CN209557084U - 一种基于双循环冷却回路的工程车辆智能热调控系统 - Google Patents

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张小朋
遇超
秦四成
李克锋
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Jilin University
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Abstract

本实用新型涉及一种基于双循环冷却回路的工程车辆智能热调控系统，属于工程车辆智能热管理领域。根据工程车辆主要热源特征，在高、低温冷却循环回路中加入温度采集和控制系统。在高、低温冷却循环工作状态下，传感器采集各主要热源温度信号，经过电子控制单元(ECU)处理分析后，控制变速器调节输出转速，分别调节高、低温循环水泵和冷却风扇的转速，最终实现散热系统智能调控的目的。

Description

一种基于双循环冷却回路的工程车辆智能热调控系统
技术领域
本实用新型涉及车辆智能热调控领域，特别涉及基于双循环冷却回路的车辆智能热管理领域，对于大功率、长工时、工作环境严苛的工程车辆尤为适用。
背景技术
随着国家基础建设的兴起，工程车辆越来越广泛地应用于国防、矿山、道路、桥梁等基础设施领域。这些领域也对工程车辆提出功率更大、性能更强的要求。同时，新型工程车辆采用了多项节能技术，如高压共轨、涡轮增压和废气再循环等。这些装置不仅使动力舱内部结构更为紧凑，而且也产生了更多的热量。然而传统的工程车辆冷却系统处理方式多为增加一些辅助散热装置或者加大加宽散热器尺寸，这些措施在有限的动力舱空间收效甚微；并且冷却风扇始终以同一转速工作，冷却液以同一流速循环，不能满足各热源需求，造成了能源浪费、作业效率低、散热能力差等结果。因此工程车辆热调控技术亟待改进。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种基于双循环冷却回路的工程车辆智能热调控系统，解决现有技术存在的上述问题。对工作油油温进行准确控制，有利于延长工作油使用寿命、提高工作效率；有利于发动机在合理的温度范围内工作，提高发动机燃油效率。因此，本实用新型以控制工程车辆各热源为目的，设计了一种车辆智能热调控系统，通过传感器和ECU监测各热源温度并判断控制变速器各输出转速，最终分别控制循环水泵、冷却风扇转速，以使液压油、传动油、增压空气、发动机在合理的工作温度内运行，借此提高工程车辆整车动力性、耐久性和燃油经济性。
为实现本实用新型的上述目的，采用的技术方案如下：
发动机18将转速输出至变速器19，变速器19分别对高、低温循环水泵(9、2)和冷却风扇1变速输出。
温度传感器(4、11、14、15)采集各热源实时温度数据，并将数据传递给控制单元(ECU)17，经由ECU判断后，调节变速器19转速，从而分别改变高、低温循环水泵(9、2)和冷却风扇1的转速。
为了实时采集发动机进气温度以及液压油、传动油的工作温度，将温度传感器(4、11、14、15)置于水冷中冷器3气侧出口、发动机水套10出口、液压油油箱13和传动油油箱16中。
温度传感器(11、15)监测到发动机水套10出口、传动油油箱16温度过高时，电子控制单元(ECU)17控制变速器19调节输出转速，使高温循环水泵9转速增加，增大高温循环回路散热量。当传动油、发动机温度回归合理工作温度范围时，电子控制单元(ECU)17再次控制变速器19调节输出转速，使高温循环各热源维持在合理工作温度范围内。
温度传感器(4、14)监测到水冷中冷3气侧出口、液压油油箱13温度过高时，电子控制单元(ECU)17控制变速器19调节输出转速，使低温循环水泵2转速加快，增大低温循环回路散热量。当增压空气、液压油温度回归到合理工作温度时，电子控制单元(ECU)17再次控制变速器19调节输出转速，使低温循环各热源维持在合理工作温度范围内。
当高、低温循环回路冷却液温度都过高时，高、低温循环水泵(9、2)转速都增加，冷却液流速加快。同时，为进一步增加散热器(7、6)的散热量，此时电子控制单元(ECU)17控制变速器19调节冷却风扇1输出高转速，使高、低温散热器(7、6)的换热效率进一步提高，将热量更高效的释放到外界环境中。
本实用新型的有益效果在于：
1.变速器将发动机输出转速分别传递至高、低温循环泵以及冷却风扇，使其能根据各循环内热源状态独立调整转速，避免了统一转速引起散热能力不足的现象。
2.通过温度传感器采集各主要热源温度，利用电子控制单元(ECU)根据不同状态判断控制变速器输出转速,在不增加散热器换热面积的情况下，增加散热系统循环速度,提高了散热效率，解决了不同工况高、低温散热需求不同的问题。
3.冷却风扇转速由ECU根据系统散热需求控制，在高、低温循环热源温度过高时提高转速，解决了发动机低转速、大转矩工况下的散热需求不足的问题,缩短了发动机的热机时间。
附图说明
此处结合附图对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型的结构设计图
其中，1、冷却风扇；2、低温循环水泵；3、水冷中冷器；4、温度传感器(中冷器出口)；5、液压油散热器；6、低温散热器；7、高温散热器；8、传动油散热器；9、高温循环水泵；10、发动机水套；11、温度传感器(发动机水套出口)；12、电子节温器；13、液压油油箱；14、温度传感器(液压油油箱)；15、温度传感器(传动油油箱)；16、传动油油箱；17、电子控制单元(ECU)；18、发动机；19、变速器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
参见图1所示，本实用新型是基于双循环冷却回路的工程车辆智能热调控系统，主要包括冷却风扇1、低温循环水泵2、水冷中冷器3、温度传感器(中冷器出口)4、液压油散热器5、低温散热器6、高温散热器7、传动油散热器8、高温循环水泵9、发动机水套10、温度传感器(发动机水套出口)11、节温器12、液压油油箱13、温度传感器(液压油油箱)14、温度传感器(传动油油箱)15、传动油油箱16、电子控制单元(ECU)17、发动机18、变速器19。
节温器12未开启时，高温循环泵9为高温循环回路冷却液提供动力，流经发动机18。此时，工程车辆各热源温度较低，ECU不参与调控。当温度升高到节温器12开启时，高温循环冷却液首先经过传动油散热器8为传动油降温，然后流经发动机水套10为发动机18散热，最后回到高温散热器7将热量传递至外界环境中。在工程车辆高速跑状态下，温度传感器(11、15)采集到发动18温度和传动油温超过合理范围时，ECU参与高温循环散热系统调控，控制变速器19使高温循环水泵9转速升高，增加高温循环回路散热量。当温度传感器(11、15)采集到发动机18和传动油温度恢复至合理范围时，ECU控制变速器19使高温循环水泵9转速恢复。
低温循环水泵2为低温循环回路冷却液提供动力，冷却液首先经过水冷中冷器3为增压空气降温，然后流经液压油散热器5冷却液压油，最后流回低温散热器6将热量传递至外界环境中。在工程车辆作业状态下，液压油温度传感器14采集到温度升高超过合理油温时，ECU参与低温散热系统调控中，控制变速器19使低温循环水泵2转速升高，增加低温循环回路散热量。当温度传感器14采集到液压油恢复至合理温度时，ECU控制变速器19使低温循环水泵2转速恢复。
随着工程车辆大载荷和长时间工作，各热源产热量增大，需要双循环系统提高散热效率。此时，ECU控制变速器提高高温循环水泵、低温循环水泵和冷却风扇转速，使高、低温循环冷却液快速流经各散热器，同时降低各热源温度至合理范围内。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于双循环冷却回路的工程车辆智能热调控系统，其特征在于：
所述的基于双循环冷却回路的车辆智能热调控系统是由高温冷却循环回路、低温冷却循环回路和控制回路组成的热调控系统；所述高温冷却循环回路主要包括高温散热器(7)、传动油散热器(8)和高温循环水泵(9)；所述低温冷却循环回路主要包括低温散热器(6)、水冷中冷器(3)、液压油散热器(5)和低温循环水泵(2)；所述控制回路主要包括第一温度传感器(4)、第二温度传感器(11)、第三温度传感器(14)、第四温度传感器(15)、电子控制单元(ECU)(17)和变速器(19)。
2.根据权利要求1所述的基于双循环冷却回路的工程车辆智能热调控系统，其特征在于：
发动机(18)与变速器(19)相连，将动力传递给变速器(19)，再分别传递给高温循环水泵(9)、低温循环水泵(2)和冷却风扇(1)；电子控制单元(ECU)(17)根据采集到的各热源温度信号，根据情况进行判断处理后，输出命令调控变速器(19)输出转速，从而改变高温循环水泵(9)、低温循环水泵(2)和冷却风扇(1)的转速。
3.根据权利要求1所述的基于双循环冷却回路的工程车辆智能热调控系统，其特征在于：
第二温度传感器(11)、第四温度传感器(15)监测到发动机水套(10)出口或传动油油箱(16)温度值过高时，电子控制单元(ECU)(17)控制变速器(19)输出转速，使高温循环水泵(9)转速增加，冷却液流速加快，加强高温散热器(7)强制对流换热，增大高温循环回路散热量，将热量更高效的释放到外界环境中；当传动油、发动机温度回归适宜工作温度范围时，电子控制单元(ECU)(17)再次控制变速器(19)输出转速，使高温循环水泵恢复到标准转速。
4.根据权利要求1所述的基于双循环冷却回路的工程车辆智能热调控系统，其特征在于：
第一温度传感器(4)、第三温度传感器(14)监测到水冷中冷器(3)气侧出口或液压油油箱(13)温度过高时，电子控制单元(ECU)(17)控制变速器(19)输出转速，使低温循环水泵(2)转速增加，冷却液流速加快，加强低温散热器(6)强制对流换热，增大低温循环回路散热量，将热量更高效的释放到外界环境中；当增压空气、液压油温度回归适宜工作温度范围时，电子控制单元(ECU)(17)再次控制变速器(19)输出转速，低温循环泵恢复到标准转速。
5.根据权利要求1所述的基于双循环冷却回路的工程车辆智能热调控系统，其特征在于：
当高、低温循环冷却回路各热源温度都过高时，电子控制单元(ECU)(17)控制变速器(19)使高温循环水泵(9)、低温循环水泵(2)转速增加，冷却液流速加快；为了进一步加大高温散热器(7)、低温散热器(6)的散热量，此处设计电子控制单元(ECU)(17)控制变速器(19)令冷却风扇(1)转速提高，加大高温散热器(7)、低温散热器(6)的强制换热效率，使热量更高效的释放到外界环境中。
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