP1脚、WP2脚、ACC脚和S-24V电源脚，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇的控制端分别连接WP1脚、WP2脚、AP1脚，第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3和中冷风扇FM1的正极端分别串联保险管S-FU2、保险管S-FU3、保险管S-FU1，保险管S-FU2、保险管S-FU3、保险管S-FU1另一端并接后一方面通过保险管S-FU4与散热风扇控制器ECU的S-24V电源脚连接，另一方面与电源总开关K1的一端连接；第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3和中冷风扇FM1的负极端均与散热风扇控制器ECU的GND脚连接并同时接地；蓄电池B+24V的正极与电源总开关K1的另一端连接，蓄电池B+24V的负极接地；电源总开关K1的一端还通过保险管F-FU2与点火开关JK的一端连接，点火开关JKD的电源输入端一方面与发动机ECU连接，另一方面与散热风扇控制器ECU的ACC脚连接，点火开关JK又一端通过开关KD接一继电器线圈；一键全速开关K2的两端分别与散热风扇控制器ECU的第一COM脚、HOME脚连接；气温传感器EPS3分别与所述散热风扇控制器ECU的第一5V电源脚、第二COM脚、AT脚连接，水温传感器EPS4分别与散热风扇控制器ECU的第二5V电源脚、第三COM脚、WT脚连接。

水温传感器EPS4和气温传感器EPS3均为数字式温度传感器或电阻式温度传感器。

本发明主要技术性能指标如下

1.散热器出水温度达到85℃时，第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3同时开始工作，此时第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3的转速约为额定转速的25％，当发动机出水温度达到90℃时，第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3全速运转，在此溫度区间，第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3是作无极调速的。

2.中冷器出气温度达到43℃时，中冷风扇FM1开始工作，此时中冷风扇FM1的转速约为额定转速的25％，当发动机出水温度达到45℃时，第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3全速运转，在此温度区间，第一水箱风扇FM2、第二水箱风扇FM3是作无极调速的。

3.本发明保证了发动机水温恒定在85℃左右，气温恒定在45℃左右，发动机不存在高温开锅问题。发动机动力性能更稳定。

4.经过测算，传统风扇将直接消耗的发动机约10％以上功率。本发明智能电子风扇消耗的电功率约为原传统式冷却风扇消耗功率的10～20％，电子风扇耗电由发电机补偿，电子风扇具有非常明显的节能降耗功能。即节能约8％左右。

Claims (6)

1.一种智能电子风扇，其特征在于，包括与发动机散热器紧密结合的第一水箱风扇和第二水箱风扇以及与中冷器紧密结合的中冷风扇，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇通过一散热风扇控制器ECU根据温度数值实时控制第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇开、关和无级变速控制；所述温度数值来源于分散设置在发动机进出水口的水温传感器和中冷器进出气口的气温传感器所监测的水温、气温温度信号。

2.如权利要求1所述的一种智能电子风扇，其特征在于，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇均利用托架与发动机安装架连接，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇的上部用连接杆与发动机支架螺纹孔连接使所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇紧固、稳定、无震动。

3.如权利要求2所述的一种智能电子风扇，其特征在于，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇中的电机均为无刷电机。

4.如权利要求1或2或3所述的一种智能电子风扇，其特征在于，所述散热风扇控制器ECU具有第一COM脚、HOME脚、第一5V电源脚、第二COM脚、AT脚、第二5V电源脚、第三COM脚、WT脚、GND脚、AP1脚、WP1脚、WP2脚、ACC脚和S-24V电源脚，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇的控制端分别连接WP1脚、WP2脚、AP1脚，所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇的正极端分别串联保险管S-FU2、保险管S-FU3、保险管S-FU1，保险管S-FU2、保险管S-FU3、保险管S-FU1另一端并接后一方面通过保险管S-FU4与散热风扇控制器ECU的S-24V电源脚连接，另一方面与电源总开关K1的一端连接；所述第一水箱风扇、第二水箱风扇和中冷风扇的负极端均与散热风扇控制器ECU的GND脚连接并同时接地；蓄电池的正极与电源总开关K1的另一端连接，蓄电池的负极接地；电源总开关K1的一端还通过保险管F-FU2与点火开关JK的一端连接，点火开关JKD的电源输入端一方面与发动机ECU连接，另一方面与散热风扇控制器ECU的ACC脚连接，点火开关JK又一端通过开关KD-NO接一继电器线圈；一键全速开关K2的两端分别与散热风扇控制器ECU的第一COM脚、HOME脚连接；所述气温传感器EPS3分别与所述散热风扇控制器ECU的第一5V电源脚、第二COM脚、AT脚连接，所述水温传感器EPS4分别与所述散热风扇控制器ECU的第二5V电源脚、第三COM脚、WT脚连接。

5.如权利要求1所述的一种智能电子风扇，其特征在于，所述散热风扇控制器ECU安装在一防水铝合金控制器外壳内。

6.如权利要求1所述的一种智能电子风扇，其特征在于，所述水温传感器和气温传感器均为数字式温度传感器或电阻式温度传感器。