CN111779561A - 一种发动机散热系统及调控方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种发动机散热系统及调控方法，包括控制器、具有散热器的冷却液循环组件和具有中冷器的进气组件，散热器能够通过第一风扇散热，中冷器能够通过第二风扇散热；所述冷却液循环组件及进气组件中分别设置有温度传感器，控制器能够采集发动机的转速及温度传感器的温度信息，并调节第一风扇与第二风扇的转速，以使得风扇转速数值适配于发动机中待散出的热量数值。本公开能够根据发动机处的冷却液温度、进气管中的空气温度以及发动机转速来调节风扇的启停与转速，在满足发动机散热需求的前提下，降低风扇的功耗。

Description

一种发动机散热系统及调控方法
技术领域
本公开属于发动机技术领域，具体涉及一种发动机散热系统及调控方法。
背景技术
在国六车辆的开发过程中，油耗问题成为国六标准实施过程中的一个难点。 国六标准不仅对排放要求提高了很多，而且要求整车的综合油耗比国五低12％左 右，因此导致现在很多车辆排放达标而油耗不能满足燃料消耗量限值。
对于发动机来说，如何让发动机内的冷却液和进气温度时刻保持在最适宜的 范围内，而又不会消耗过多的发动机功率，是降低发动机油耗的一个重要措施。
发明人认为，当整车处于怠速状态时，发动机的散热量比较小，如果怠速状 态下和整车运行状态下的风扇控制温度一样的话，会造成怠速状态的整车油耗增 加、噪音增大。
发明内容
本公开目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种发动机散热系统及调控 方法，能够在满足发动机散热的情况下，减少散热系统中风扇等组件的功耗。
为实现上述目的，本公开的第一方面提供一种发动机散热系统，包括控制器、 具有散热器的冷却液循环组件和具有中冷器的进气组件，散热器能够通过第一风 扇散热，中冷器能够通过第二风扇散热。
所述冷却液循环组件及进气组件中分别设置有温度传感器，控制器能够采集 发动机的转速及温度传感器的温度信息，并调节第一风扇与第二风扇的转速，以 使得风扇转速数值适配于发动机中待散出的热量数值。
本公开的第二方面提供一种发动机散热调控方法，利用了所述的发动机散热 系统,包括以下步骤：
将发动机的转速设定为N，将发动机进液口处冷却液的温度设定为T，将进 气管处气体的温度设定为t；
当N<n1时，若T<T2，则第一风扇不转；若T>T2，第一风扇开始启动；T<T2-2 时，第一风扇停止工作；
当N>n1时，若T<T2-5，则第一风扇不转；若T>T2-5时，第一风扇开始启动， 若T<(T2-5)-2时，第一风扇停止工作；
当N<n1时，若t<t2，第二风扇不转；若t>t2，第二风扇开始启动，若t< t2-2，第二风扇停止工作；
当N>n1时，若t<t2-5，第二风扇不转；若t>t2-5，第二风扇开始启动； 若t<(t2-5)-2，第二风扇停止工作；
其中T2-5为T2的温度减去5摄氏度；T2-5为发动机转速大于n1时，第一风 扇初转温度，T2-5高于发动机的节温器的初开温度3℃。
其中t2-5为t2的温度减去5摄氏度；t2-5为发动机转速大于n1时，第二风 扇初转温度，t2-5低于发动机的进气限扭温度15℃。
以上一个或多个技术方案的有益效果为：
本公开中采用控制器来试试监控发动机的转速信息以及冷却液的温度信息、 进气管处温度信息，能够通过对转速信息及温度信息的综合判断来调节风扇的转 速，使得风扇的转速能够匹配当前散热的需求；避免风扇转速较低造成的发动机 降温速度慢或无法有效降温的问题、以及风扇转速较高造成的功耗浪费。
控制器收集发动机的转速作为参照变量，相对于单独采用温度信息来调节的 方式来说，能够利用发动机的当前转速信息来预测发动机热量排放趋势，使得风 扇能够提前动作，在发动机温度到达限定值之前就有启动并降温。
利用发动机转速来预测发热量的方式能够使得风扇的转速调节更加匹配于 发动机的发热量，提高调节的准确性，既能够保证发动机运行在合适温度下，又 不会浪费过多的发动机功率。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开 的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例1中整体结构示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。 除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普 通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限 制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出， 否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使 用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件 和/或它们的组合；
为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅 表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为 了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特 定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
可以理解的是，现有技术的发动机中均配备有冷却液循环组件和进气组件。 具体的，发动机内部具有冷却液循环通道，在与外部连接上，发动机具有进液口 和出液口，发动机的出液口处连通有节温器的进口，节温器的出口一分为二，一 个连接散热管、一个连接直流管，可以理解的是，散热管中安装散热器以实现冷 却液的换热降温，直流管中没有散热器，直接回流进发动机的进液口。发动机 的进液口与水泵的出液口连通，水泵的两个进液口分别与直流管和散热管连通。
同时发动机运行过程中需要通入压缩空气，而压缩空气为外界空气经空滤器 过滤、增压器增压后得到，经压缩增压后的空气必然温度升高，需要利用中冷器 进行降温。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种发动机散热系统，包括控制器、具有散热器 的冷却液循环组件和具有中冷器的进气组件，散热器能够通过第一风扇散热，中 冷器能够通过第二风扇散热。
可以理解是的，本方案中第一风扇与第二风扇仅是用来区分，不代表两处风 扇的结构、大小相同或不同，其可由本领域技术人员自行设置，此处不再进行赘 述。
所述冷却液循环组件及进气组件中分别设置有温度传感器，控制器能够采集 发动机的转速及温度传感器的温度信息，并调节第一风扇与第二风扇的转速，以 使得风扇转速数值适配于发动机中待散出的热量数值。
发动机的出液口处安装有节温器，发动机的进液口处安装有水泵，水泵与节 温器之间并联安装有散热管和直流管，散热管上安装有所述散热器。
进气组件包括空滤器，空滤器通与增压器连通，增压器与中冷器连通，中冷 器与发动机的进气管连通。
冷却液循环组件中设置有第一温度传感器，第一温度传感器能够测量从发动 机进液口处的冷却液温度；进气组件中设置有第二温度传感器，第二温度传感器 能够测量发动机进气管处的空气温度的温度。
所述控制器能够将采集到的温度数值、转速数值与预设数值进行比对，进而 输出不同的控制信号，以分别调节第一风扇、第二风扇的转速。
可以理解的是，本方案中的控制器可以采用单片机，也可以采用arm处理器 等，具体的，可由本领域技术人员自行设置，此处不再赘述，但是不应认为是不 清楚的。
可以理解的是，第一风扇与第二风扇可以分别采用步进电机驱动，通过控制 器控制步进电机的转动，能够实现风扇的无极调速。控制器如何控制步进电机的 转动属于现有技术，此处不再赘述，但是不应认为是不清楚的。
在本实施例中，车辆的ECU能够接收发动机的转速信息、冷却液及进气管处 空气的温度信息，所述ECU能够与控制器通信以传输数据信息。所述控制器通过 CAN总线与ECU通信。
实施例2
本实施例提供一种发动机散热调控方法，利用了所述的发动机散热系统,包 括以下步骤：
将发动机的转速设定为N，将发动机进液口处冷却液的温度设定为T，将进 气管处气体的温度设定为t。可以理解的是，T与t均是用来代指温度，此处大 写与小写的不同仅是用来实现不同介质温度的区分。
第一风扇的调控方式：
当T<T1时，第一风扇反转除尘；T1为车辆运行的最高环境温度，此处设置的 目的是，车辆首次启动的时候，进行反转除尘。此时冷却液的温度低于当地的最 高环境温度(例如45℃),T1<T2。
当N<n1时，若T1<T<T2，则第一风扇不转；若T>T2，第一风扇开始启动； T<T2-2时，第一风扇停止工作。
当N>n1时，若在T1<T<T2-5，则第一风扇不转；若T>T2-5时，第一风扇开 始启动，若T2-5<T<T3，第一风扇的转速无极调速；若T<(T2-5)-2时，第一风 扇停止工作。
其中T2-5为T2的温度减去5摄氏度；T2-5为第一风扇初转温度，T2-5高于 发动机的节温器的初开温度3℃。其中T3为第一风扇全速转动时的温度，T3高于 发动机的节温器的全开温度3℃。
其中n1为发动机的怠速转速加上100r/min。
第二风扇的调控方式：
当t<t1时，第二风扇反转除尘；T1与t1的数值相同，均为车辆运行的最高环 境温度，此处设置的目的是，车辆首次启动的时候，进行反转除尘。此时冷却液 的温度低于当地的最高环境温度(例如45℃)。t1<t2。
当N<n1时，若t1<t<t2，第二风扇不转；若t>t2，第二风扇开始启动，若t< t2-2，第二风扇停止工作。
当N>n1时，若t1<t<t2-5，第二风扇不转；若t>t2-5，第二风扇开始启动； 若t2-5<t<t3，第二风扇的转速无极调速；若t<(t2-5)-2，第二风扇停止工作。
其中t2-5为第二风扇初转时的温度，t2-5低于发动机的进气限扭温度15℃。 其中t3为第二风扇全速转动时的温度，t3低于发动机的进气限扭温度5℃。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保 护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本 领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的 保护范围以内。

Claims (10)

1.一种发动机散热系统，其特征是，包括控制器、具有散热器的冷却液循环组件和具有中冷器的进气组件，散热器能够通过第一风扇散热，中冷器能够通过第二风扇散热；
所述冷却液循环组件及进气组件中分别设置有温度传感器，控制器能够采集发动机的转速及温度传感器的温度信息，并调节第一风扇与第二风扇的转速，以使得风扇转速数值适配于发动机中待散出的热量数值。
2.如权利要求1所述的发动机散热系统，其特征是，发动机的出液口处安装有节温器，发动机的进液口处安装有水泵，水泵与节温器之间并联安装有散热管和直流管，散热管上安装有所述散热器。
3.如权利要求1所述的发动机散热系统，其特征是，进气组件包括空滤器，空滤器通与增压器连通，增压器与中冷器连通，中冷器与发动机的进气管连通。
4.如权利要求1所述的发动机散热系统，其特征是，冷却液循环组件中设置有第一温度传感器，第一温度传感器能够测量从发动机进液口处的冷却液温度；进气组件中设置有第二温度传感器，第二温度传感器能够测量发动机进气管处的空气温度的温度。
5.如权利要求1所述的发动机散热系统，其特征是，所述控制器能够将采集到的温度数值、转速数值与预设数值进行比对，进而输出不同的控制信号，以分别调节第一风扇、第二风扇的转速。
6.一种发动机散热调控方法，利用了权利要求1-5中任意一项所述的发动机散热系统,其特征是，
将发动机的转速设定为N，将发动机进液口处冷却液的温度设定为T，将进气管处气体的温度设定为t；
当N<n1时，若T1<T<T2，则第一风扇不转；若T>T2，第一风扇开始启动；T<T2-2时，第一风扇停止工作；
当N>n1时，若在T1<T<T2-5，则第一风扇不转；若T>T2-5时，第一风扇开始启动，若T<(T2-5)-2时，第一风扇停止工作；
当N<n1时，若t1<t<t2，第二风扇不转；若t>t2，第二风扇开始启动，若t<t2-2，第二风扇停止工作；
当N>n1时，若t1<t<t2-5，第二风扇不转；若t>t2-5，第二风扇开始启动；若t<(t2-5)-2，第二风扇停止工作；
其中T2-5为T2的温度减去5摄氏度；T2-5为发动机转速大于n1时，第一风扇初转温度，T2-5高于发动机的节温器的初开温度3℃。
其中t2-5为t2的温度减去5摄氏度；t2-5为发动机转速大于n1时，第二风扇初转温度，t2-5低于发动机的进气限扭温度15℃。
7.如权利要求1所述的发动机散热系统，其特征是，当T<T1时，第一风扇反转除尘，当t<t1时，第二风扇反转除尘；T1与t1的数值相同，均为车辆运行的最高环境温度，T1<T2,t1<t2。
8.如权利要求1所述的发动机散热系统，其特征是，当N>n1时，若T2-5<T<T3，第一风扇的转速无极调速；当N>n1时，若t2-5<t<t3，第二风扇的转速无极调速；
其中T2-5为发动机转速大于n1时，第一风扇初转温度，T2-5高于发动机的节温器的初开温度3℃。其中t2-5为发动机转速大于n1时，第二风扇初转温度，t2-5低于发动机的进气限扭温度15℃。
9.如权利要求1所述的发动机散热系统，其特征是，车辆的ECU能够接收发动机的转速信息、冷却液及进气管处空气的温度信息，所述ECU能够与控制器通信以传输数据信息。
10.如权利要求9所述的发动机散热系统，其特征是，所述控制器通过CAN总线与ECU通信。
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