RU2513881C1 - Method of ice cooling system control - Google Patents
Method of ice cooling system control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513881C1 RU2513881C1 RU2012138053/11A RU2012138053A RU2513881C1 RU 2513881 C1 RU2513881 C1 RU 2513881C1 RU 2012138053/11 A RU2012138053/11 A RU 2012138053/11A RU 2012138053 A RU2012138053 A RU 2012138053A RU 2513881 C1 RU2513881 C1 RU 2513881C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fan
- pump
- cooling system
- rpm
- rotational speed
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автомобильной промышленности и предназначено для жидкостно-воздушной системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС).The invention relates to the automotive industry and is intended for a liquid-air cooling system of an internal combustion engine (ICE).
Известен способ охлаждения [Автомобили ВАЗ-2108, ВАЗ-21081, ВАЗ-21083, ВАЗ-2109, ВАЗ-21091, ВАЗ-21093, ВАЗ-21099. Руководство по ремонту. М., 1995, с.140], где вращение насоса осуществляется от коленчатого вала двигателя. Вентилятор приводится в действие электрическим двигателем. Способ охлаждения заключается в том, что вентилятор включается при температуре охлаждающей жидкости, измеренной датчиком, достигшей величины (99±3), и выключается при температуре (94±3).A known cooling method [Cars VAZ-2108, VAZ-21081, VAZ-21083, VAZ-2109, VAZ-21091, VAZ-21093, VAZ-21099. Repair manual. M., 1995, p.140], where the rotation of the pump is carried out from the crankshaft of the engine. The fan is driven by an electric motor. The cooling method consists in turning on the fan at the coolant temperature measured by the sensor, which has reached the value (99 ± 3), and turns off at the temperature (94 ± 3).
Однако такое управление системой охлаждения ДВС не позволяет снизить температуру двигателя в экстремальных условиях, например при нахождении транспортного средства длительное время в пробке в жаркую погоду.However, such control of the ICE cooling system does not allow lowering the engine temperature in extreme conditions, for example, when the vehicle is in a traffic jam for a long time in hot weather.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является следующий способ [Пат. 2192970 РФ, МПК7 В60К 11/02. Способ охлаждения радиатора автомобиля и устройство для его осуществления / Первухин К.И., Ковалев В.А., Стручков С.Н.]. Охлаждение радиатора автомобиля происходит с помощью вентилятора, приводом которого служит электродвигатель. Вентилятор создает воздушный поток через радиатор. Частота вращения вентилятора изменяется прямо пропорционально изменению температуры охлаждающей жидкости. При таком способе охлаждения снижается уровень и неравномерность токовых и механических нагрузок, создаваемых электровентилятором в системе электрооборудования автомобиля, значительно сокращается число его включений и выключений, поскольку эти параметры зависят от частоты вращения вентилятора, снижается потребляемый ток и энергопотребление системы охлаждения, продлевается срок службы аккумуляторной батареи. Однако такое управление также не позволяет снизить температуру ДВС транспортного средства при экстремальных условиях.The closest technical solution to the claimed technical essence and the achieved effect is the following method [Pat. 2192970 RF, IPC 7 В60К 11/02. A method of cooling a car radiator and device for its implementation / Pervukhin K.I., Kovalev V.A., Struchkov S.N.]. The car radiator is cooled by a fan driven by an electric motor. The fan creates airflow through the radiator. The fan speed varies in direct proportion to the change in coolant temperature. With this cooling method, the level and unevenness of the current and mechanical loads created by the electric fan in the vehicle’s electrical system is reduced, the number of on and off times is significantly reduced, since these parameters depend on the fan speed, the current consumption and power consumption of the cooling system are reduced, and the battery life is extended . However, this control also does not allow to reduce the temperature of the internal combustion engine of the vehicle under extreme conditions.
Целью изобретения является повышение надежности работы системы охлаждения ДВС. Применение предлагаемого способа управления системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания снижает температуру ДВС при работе в экстремальных условиях.The aim of the invention is to increase the reliability of the engine cooling system. The application of the proposed method for controlling the cooling system of an internal combustion engine reduces the temperature of the internal combustion engine during operation in extreme conditions.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе управления системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания с помощью вентилятора, приводом которого служит электродвигатель, частота вращения вентилятора изменяется прямо пропорционально изменению температуры, а также в зависимости от скорости изменения температуры при максимальной частоте вращения как вентилятора, так и насоса колебания частоты вращения вентилятора принудительно изменяются непрерывно как по частоте, так и по амплитуде по случайному закону; также частота вращения насоса, приводом которого служит электродвигатель, при максимальной частоте вращения как вентилятора, так и насоса колебания частоты вращения насоса принудительно изменяются непрерывно как по частоте, так и по амплитуде по случайному закону.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of controlling the cooling system of an internal combustion engine using a fan driven by an electric motor, the fan speed varies in direct proportion to the temperature change, and also depending on the temperature change rate at the maximum speed of both the fan and and pump changes, the fan speed fluctuations are forced to continuously change both in frequency and in amplitude according to a random law y; also the rotational speed of the pump driven by the electric motor, at the maximum rotational speed of both the fan and the pump, the oscillations of the rotational speed of the pump are forced to change continuously both in frequency and in amplitude according to a random law.
Заявляемое изобретение поясняется нижеследующим описанием и прилагаемым к нему чертежом, где показано: 1, 2, 3 - пороговый элемент, 4 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 5 - генератор случайных чисел, 6 - регулятор, 7 - полосовой фильтр, 8 - блок широтно-импульсной модуляции (ШИМ), 9 - блок ШИМ, 10 - электрический двигатель, 11 - электрический двигатель, 12 - вентилятор, 13 - насос.The invention is illustrated by the following description and the accompanying drawing, which shows: 1, 2, 3 - threshold element, 4 - coolant temperature sensor, 5 - random number generator, 6 - regulator, 7 - band-pass filter, 8 - block width pulse modulation (PWM), 9 - PWM block, 10 - electric motor, 11 - electric motor, 12 - fan, 13 - pump.
Возможность реализации заявляемого способа объясняется следующим. Когда увеличение турбулентности за счет увеличения скорости движения теплоносителей становится невозможным: вентилятор и насос вращаются с максимальными скоростями, ее можно увеличить, изменяя случайным образом частоту вращения вентилятора и насоса. Это подтверждается опытом эксплуатации транспортных средств и экспериментами проведенными на двигателях В-2 и А-41М [Деев А.Г., Четошников В.И. Некоторые вопросы к теории теплопередачи при неустановившемся режиме работы двигателя / Вестник Алтайского государственного аграрного университета. №5 (67), 2010. - С.74-77], которые показали, что пульсирующее изменение скоростного режима течения теплоносителей при работе двигателя в неустановившемся режиме, насос и вентилятор двигателей приводится в действие от коленчатого вала двигателя, приводит к увеличению количества отводимого с водой тепла на 6-10%, в результате чего температура воды на выходе из радиатора уменьшается в среднем (в пределах изменения степени неравномерности момента сопротивления от 0,2 до 0,8 и периода изменения нагрузки от 1 до 4 с) на 3-12% по сравнению с установившимся стационарным режимом.The possibility of implementing the proposed method is explained as follows. When an increase in turbulence due to an increase in the velocity of the coolants becomes impossible: the fan and pump rotate at maximum speeds, it can be increased by randomly changing the speed of the fan and pump. This is confirmed by the experience of operating vehicles and experiments conducted on the V-2 and A-41M engines [Deev A.G., Chetoshnikov V.I. Some questions to the theory of heat transfer in an unsteady mode of operation of the engine / Bulletin of Altai State Agrarian University. No. 5 (67), 2010. - P.74-77], which showed that a pulsating change in the speed mode of flow of coolants when the engine is operating in an unsteady mode, the pump and the fan of the engines are driven from the crankshaft of the engine, leads to an increase in the number of discharged heat water by 6-10%, as a result of which the temperature of the water leaving the radiator decreases on average (within the limits of changing the degree of non-uniformity of the resistance moment from 0.2 to 0.8 and the period of load change from 1 to 4 s) by 3- 12% compared to steady station onary mode.
Устройство, реализующее данный способ, состоит: из датчика температуры охлаждающей жидкости на выходе из блока цилиндров (4), пороговых элементов (1, 2, 3) с гистерезисом, регулятора (6), блока логического умножения, блоков широтно-импульсной модуляции (ШИМ) (8, 9), электрических двигателей (10, 11), вентилятора (12), насоса (13), нормально замкнутых, нормально разомкнутых контактов, блока генератора случайных чисел (5), блока полосового фильтра (7) (все вышеперечисленные блоки программно реализованы в микроконтроллере (МК)).A device that implements this method consists of: a coolant temperature sensor at the outlet of the cylinder block (4), threshold elements (1, 2, 3) with hysteresis, a controller (6), a logical multiplication block, pulse-width modulation blocks (PWM) ) (8, 9), electric motors (10, 11), fan (12), pump (13), normally closed, normally open contacts, random number generator block (5), band-pass filter block (7) (all of the above blocks software implemented in a microcontroller (MK)).
До достижения охлаждающей жидкостью максимально допустимой температуры нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты находятся в исходном состоянии. В этом состоянии осуществляют функционирование системы охлаждения ДВС при отсутствии экстремальных условий под управлением регулятора.Until the coolant reaches the maximum permissible temperature, normally closed and normally open contacts are in the initial state. In this state, the internal combustion engine cooling system operates in the absence of extreme conditions under the control of the regulator.
При достижении температурой охлаждающей жидкости значений, превышающих максимально допустимые, в то время как насос, так и вентилятор вращаются с максимальными скоростями, нормально замкнутый контакт размыкается, а нормально разомкнутый контакт замыкается. Управление системой регулятором, обеспечивающим функционирование до перехода на режим пульсации скоростей, прекращается. Управление переходит к ветви с генератором случайных чисел и полосовым фильтром, задающим режим пульсации скоростей вращения вентилятора и насоса. Техническим результатом предлагаемого способа является то, что реализация пульсирующего изменения скоростного режима течения теплоносителей (воздуха, охлаждающей жидкости) приводит к увеличению отводимого тепла от ДВС.When the coolant temperature reaches values exceeding the maximum allowable, while the pump and the fan rotate at maximum speeds, a normally closed contact opens, and a normally open contact closes. The control of the system by the regulator, which ensures functioning until the transition to the mode of pulsation of speeds, stops. Control passes to the branch with a random number generator and a band-pass filter that sets the pulsation mode of the fan and pump speeds. The technical result of the proposed method is that the implementation of a pulsating change in the velocity regime of the flow of coolants (air, coolant) leads to an increase in the heat removed from the internal combustion engine.
При достижении максимального значения температурой охлаждающей жидкости с порогового элемента 1 идет логический сигнал «1», при сигнале с блоков ШИМ 1 и 2, соответствующим максимальным скоростям вращения вентилятора и насоса, пороговые элементы 2 и 3 вырабатывают логические сигналы «1», что приводит к выработке блоком логического умножения управляющего сигнала. Этот сигнал поступает на нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт. В результате прекращается работа регулятора и управление переходит к ветви с генератором случайных чисел и полосовым фильтром. Генератор случайных чисел и полосовой фильтр вырабатывает случайный стационарный сигнал с полосовым частотным спектром, нормированная корреляционная функция которого имеет вид R(τ)=e-α|τ|cosβτ, что позволяет возможным моделировать сигнал в интересующей полосе частот, изменяя параметры α и β. Случайный сигнал после полосового фильтра с помощью блоков ШИМ 1 и 2 приводит к пульсирующему изменению скорости вращения вентилятора и насоса, что позволяет уменьшить температуру охлаждающей жидкости.When the temperature reaches the maximum value, the logic signal “1” goes from the threshold element 1, with the signal from the PWM blocks 1 and 2 corresponding to the maximum fan and pump speeds, the threshold elements 2 and 3 generate logic signals “1”, which leads to generating a block of logical multiplication of the control signal. This signal is applied to a normally closed and normally open contact. As a result, the controller stops working and control passes to the branch with a random number generator and a band-pass filter. The random number generator and the band-pass filter generate a random stationary signal with a band-frequency spectrum, the normalized correlation function of which has the form R (τ) = e-α | τ |cosβτ, which makes it possible to simulate the signal in the frequency band of interest by changing the parameters α and β. A random signal after the bandpass filter using PWM blocks 1 and 2 leads to a pulsating change in the speed of rotation of the fan and pump, which reduces the temperature of the coolant.
Использование пульсирующего изменения скорости вращения вентилятора и насоса позволяет создать повышение турбулентности теплоносителей, что приводит к дополнительному охлаждению ДВС, функционирующего в экстремальных условиях.The use of a pulsating change in the rotational speed of the fan and pump allows you to create an increase in the turbulence of the coolant, which leads to additional cooling of the internal combustion engine, operating in extreme conditions.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012138053/11A RU2513881C1 (en) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | Method of ice cooling system control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012138053/11A RU2513881C1 (en) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | Method of ice cooling system control |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012138053A RU2012138053A (en) | 2014-03-10 |
| RU2513881C1 true RU2513881C1 (en) | 2014-04-20 |
Family
ID=50191607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012138053/11A RU2513881C1 (en) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | Method of ice cooling system control |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2513881C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106347100A (en) * | 2016-09-29 | 2017-01-25 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Cooling system for generator for stroke increasing hybrid vehicle |
| RU2755418C1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-09-15 | Виктор Эдуардович Шефер | Automated system for regulating temperature mode of a tank power plant |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2568828A1 (en) * | 1984-08-07 | 1986-02-14 | Porsche Ag | ELECTRIC RADIATOR FAN |
| DE19506475A1 (en) * | 1994-03-11 | 1995-09-14 | Volkswagen Ag | Method of controlling cool air flow in vehicle engine |
| RU2192970C2 (en) * | 2000-10-04 | 2002-11-20 | Закрытое акционерное общество "ЭЛМАС" | Method of and device for cooling automobile radiator |
-
2012
- 2012-09-05 RU RU2012138053/11A patent/RU2513881C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2568828A1 (en) * | 1984-08-07 | 1986-02-14 | Porsche Ag | ELECTRIC RADIATOR FAN |
| DE19506475A1 (en) * | 1994-03-11 | 1995-09-14 | Volkswagen Ag | Method of controlling cool air flow in vehicle engine |
| RU2192970C2 (en) * | 2000-10-04 | 2002-11-20 | Закрытое акционерное общество "ЭЛМАС" | Method of and device for cooling automobile radiator |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106347100A (en) * | 2016-09-29 | 2017-01-25 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Cooling system for generator for stroke increasing hybrid vehicle |
| RU2755418C1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-09-15 | Виктор Эдуардович Шефер | Automated system for regulating temperature mode of a tank power plant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012138053A (en) | 2014-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103758622B (en) | The control method of a kind of cooling fan of engine and control system | |
| CN103790687B (en) | Continuously adjustabe fan control device and control system | |
| US8333172B2 (en) | Cooling system | |
| KR101383260B1 (en) | Apparatus and method for controlling for cooling fan of car | |
| CN104379894A (en) | Cooling controller for internal combustion engines | |
| CN207673424U (en) | Diesel altitude-variable cooling system with variable water flow | |
| US10202886B1 (en) | Engine temperature control system | |
| CN104564303A (en) | Electrically-driven intelligent cooling system | |
| RU2513881C1 (en) | Method of ice cooling system control | |
| RU2016136191A (en) | METHOD FOR OPERATION OF THE OIL CIRCULATION CIRCUIT, IN PARTICULAR FOR THE VEHICLE | |
| CN104564299A (en) | Hydraulic driven intelligent cooling system | |
| CN109882581A (en) | A kind of retarder cooling system | |
| CN206625888U (en) | The engine-cooling system of electromagnetic type multistage variable intensity of cooling | |
| CN108506076A (en) | Turbine cooling system, control method and the vehicle of engine | |
| CN203702314U (en) | Continuously-adjustable fan control device | |
| CN206374554U (en) | Electric automobile increases journey cooling system and electric automobile | |
| JP6695626B2 (en) | Control device | |
| CN111350580B (en) | Engine cooling system and engine cooling control method | |
| JP6375599B2 (en) | Engine cooling system | |
| CN104571182A (en) | Electro-hydraulic hybrid-driven intelligent cooling system | |
| JP5027289B2 (en) | Engine cooling system | |
| US20200072118A1 (en) | Motor cooling system | |
| US9869231B2 (en) | Amphibious vehicle | |
| JP2022108684A (en) | Temperature control system for vehicle | |
| CN108980323B (en) | Air quantity control lubrication system for large megawatt wind power main gear box |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150906 |