CN115355083A - 一种发动机冷却方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

一种发动机冷却方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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CN115355083A CN202211144334.7A CN202211144334A CN115355083A CN 115355083 A CN115355083 A CN 115355083A CN 202211144334 A CN202211144334 A CN 202211144334A CN 115355083 A CN115355083 A CN 115355083A
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张坦志
齐宝丹
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Abstract

本申请公开了一种发动机冷却方法、系统、设备及存储介质，该方法包括：当对发动机中的气体进行冷却时，首先获取发动机的目标运行工况，并基于目标运行工况，控制与目标运行工况相对应的目标冷却系统处于工作状态。然后利用处于工作状态的目标冷却系统冷却发动机的目标气体。也就是，本申请可以基于发动机不同的运行工况，利用不同的目标冷却系统对发动机进行冷却，可以提高发动机的冷却效率，提升冷却效果。

Description

一种发动机冷却方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及控制技术领域，尤其涉及一种发动机冷却方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
通常情况下，涡轮增压发动机比普通发动机拥有更大的动力，其中原因之一就是涡轮增压发动机换气的效率比一般发动机的自然进气更高。当空气进入涡轮增压器其温度会大幅升高，但是气体密度也相应变小，可能影响气体在气缸中燃烧的效率。此时发动机一般会通过中冷器起到冷却气体的作用，高温空气经过中冷器的冷却进入发动机中，可以提高气体密度。
目前两栖交通工具的发动机进行冷却时，一般在不同的工况环境中都是利用水空中冷器类冷却进行发动机的高温气体，冷却系统无法较好地适应不同环境中发动机的气体冷却，导致发动机的冷却效果差，冷却效率较低。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种发动机冷却方法、系统、设备及存储介质，以便提高发动机的冷却效率，提升冷却效果。
第一方面，本申请提供了一种发动机冷却方法，所述方法包括：
获取发动机的目标运行工况；
基于所述目标运行工况，控制目标冷却系统处于工作状态，所述目标冷却系统与所述目标运行工况一一对应；
控制所述目标冷却系统冷却所述发动机的目标气体。
在一种可能的实现方式中，所述目标运行工况为水上运行工况或者陆上运行工况。
在一种可能的实现方式中，当所述目标运行工况为所述水上运行工况时，所述目标冷却系统包括：海水泵和第一水空中冷器；
所述控制目标冷却系统处于工作状态，包括：
控制所述海水泵和所述第一水空中冷器处于开启状态；
所述控制所述目标冷却系统冷却所述发动机的目标气体，包括：
控制所述目标气体进入所述第一水空中冷器；
利用所述海水泵抽取海水进入所述第一水空中冷器，以便利用所述海水冷却所述第一水空中冷器中的目标气体。
在一种可能的实现方式中，所述目标冷却系统还包括：第二水空中冷器；
在利用所述海水泵抽取海水进入所述第一水空中冷器，以便利用所述海水冷却所述第一水空中冷器中的目标气体之后，所述方法还包括：
利用所述海水泵抽取海水进入所述第二水空中冷器，以便利用所述海水冷却经过所述第一水空中冷器冷却的目标气体。
在一种可能的实现方式中，当所述目标运行工况为所述陆上运行工况时，所述目标冷却系统包括：空空中冷器；所述空空中冷器包括：风扇；
所述控制目标冷却系统处于工作状态，包括：
控制所述风扇处于开启状态；
所述控制所述目标冷却系统冷却所述发动机的目标气体，包括：
控制所述目标气体进入所述空空中冷器，以便利用处于开启状态的风扇冷却所述空空中冷器中的目标气体。
在一种可能的实现方式中，所述目标气体为经过增压器压缩的气体。
第二方面，本申请提供了一种发动机冷却系统，所述系统包括：控制器、第一冷却系统和第二冷却系统；
所述控制器，用于根据发动机的目标运行工况，控制所述第一冷却系统或者所述第二冷却系统处于工作状态；
所述第一冷却系统/所述第二冷却系统，用于冷却所述发动机的目标气体。
在一种可能的实现方式中，当所述目标运行工况为水上运行工况时，所述第一冷却系统包括：海水泵和第一水空中冷器；
所述控制器，具体用于根据所述水上运行工况，控制所述目标气体进入所述第一水空中冷器；控制所述海水泵和所述第一水空中冷器处于开启状态；
所述海水泵，用于抽取海水进入所述第一水空中冷器；
所述第一水空中冷器，用于利用所述海水冷却进入所述第一水空中冷器的目标气体。
在一种可能的实现方式中，当所述目标运行工况为陆上运行工况时，所述第二冷却系统包括：空空中冷器；所述空空中冷器包括：风扇；
所述控制器，具体用于根据所述陆上运行工况，控制所述目标气体进入所述空空中冷器；控制所述风扇处于开启状态；
所述风扇，用于冷却进入所述空空中冷器的目标气体。
在一种可能的实现方式中，所述第一冷却系统还包括：第二水空中冷器；
所述海水泵，还用于抽取海水进入所述第二水空中冷器；
所述第二水空中冷器，用于利用所述海水冷却经过所述第一水空中冷器冷却的目标气体。
在一种可能的实现方式中，所述第一冷却系统和所述第二冷却系统处于串联连接状态。
第三方面，本申请提供了一种发动机冷却设备，所述设备包括：存储器以及处理器；
所述存储器用于存储相关的程序代码；
所述处理器用于调用所述程序代码，执行上述第一方面任意一种实现方式所述的发动机冷却方法。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行上述第一方面任意一种实现方式所述的发动机冷却方法。
由此可见，本申请具有如下有益效果：
在本申请的上述实现方式中，为了避免发动机运行时发动机内的气体温度过高，需要冷却发动机的气体，首先获取发动机的目标运行工况，并基于目标运行工况，控制与目标运行工况相对应的目标冷却系统处于工作状态。然后利用处于工作状态的目标冷却系统冷却发动机的目标气体。也就是，本申请可以基于发动机不同的运行工况，利用不同的目标冷却系统对发动机进行冷却，可以提高发动机的冷却效率，提升冷却效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本申请中提供的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种发动机冷却方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种发动机冷却系统的示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种发动机冷却系统的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种发动机冷却设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实施例仅为本申请示例性的实施方式，并非全部实现方式。本领域技术人员可以结合本申请的实施例，在不进行创造性劳动的情况下，获得其他的实施例，而这些实施例也在本申请的保护范围之内。
目前两栖交通工具的发动机进行冷却时，在不同的工况环境中都是利用水空中冷器类冷却进行发动机的高温气体，冷却系统无法较好地适应不同环境中发动机的气体冷却，导致发动机的冷却效果差，冷却效率较低。
基于此，本申请实施例提供了一种发动机冷却方法，以便提高发动机冷却的效率，提升冷却效果。具体实现时，当对发动机中的气体进行冷却时，首先获取发动机的目标运行工况，并基于目标运行工况，控制与目标运行工况相对应的目标冷却系统处于工作状态。然后利用处于工作状态的目标冷却系统冷却发动机的目标气体。也就是，本申请可以基于发动机不同的运行工况，利用不同的目标冷却系统对发动机进行冷却，可以提高发动机的冷却效率，提升冷却效果。
为了便于理解本申请实施例所提供的技术方案，下面将结合附图进行具体介绍。
参见图1，图1为本申请实施例提供的一种发动机冷却方法的流程图。
该方法可以包括以下步骤：
S101：获取发动机的目标运行工况。
为了防止发动机中的气体温度过高，对发动机造成损坏，需要对进入发动机的气体进行冷却降温。本申请实施例的发动机冷却方法可以针对两栖交通工具，比如两栖车用发动机，也就是，发动机可以运行在水上工况或者陆上工况，所以可以首先获取发动机的目标运行工况，并针对不同的运行工况使用不同的冷却方法。
S102：基于目标运行工况，控制目标冷却系统处于工作状态，该目标冷却系统与目标运行工况一一对应。
S103：控制目标冷却系统冷却发动机的目标气体。
当获取发动机的目标运行工况后，可以控制与目标运行工况相对应的目标冷却系统处于工作状态，然后控制目标冷却系统冷却发动机的目标气体。其中，该目标气体可以为经过增压器压缩的气体。当空气进入发动机后，为了提高发动机燃烧气体的效率，可以利用增压器压缩原始的空气，以提高气体密度，增加进入发动机气缸的气体量。同时，在压缩气体的同时，会导致加压后的气体温度升高，一方面，温度较高的气体会导致气体密度减少，影响气缸的进气量；另一方面，如果气体的温度过高，会引起发动机爆震的风险，所以需要利用冷却系统冷却加压后的气体，也就是目标气体。其中，该发动机冷却方法可以由发动机的控制设备执行，例如控制器等，本申请实施例对此不做限定。
下面将分别针对不同的运行工况，介绍发动机冷却方法的原理。
具体实现时，当目标运行工况为水上运行工况时，与水上运行工况所对应的目标冷却系统可以包括：海水泵和第一水空中冷器。其中，水空中冷器是以水为冷却介质，主要用于车辆、船舶、发电机组等发动机中增压空气的冷却。对目标气体进行冷却时，可以控制目标气体进入第一水空中冷器，然后利用海水泵抽取海水进入第一水空中冷器，通过海水来冷却第一水空中冷器中的目标气体。其中，可以通过以下方式控制目标气体进入第一水空中冷器，将增压器与第一水空中冷器进行连接，这样当气体经过增压器压缩后可以直接进入第一水空中冷器。或者当增压器连接有多个通道时，可以利用阀门仅控制增压器与第一水空中冷器连接的通道开启，以便使目标气体进入第一水空中冷器。
另外，为了避免经过第一水空中冷器冷却的目标气体温度不满足要求，进一步提升目标气体的冷却效果，本申请实施例还可以提供第二水空中冷器，也就是，目标系统中还可以包括第二水空中冷器，利用第二水空中冷器冷却经过第一水空中冷器冷却的目标气体。具体地，可以控制第一水空中冷器冷却输出的目标气体进入第二水空中冷器，利用海水泵抽取海水进入第二水空中冷器，以便利用海水冷却进入第二水空中冷器的目标气体。
可选地，当目标运行工况为陆上运行工况时，与陆上运行工况所对应的目标冷却系统可以包括：空空中冷器，该空空中冷器中包括风扇。其中，水空中冷器是以空气为冷却介质，比如利用冷空气与热空气的对流。当利用空空中冷器冷却目标气体时，首先可以控制目标气体进入空空中冷器，然后开启空空中冷器的风扇，利用风扇冷却空空中冷器中的目标气体。其中，控制目标气体进入空空中冷器的方式可以参见上述方法实施例，例如，可以将增压器与空空中冷器进行连接，这样当气体经过增压器压缩后可以直接进入空空中冷器。或者当增压器连接有多个通道时，可以利用阀门仅控制增压器与空空中冷器连接的通道开启，以便使目标气体进入第一水空中冷器。
在一种可能的实现方式中，第一水空中冷器和空空中冷器作为两个不同的冷却系统，可以串联连接，也可以并联连接。当串联连接时，可以由增压器串联连接第一水空中冷器，然后第一水空中冷器串联连接空空中冷器；也可以由增压器串联连接空空中冷器，然后空空中冷器串联连接第一水空中冷器，这样目标气体可以依次进入不同的冷却系统。如果发动机处于水上运行工况，则可以控制第一水空中冷器以及与第一水空中冷器连接的抽水泵处于工作状态，控制空空中冷器的风扇处于关闭状态，因此可以利用海水冷却第一水空中冷器的目标气体。如果发动机处于陆上运行工况，则可以控制第一水空中冷器和抽水泵关闭，控制空空中冷器的风扇处于开启状态，以便利用风扇冷却空空中冷器中的目标气体。当两个冷却系统并联连接时，经过增压器得到目标气体后，可以利用阀门等开关装置，控制目标气体进入第一水空中冷器或者空空中冷器，利用第一水空中冷器或者空空中冷器冷却目标气体。
通过本申请实施例提供的发动机冷却方法，可以根据发动机不同的运行工况，控制相应的目标冷却系统冷却发动机的气体，可以提高发动机的冷却效率，提升冷却效果。
基于上述方法实施例，本申请实施例提供一种发动机冷却系统。参见图2，图2为本申请实施例提供的一种发动机冷却系统的示意图。
该系统200可以包括：控制器201、第一冷却系统202和第二冷却系统203；
控制器201，用于根据发动机的目标运行工况，控制第一冷却系统202或者第二冷却系统203处于工作状态；
第一冷却系统202/第二冷却系统203，用于冷却发动机的目标气体。
具体实现时，当目标运行工况为水上运行工况时，第一冷却系统包括：海水泵和第一水空中冷器。此时，控制器可以根据水上运行工况，控制目标气体进入第一水空中冷器。然后控制海水泵和第一水空中冷器处于开启状态，利用海水泵抽取海水进入第一水空中冷器，以便海水冷却进入第一水空中冷器的目标气体。其中，目标气体可以为经过增压器加压后的气体。控制目标气体进入第一水空中冷器的方式可以参见上述方法实施例，在此不再赘述。另外，为了进一步提升冷却效果，保证进入发动机气缸的气体温度符合要求，第一冷却系统还可以包括：第二水空中冷器。海水泵可以抽取海水进入第二水空中冷器，当第一水空中冷器冷却目标气体后，控制器可以控制经过冷却的目标气体进入第二水空中冷器，以便第二水空中冷器中的海水冷却目标气体。
可选地，当目标运行工况为陆上运行工况时，第二冷却系统可以包括：空空中冷器，该空空中冷器包括风扇。控制器可以根据陆上运行工况，控制目标气体进入空空中冷器，并控制风扇处于开启状态，利用风扇冷却进入空空中冷器的目标气体。
在一种可能的实现方式中，第一冷却系统和第二冷却系统可以为串联连接状态。当空气经过增压器压缩处理得到目标气体后，目标气体可以依次经过第一冷却系统、第二冷却系统，或者依次经过第二冷却系统、第一冷却系统。当目标运行工况为水上运行工况时，控制第一冷却系统处于工作状态，第二冷却系统为不工作状态，从而可以利用第一冷却系统冷却目标气体。当目标运行工况为陆上运行工况时，控制第二冷却系统处于工作状态，第一冷却系统为不工作状态，从而可以利用第二冷却系统冷却目标气体。此外，第一冷却系统和第二冷却系统也可以为并联连接状态，控制器可以通过阀门等开关装置，控制目标气体进入第一冷却系统或者第二冷却系统，以便利用第一冷却系统或者第二冷却系统冷却目标气体。
下面将结合一种具体应用场景，介绍发动机冷却的原理。参见图3，图3为本申请实施例提供的另一种发动机冷却系统的示意图。
由图3可知，该冷却系统300包括低压级增压器301、第一水空中冷器302、高压级增压器303、第二水空中冷器304、海水泵305、空空中冷器306以及控制器307；其中，空空中冷器306中包括风扇，低压级增压器301、第一水空中冷器302、高压级增压器303、第二水空中冷器304、海水泵305以及空空中冷器306为串联连接。
当空气进入低压级增压器301后，经过压缩得到目标气体。此时控制器307可以判断发动机的目标运行工况，如果此时目标运行工况为水上运行工况，则控制器307可以控制第一水空中冷器302、第二水空中冷器304和海水泵305处于工作状态，海水泵305可以抽取舱外的海水进入第一水空中冷器302和第二水空中冷器304，当目标气体进入第一水空中冷器302后，海水可以冷却目标气体。经过第一水空中冷器302冷却的目标气体进入高压级增压器303之后，可以对冷却后的目标气体再次压缩，以便提高气体密度，提升进入发动机气缸的进气量。经过再次压缩的目标气体进入第二水空中冷器304，利用第二水空中冷器304中的海水对再次压缩的目标气体进行冷却，冷却后的目标气体经过空空中冷器后进入发动机的气缸进行燃烧，此时空空中冷器为不工作状态。其中，第一水空中冷器302和第二水空中冷器304中的海水完成冷却后，可以根据舱内的管路流通排出至舱外。
如果发动机的目标运行工况为陆上运行工况，则控制器307可以控制空空中冷器的风扇处于开启状态，第一水空中冷器302、第二水空中冷器304和海水泵305处于不工作状态。那么气体经过低压级增压器301、第一水空中冷器302、高压级增压器303、第二水空中冷器304后进入空空中冷器306，此时空空中冷器306的风扇可以对目标气体进行冷却，使气体进行降温后再进入发动机的气缸进行燃烧。
通过本申请实施例提供的发动机冷却系统，可以根据发动机不同的运行工况，控制相应的冷却系统冷却发动机的气体，可以提高发动机的冷却效率，提升冷却效果。
基于上述方法实施例和系统实施例，本申请实施例还提供一种发动机冷却设备。参见图4，图4为本申请实施例提供的一种发动机冷却设备的示意图。
该设备400包括：存储器401以及处理器402；
所述存储器401用于存储相关的程序代码；
所述处理器402用于调用所述程序代码，执行上述方法实施例所述的发动机冷却方法。
此外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行上述方法实施例所述的发动机冷却方法。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。尤其，对于系统或装置实施例而言，由于其基本类似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关部分参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元或模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元或模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上，可以根据实际需要选择其中的部分或者全部单元或模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种发动机冷却方法，其特征在于，所述方法包括：
获取发动机的目标运行工况；
基于所述目标运行工况，控制目标冷却系统处于工作状态，所述目标冷却系统与所述目标运行工况一一对应；
控制所述目标冷却系统冷却所述发动机的目标气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标运行工况为水上运行工况或者陆上运行工况。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述目标运行工况为所述水上运行工况时，所述目标冷却系统包括：海水泵和第一水空中冷器；
所述控制目标冷却系统处于工作状态，包括：
控制所述海水泵和所述第一水空中冷器处于开启状态；
所述控制所述目标冷却系统冷却所述发动机的目标气体，包括：
控制所述目标气体进入所述第一水空中冷器；
利用所述海水泵抽取海水进入所述第一水空中冷器，以便利用所述海水冷却所述第一水空中冷器中的目标气体。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标冷却系统还包括：第二水空中冷器；
在利用所述海水泵抽取海水进入所述第一水空中冷器，以便利用所述海水冷却所述第一水空中冷器中的目标气体之后，所述方法还包括：
利用所述海水泵抽取海水进入所述第二水空中冷器，以便利用所述海水冷却经过所述第一水空中冷器冷却的目标气体。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述目标运行工况为所述陆上运行工况时，所述目标冷却系统包括：空空中冷器；所述空空中冷器包括：风扇；
所述控制目标冷却系统处于工作状态，包括：
控制所述风扇处于开启状态；
所述控制所述目标冷却系统冷却所述发动机的目标气体，包括：
控制所述目标气体进入所述空空中冷器，以便利用处于开启状态的风扇冷却所述空空中冷器中的目标气体。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标气体为经过增压器压缩的气体。
7.一种发动机冷却系统，其特征在于，所述系统包括：控制器、第一冷却系统和第二冷却系统；
所述控制器，用于根据发动机的目标运行工况，控制所述第一冷却系统或者所述第二冷却系统处于工作状态；
所述第一冷却系统/所述第二冷却系统，用于冷却所述发动机的目标气体。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，当所述目标运行工况为水上运行工况时，所述第一冷却系统包括：海水泵和第一水空中冷器；
所述控制器，具体用于根据所述水上运行工况，控制所述目标气体进入所述第一水空中冷器；控制所述海水泵和所述第一水空中冷器处于开启状态；
所述海水泵，用于抽取海水进入所述第一水空中冷器；
所述第一水空中冷器，用于利用所述海水冷却进入所述第一水空中冷器的目标气体。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，当所述目标运行工况为陆上运行工况时，所述第二冷却系统包括：空空中冷器；所述空空中冷器包括：风扇；
所述控制器，具体用于根据所述陆上运行工况，控制所述目标气体进入所述空空中冷器；控制所述风扇处于开启状态；
所述风扇，用于冷却进入所述空空中冷器的目标气体。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一冷却系统还包括：第二水空中冷器；
所述海水泵，还用于抽取海水进入所述第二水空中冷器；
所述第二水空中冷器，用于利用所述海水冷却经过所述第一水空中冷器冷却的目标气体。
11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一冷却系统和所述第二冷却系统处于串联连接状态。
12.一种发动机冷却设备，其特征在于，所述设备包括：存储器以及处理器；
所述存储器用于存储相关的程序代码；
所述处理器用于调用所述程序代码，执行权利要求1至6任一项所述的发动机冷却方法。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行权利要求1至6任一项所述的发动机冷却方法。
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