CN210178453U - 一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，包括：直驱冷却风扇、辅助冷却风扇、发动机、电机以及电子控制单元；所述发动机设置在冷却涵道内部，所述发动机的输出轴连接有电机，所述电机一端连接有直驱冷却风扇，所述发动机的输出轴带动直驱冷却风扇转动，所述直驱冷却风扇用于冷却发动机气缸温度；所述发动机的两侧缸头上安装有缸温传感器，所述缸温传感器采集所述发动机的缸头温度传输至电子控制单元；所述冷却涵道内壁气缸头部位置设置有辅助冷却风扇，所述辅助冷却风扇设置在发动机冷却风的轴线方向上，所述电子控制单元发送信号控制辅助冷却风扇工作，所述辅助冷却风扇能够实现正转或反转。

Description

一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种冷却装置，尤其涉及一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置。

背景技术

目前重油发动机在航空领域有着诸多应用方面的优势，例如安全性、可靠性、经济型等，但是研究重油发动机面临的一个重要难点是发动机缸头温度的控制，由于重油的燃点较高，温度过低会导致重油雾化不完全无法点燃，因而燃烧不充分易积碳，温度过高会烧坏发动机内部活塞等机械零部件，所以控制好缸头温度在合适范围内对重油发动机工作起着重要的作用。

油电混合动力系统中，发动机输出轴与直驱冷却风扇、发电机由螺丝连接在一起，由发动机带动电机旋转将机械能转换为电能输出，提供给后端用电负载，发动机电子控制单元(ECU)根据后端用电负载的电压需求调节发动机油门开度，控制发动机转速已达到调节输出电压的目标。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，包括：直驱冷却风扇、辅助冷却风扇、发动机、电机以及电子控制单元；所述发动机设置在冷却涵道内部，所述发动机的输出轴连接有电机，所述电机一端连接有直驱冷却风扇，所述发动机的输出轴带动直驱冷却风扇转动，所述直驱冷却风扇用于冷却发动机缸体温度；所述发动机的两侧缸头上连接有缸温传感器，所述缸温传感器采集所述发动机的缸头温度传输至电子控制单元；所述冷却涵道内壁气缸头部位置设置有辅助冷却风扇，其中，至少一个所述辅助冷却风扇设置在发动机轴线方向上；所述电子控制单元发送信号控制辅助冷却风扇工作，所述辅助冷却风扇能够实现正转或反转。

本实用新型一个较佳实施例中，当缸温传感器检测到发动机缸温高于设定温度时，所述辅助冷却风扇正转，用于发动机缸体的降温。

本实用新型一个较佳实施例中，当缸温传感器检测到发动机缸温低于设定温度时，所述辅助冷却风扇反转，用于发动机缸体的升温。

本实用新型一个较佳实施例中，所述电子控制单元根据后端用电负载的电压需求调整发动机油门开度，控制发动机转速。

本实用新型一个较佳实施例中，所述直驱冷却风扇与发动机同步旋转。

本实用新型一个较佳实施例中，所述直驱冷却风扇与所述电机通过螺丝机械耦合。

本实用新型一个较佳实施例中，所述发动机输出轴贯穿所述电机连接至直驱冷却风扇。

本实用新型一个较佳实施例中，所述辅助冷却风扇交替设置在发动机缸体的两侧。

本实用新型一个较佳实施例中，所述辅助冷却风扇工作时吹出的风向与发动机轴线方向相同。

本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型具备以下有益效果：

(1)直驱冷却风扇配合冷却涵道提供主要的冷却强度，同时保证发动机低速工作时可以维持发动机缸头温度在要求的温度范围以内，直驱冷却风扇与发动机同步旋转，实现直驱冷却风扇根据发动机的出力进行实时调整转速与冷却效果。

(2)直驱冷却风扇无法满足发动机的冷却强度后，通过辅助冷却风扇的介入提供额外的冷却方式以满足系统所需，通过辅助冷却风扇能够进一步的实现对发动机的温度进行调节，使发动机缸温维持在设定的范围内，控制效果较好。

(3)通过缸温传感器能够实时监测发动机缸头温度，然后将监测的温度传输至电子控制单元，当发动机缸温有超温的趋势时，电子控制单元提前介入，输出控制信号控制辅助冷却风扇的转速进行提前降温，防止发动机缸温超出最大工作温度，造成发动机的损坏，使发动机缸温维持在最佳温度附近。

(4)电动风扇的转速由电调控制，即通过电子控制单元输出信号控制，输出控制量采用PID控制，实现在发动机缸温还未超出最大工作温度，但缸温有超温的趋势时，电子控制单元提前介入控制，不会造成发动机缸温过大时，再进行控制，无法及时进行发动机缸体降温，造成发动机缸温超限，造成发动机的损坏，确保发动机缸温控制在安全范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；

图1是本实用新型的优选实施例的局部结构示意图；

图2是本实用新型的优选实施例的直驱冷却风扇底部示意图；

图中：1、电机，2、直驱风扇，3、辅助冷却风扇，4、冷却涵道，5、缸温传感器，6、发动机。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-2所示，一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，包括：直驱冷却风扇2、辅助冷却风扇3、发动机6、电机1以及电子控制单元；发动机6 设置在冷却涵道4内部，发动机6的输出轴连接有电机1，电机1一端连接有直驱冷却风扇2，发动机6的输出轴带动直驱冷却风扇2转动，直驱冷却风扇2用于冷却发动机6缸体温度；发动机6的两侧缸头上连接有缸温传感器5，缸温传感器的型号为TR/02020带通用连接插头热电阻，缸温传感器5采集发动机6的缸头温度传输至电子控制单元；冷却涵道4内壁上设置有若干个辅助冷却风扇3，其中，至少一个辅助冷却风扇3设置在发动机6输出轴侧；电子控制单元发送信号控制辅助冷却风扇3工作，辅助冷却风扇3通过电动方式控制运行，辅助冷却风扇3能够实现正转或反转。

发动机6正常工作的气缸温度范围是130℃～190℃，但是发动机6缸温会受到发动机6油门、转速、环境温度等条件影响，无法维持在正常温度范围内，因此需要通过直驱冷却风扇2和辅助冷却风扇3共同作用，以实现缸温的控制。

当缸温传感器5检测到发动机6缸温高于设定温度时，辅助冷却风扇3正转，用于发动机6缸体的降温，当缸温传感器5检测到发动机6缸温低于设定温度时，辅助冷却风扇3反转，用于发动机6缸体的升温，直驱冷却风扇2由发动机6直接驱动，该风扇旋转产生的冷却风速和风向均不可调，辅助冷却风扇3的旋转方向可调，当需要减弱冷却强度时，辅助冷却风扇3可以翻转，产生的风与直驱冷却风扇2的风向相反，从而抵消部分冷却风，以达到降低冷却强度，提高气缸温度的目的。

电子控制单元是通用部件，主要功能是测量各个参数、进行内部处理和运算后输出控制量控制电动风扇、舵机等执行元件工作，达到控制的目的；信号控制中，当测试到的发动机6气缸温度高于目标值时，电子控制单元将控制电动风扇正转加强冷却，降低缸温，当测试到的发动机6气缸温度低于目标值时，电子控制单元将控制电动风扇反转减少冷却，提高缸温

电子控制单元根据后端用电负载的电压需求调整发动机6油门开度，控制发动机6转速，通过缸温传感器5能够实时监测发动机6缸头温度，然后将监测的温度传输至电子控制单元，当发动机6缸温有超温的趋势时，电子控制单元提前介入，输出控制信号控制辅助冷却风扇3的转速进行提前降温，防止发动机6缸温超出最大工作温度，造成发动机6的损坏，使发动机6缸温维持在最佳温度附近。

直驱冷却风扇2与发动机6同步旋转，直驱冷却风扇2与电机1通过螺丝机械耦合，发动机6输出轴贯穿电机1连接至直驱冷却风扇2，直驱冷却风扇2 配合冷却涵道4提供主要的冷却强度，同时保证发动机6低速工作时可以维持发动机6缸头温度在要求的温度范围以内，直驱冷却风扇2与发动机6同步旋转，实现直驱冷却风扇2根据发动机6的出力进行实时调整转速与冷却效果。

冷却涵道4主要功能是实现导流的作用，其中图示2的位置是一个圆柱形型面，紧贴直驱冷却风扇2的外壁，另外一端将紧贴发动机6气缸头部，可以限制气流方向，增加气缸头部的气流速度；

辅助冷却风扇3交替设置在发动机6缸体的两侧，辅助冷却风扇3工作时吹出的风向与发动机6轴线方向相同，直驱冷却风扇2无法满足发动机6的冷却强度后，通过辅助冷却风扇3的介入提供额外的冷却方式以满足系统所需，通过辅助冷却风扇3能够进一步的实现对发动机6的温度进行调节，使发动机6 缸温维持在设定的范围内，控制效果较好。

辅助冷却风扇3的转速由电调控制，即通过电子控制单元输出信号控制，输出控制量采用PID控制，实现在发动机6缸温还未超出最大工作温度，但缸温有超温的趋势时，电子控制单元提前介入控制，不会造成发动机6缸温过大时，再进行控制，无法及时进行发动机6缸体降温，造成发动机6缸温超限，造成发动机6的损坏，确保发动机6缸温控制在安全范围。

终上，本实施例中的具体实施过程如下，整体混合动力系统由发动机6输出轴带动直驱冷却风扇2转动，直驱冷却风扇2与电机1由螺丝机械耦合至一起，带动电机1转动发电供给后端用电设备，在发动机6低速工况下，直驱冷却风扇2配合冷却涵道4提供基本的冷却强度使发动机6工作在要求的温度范围内。发动机6的缸头温度由缸温传感器5采集后传输至ECU，在发动机6工作在高转速时，若ECU采集到缸温过高，则发送信号使辅助冷却风扇3工作，辅助冷却风扇3转速由电调控制(由ECU输出信号控制，其中输出控制量采用PID 控制，相关系数由地面各工况试验分析得到)，辅助冷却风扇3工作后提供额外的冷却确保发动机6缸温可以控制在安全的温度范围内，直驱冷却风扇2主要保证发动机6的基本冷却要求，辅助冷却风扇3实现对发动机6温度的调节功能。

以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (9)

1.一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，包括：直驱冷却风扇、辅助冷却风扇、发动机、电机以及电子控制单元；其特征在于，

所述发动机设置在冷却涵道内部，所述发动机的输出轴连接有电机，所述电机一端连接有直驱冷却风扇，所述发动机的输出轴带动直驱冷却风扇转动，所述直驱冷却风扇用于冷却发动机缸体温度；

所述发动机的两侧缸头上连接有缸温传感器，所述缸温传感器采集所述发动机的缸头温度传输至电子控制单元；

所述冷却涵道内壁上设置有若干个辅助冷却风扇，其中，至少一个所述辅助冷却风扇设置在发动机冷却风的轴线方向上；

所述电子控制单元发送信号控制辅助冷却风扇工作，所述辅助冷却风扇能够实现正转或反转。

2.根据权利要求1所述的一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，其特征在于：当缸温传感器检测到发动机缸温高于设定温度时，所述辅助冷却风扇正转，用于发动机缸体的降温。

3.根据权利要求1所述的一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，其特征在于：当缸温传感器检测到发动机缸温低于设定温度时，所述辅助冷却风扇反转，用于发动机缸体的升温。

4.根据权利要求2所述的一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，其特征在于：所述电子控制单元根据后端用电负载的电压需求调整发动机油门开度，控制发动机转速。

5.根据权利要求4所述的一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，其特征在于：所述直驱冷却风扇与发动机同步旋转。

6.根据权利要求4所述的一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，其特征在于：所述直驱冷却风扇与所述电机通过螺丝机械耦合。

7.根据权利要求1所述的一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，其特征在于：所述发动机输出轴贯穿所述电机连接至直驱冷却风扇。

8.根据权利要求1所述的一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，其特征在于：所述辅助冷却风扇交替设置在发动机缸体的两侧。

9.根据权利要求1所述的一种发动机的串联式混合动力系统的冷却装置，其特征在于：所述辅助冷却风扇工作时吹出的风向与发动机轴线方向相同。

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