CN112648061A - 发动机冷却系统、柴油发动机和检测冷却液过高的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于柴油发动机技术领域,本发明提出了一种发动机冷却系统,包括通过管路连通的水泵、水箱、发动机水套和膨胀水箱,发动机冷却系统还包括:装配于膨胀水箱的压力传感器、温度传感器和ECU,压力传感器用于采集膨胀水箱内的压力信号,温度传感器用于采集发动机冷却系统的冷却水的温度信号,ECU与压力传感器和温度传感器均电连接。本发明提出的发动机冷却系统在膨胀水箱上安装压力传感器,通过压力传感器监测的膨胀水箱内的压力,同时结合冷却液温度及环境压力,综合判断冷却液是否沸腾,进而判断是否需要报警或限制扭矩,避免在海拔较高或者冷却液浓度变化时仅通过温度判断冷却液是否沸腾导致判断不准确的问题。
Description
技术领域
本发明属于柴油发动机技术领域,具体涉及一种发动机冷却系统。本发明还涉及一种柴油发动机和一种检测冷却液过高的方法。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息,其并不必然是现有技术。
当柴油机的冷却液温度过高至沸腾时,会产生大量气泡,冷却水道里一部分面积被气泡所占据,大大降低了热交换效率,导致机油无法冷却,进而会导致柴油机的缸盖、活塞以及轴瓦等部分局部超温,严重时会造成拉缸和化瓦。为了保护柴油机,现有的电控柴油机中一般会配置一种基于冷却液的过热保护策略。该策略中柴油机的过热保护和柴油机的冷却液温度正相关,冷却液温度一高,立即会限制扭矩。但冷却液沸腾的温度受海拔、冷却液浓度影响,无法确定一个固定冷却液沸腾的温度来限制扭矩。
发明内容
本发明的目的是至少解决现有技术中柴油机冷却液过热保护策略受海拔、浓度影响导致准确性差的问题,该目的是通过以下技术方案实现的:
本发明的第一方面提出了一种发动机冷却系统,包括通过管路连通的水泵、水箱、发动机水套和膨胀水箱,所述发动机冷却系统还包括:
装配于所述膨胀水箱的压力传感器,所述压力传感器用于采集所述膨胀水箱内的压力信号;
温度传感器,所述温度传感器用于采集所述发动机冷却系统的冷却水的温度信号;
ECU,所述ECU与所述压力传感器和所述温度传感器均电连接。
本发明提出的发动机冷却系统在膨胀水箱上安装压力传感器,通过压力传感器监测的膨胀水箱内的压力,同时结合冷却液温度及环境压力,综合判断冷却液是否沸腾,进而判断是否需要报警或限制扭矩,避免在海拔较高或者冷却液浓度变化时仅通过温度判断冷却液是否沸腾导致判断不准确的问题。
另外,根据本发明的第一方面提出的发动机冷却系统,还可具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,所述发动机冷却系统还包括水箱除气管,所述水箱通过所述水箱除气管与所述膨胀水箱连通。
在本发明的一些实施例中,所述发动机冷却系统还包括发动机除气管,所述发动机水套通过所述发动机除气管与所述膨胀水箱连通。
在本发明的一些实施例中,所述发动机冷却系统还包括与所述膨胀水箱连接的压力盖。
本发明的第二方面提出了一种柴油发动机,所述柴油发动机包括本发明第一方面提出的发动机冷却系统。
本发明第二方面提出的柴油发动机具有和本发明第一方面提出的发动机冷却系统相同的有益效果,在此不再赘述。
本发明的第三方面提出了一种检测冷却液过高的方法,根据本发明第一方面提出的发动机冷却系统来实施,所述检测冷却液过高方法包括以下步骤:
接收所述压力传感器的所述压力信号和所述温度传感器的所述温度信号;
根据所述压力信号和所述温度信号判断发动机冷却液的温度是否过高。
本发明第三方面提出的检测冷却液过高的方法通过压力传感器监测的膨胀水箱的压力结合冷却液温度及环境压力,判断冷却液是否沸腾,进而综合判断是否需要报警或限制扭矩。
在本发明的一些实施例中,所述检测冷却液过高的方法还包括以下步骤:
接收所述压力传感器的初始压力信号;
在第一预设时间内,接收所述压力传感器的第一实时压力信号和所述温度传感器的温度信号;
判断所述第一实时压力信号与所述初始压力信号的差值是否大于第一预设压力值;
根据所述第一实时压力信号与所述初始压力信号的差值大于第一预设压力值的结果,判断所述温度信号是否大于预设过热保护温度;
根据所述温度信号不大于所述预设过热保护温度的结果,报警提示冷却液即将沸腾;
根据所述温度信号大于所述预设过热保护温度的结果,报警提示冷却液即将沸腾并限制发动机的扭矩。
在本发明的一些实施例中,所述根据所述第一实时压力信号与所述初始压力信号的差值大于第一预设压力值的结果后还包括以下步骤:
接收所述压力传感器的第二实时压力信号;
在第二预设时间内,判断所述第二实时压力信号与所述第一实时压力信号的差值是否小于第二预设压力值;
根据所述第二实时压力信号与所述第一实时压力信号的差值小于第二预设压力值的结果,报警提示冷却液已沸腾并限制发动机的扭矩。
在本发明的一些实施例中,检测冷却液过高的方法还包括以下步骤:
根据在所述第一预设时间内所述第一实时压力信号与所述初始压力信号的差值不大于第一预设压力值的结果,清除所述初始压力信号、所述第一实时压力信号和所述第一预设时间;
根据在所述第二预设时间内所述第二实时压力信号与所述第一实时压力信号的差值不小于第二预设压力值的结果,所述第一实时压力信号、所述第二实时压力信号和所述第二预设时间清零。
在本发明的一些实施例中,所述预设过热保护温度基于大气压力计算。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中:
图1示意性地示出了根据本发明实施方式的发动机冷却系统的结构示意图;
图2示意性地示出了根据本发明实施方式的检测冷却液温度过高的方法的逻辑示意图;
附图中各标记表示如下:
10:柴油发动机、11:水箱、12:膨胀水箱、13:水泵、14:发动机除气管、15:水箱除气管、16:压力盖、17:压力传感器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是,文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的,而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出,否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的,并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行,除非明确指出执行顺序。还应当理解,可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段,但是,这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出,否则诸如“”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此,以下讨论的元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述,可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系,这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如,如果在图中的装置翻转,那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此,示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
如图1所示,本发明的第一方面提出了一种发动机冷却系统,包括通过管路连通的水泵13、水箱11、发动机10水套和膨胀水箱12,发动机冷却系统还包括:
装配于膨胀水箱12的压力传感器17,压力传感器17用于采集膨胀水箱12内的压力信号;
温度传感器,温度传感器用于采集发动机冷却系统的冷却水的温度信号;
ECU,ECU与压力传感器17和温度传感器均电连接。
本发明提出的发动机冷却系统在膨胀水箱12上安装压力传感器17,通过压力传感器17监测的膨胀水箱12内的压力,同时结合冷却液温度及环境压力,综合判断冷却液是否沸腾,进而判断是否需要报警或限制扭矩,避免在海拔较高或者冷却液浓度变化时仅通过温度判断冷却液是否沸腾导致判断不准确的问题。
在本发明的一些实施例中,发动机冷却系统还包括水箱除气管15,水箱11通过水箱除气管15与膨胀水箱12连通。
在本发明的一些实施例中,发动机冷却系统还包括发动机除气管14,发动机10水套通过发动机除气管14与膨胀水箱12连通。
在本发明的一些实施例中,发动机冷却系统还包括与膨胀水箱12连接的压力盖16。
本发明的第二方面提出了一种柴油发动机10,柴油发动机10包括本发明第一方面提出的发动机冷却系统。
如图2所示。本发明的第三方面提出了一种检测冷却液过高的方法,根据本发明第一方面提出的发动机冷却系统来实施,检测冷却液过高方法包括以下步骤:
接收压力传感器17的压力信号和温度传感器的温度信号;
根据压力信号和温度信号判断发动机10冷却液的温度是否过高。
本发明第三方面提出的检测冷却液过高的方法通过压力传感器17监测的膨胀水箱12的压力结合温度传感器监测的冷却液温度及环境压力,判断冷却液是否沸腾,进而综合判断是否需要报警或限制扭矩。
在本发明的一些实施例中,检测冷却液过高的方法还包括以下步骤:
接收压力传感器17的初始压力信号;
在第一预设时间内,接收压力传感器17的第一实时压力信号和温度传感器的温度信号;
判断第一实时压力信号与初始压力信号的差值是否大于第一预设压力值;
根据第一实时压力信号与初始压力信号的差值大于第一预设压力值的结果,判断温度信号是否大于预设过热保护温度;
根据温度信号不大于预设过热保护温度的结果,报警提示冷却液即将沸腾;
根据温度信号大于预设过热保护温度的结果,报警提示冷却液即将沸腾并限制发动机10的扭矩。
第一实时压力信号与初始压力信号的差值是否大于第一预设压力值说明膨胀水箱12内压力变化过大,冷却液马上沸腾或已经沸腾。此时需要报警提示冷却液即将沸腾,同时监测冷却液温度是否达到了预设过热保护温度:如果冷却液温度未达到预设过热保护温度,仅报警提示;如果冷却液温度达到了预设过热保护温度,报警提示的同时限制扭矩。
在本发明的一些实施例中,根据第一实时压力信号与初始压力信号的差值大于第一预设压力值的结果后还包括以下步骤:
接收压力传感器17的第二实时压力信号;
在第二预设时间内,判断第二实时压力信号与第一实时压力信号的差值是否小于第二预设压力值;
根据第二实时压力信号与第一实时压力信号的差值小于第二预设压力值的结果,报警提示冷却液已沸腾并限制发动机10的扭矩。
如果第二预设时间内,第二实时压力信号与第一实时压力信号的差值不小于第二预设压力值,说明膨胀水箱12压力盖16未打开,仍不能确认冷却液已沸腾。第二预设时间过后,数据清0,重新开始计算;如果第二预设时间内,第二实时压力信号与第一实时压力信号的差值小于第二预设压力值,说明膨胀水箱12压力盖16已打开,冷却液已沸腾,进行报警提示冷却液已沸腾并进行限扭。
在本发明的一些实施例中,检测冷却液过高的方法还包括以下步骤:
根据在第一预设时间内第一实时压力信号与初始压力信号的差值不大于第一预设压力值的结果,清除初始压力信号、第一实时压力信号和第一预设时间;
根据在第二预设时间内第二实时压力信号与第一实时压力信号的差值不小于第二预设压力值的结果,清除第一实时压力信号、第二实时压力信号和第二预设时间。不满足判断结果时,数据清零,重新计算。
在本发明的一些实施例中,预设过热保护温度基于大气压力计算。
如图2所示,本发明的工作原理如下:
柴油发动机10起动成功后,压力传感器17记录膨胀水箱12的初始压力信号P0并锁定。实时采集膨胀水箱12的第一实时压力信号P1,在第一预设时间t1内,计算P1-P0是否大于第一预设压力值Pa。分以下两种情况:
第一预设时间t1内,P1-P0≤Pa,说明此时膨胀水箱12内压力变化较小,冷却液温度正常。第一预设时间t1过后,P0、P1、t1清0,重新开始计算。
第一预设时间t1时间,P1-P0>Pa,说明膨胀水箱12内压力变化过大,冷却液马上沸腾或已经沸腾。此时报警提示冷却液即将沸腾,同时温度传感器检测冷却液温度是否达到了标定的基于大气压力的预设过热保护温度:如果冷却液温度未达到基于大气压力的预设过热保护温度,仅报警提示;如果冷却液温度达到了基于大气压力的预设过热保护温度,报警提示的同时限制扭矩。锁定P1压力,采集膨胀水箱12的第二实时压力信号P2。在第二预设时间t2内,计算P2-P1是否小于第二预设压力值Pb(Pb标定为负值)。如果第二预设时间t2内,P2-P1≥Pb,说明膨胀水箱12压力盖16未打开,仍不能确认冷却液已沸腾。第二预设时间t2过后,P2、t2清0,重新开始计算;如果第二预设时间t2内,P2-P1<Pb,说明膨胀水箱12压力盖16已打开,冷却液已沸腾,进行报警提示冷却液已沸腾并进行限扭。
以上,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种发动机冷却系统,包括通过管路连通的水泵、水箱、发动机水套和膨胀水箱,其特征在于,所述发动机冷却系统还包括:
装配于所述膨胀水箱的压力传感器,所述压力传感器用于采集所述膨胀水箱内的压力信号;
温度传感器,所述温度传感器用于采集所述发动机冷却系统的冷却水的温度信号;
ECU,所述ECU与所述压力传感器和所述温度传感器均电连接。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统,其特征在于,所述发动机冷却系统还包括水箱除气管,所述水箱通过所述水箱除气管与所述膨胀水箱连通。
3.根据权利要求1所述的发动机冷却系统,其特征在于,所述发动机冷却系统还包括发动机除气管,所述发动机水套通过所述发动机除气管与所述膨胀水箱连通。
4.根据权利要求1至3任一项所述的发动机冷却系统,其特征在于,所述发动机冷却系统还包括与所述膨胀水箱连接的压力盖。
5.一种柴油发动机,其特征在于,所述柴油发动机包括根据权利要求1至4中任一项所述的发动机冷却系统。
6.一种检测冷却液过高的方法,根据权利要求1至4任一项所述的发动机冷却系统来实施,其特征在于,所述检测冷却液过高方法包括以下步骤:
接收所述压力传感器的所述压力信号和所述温度传感器的所述温度信号;
根据所述压力信号和所述温度信号判断发动机冷却液的温度是否过高。
7.根据权利要求6所述的检测冷却液过高的方法,其特征在于,所述检测冷却液过高的方法还包括以下步骤:
接收所述压力传感器的初始压力信号;
在第一预设时间内,接收所述压力传感器的第一实时压力信号和所述温度传感器的温度信号;
判断所述第一实时压力信号与所述初始压力信号的差值是否大于第一预设压力值;
根据所述第一实时压力信号与所述初始压力信号的差值大于第一预设压力值的结果,判断所述温度信号是否大于预设过热保护温度;
根据所述温度信号不大于所述预设过热保护温度的结果,报警提示冷却液即将沸腾;
根据所述温度信号大于所述预设过热保护温度的结果,报警提示冷却液即将沸腾并限制发动机的扭矩。
8.根据权利要求7所述的检测冷却液过高的方法,其特征在于,所述根据所述第一实时压力信号与所述初始压力信号的差值大于第一预设压力值的结果后还包括以下步骤:
接收所述压力传感器的第二实时压力信号;
在第二预设时间内,判断所述第二实时压力信号与所述第一实时压力信号的差值是否小于第二预设压力值;
根据所述第二实时压力信号与所述第一实时压力信号的差值小于第二预设压力值的结果,报警提示冷却液已沸腾并限制发动机的扭矩。
9.根据权利要求8所述的检测冷却液过高的方法,其特征在于,检测冷却液过高的方法还包括以下步骤:
根据在所述第一预设时间内所述第一实时压力信号与所述初始压力信号的差值不大于第一预设压力值的结果,清除所述初始压力信号、所述第一实时压力信号和所述第一预设时间;
根据在所述第二预设时间内所述第二实时压力信号与所述第一实时压力信号的差值不小于第二预设压力值的结果,所述第一实时压力信号、所述第二实时压力信号和所述第二预设时间清零。
10.根据权利要求7至9任一项所述的检测冷却液过高的方法,其特征在于,所述预设过热保护温度基于大气压力计算。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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