发动机冷却系统及发动机高温循环水流向调节方法与流程

1.本发明涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种发动机冷却系统及发动机高温循环水流向调节方法。


背景技术：

2.矿用运载卡车存在长时间怠速工况，对于运行于西伯利亚等极寒环境的矿车，发动机长时间怠速空载运行，进气温度极低，冷空气冷却发动机高温水，造成发动机高温冷却循环水温较低，无法满足驾驶室暖风温度要求。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的不足，本发明的主要目的在于提供一种发动机冷却系统及发动机高温循环水流向调节方法，该发动机冷却系统在发动机高温循环的第一中冷器前、后并联第一节温器，并增设温控系统用于获取进入第一中冷器的气体温度，根据气体温度控制第一节温器的第二端、第三端的开关，实现发动机运行过程根据进气温度动态调节冷却系统中经过发动机机体缸盖水套的水流向，提升发动机的环境适应性，满足驾驶室暖风温度要求。
4.为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种发动机冷却系统。
5.该发动机冷却系统包括第一水路系统、气路系统和温控系统，所述第一水路系统包括：
6.发动机机体缸盖水套；
7.第一中冷器，具有进液通道和出液通道；
8.第一节温器，用于控制所述发动机机体缸盖水套流出的水是否流入所述第一中冷器；所述第一节温器具有连接所述发动机机体缸盖水套的第一端、连接所述第一中冷器进液通道的第二端、连接所述第一中冷器出液通道的第三端；
9.所述气路系统包括第一中冷器，所述第一中冷器具有进气通道；
10.所述温控系统用于获取进入所述第一中冷器的气体温度，并根据所述气体温度控制所述第一节温器的第二端、第三端的开关。
11.进一步的，所述温控系统包括信号连接的温度传感器和电子控制单元，所述温度传感器用于获取所述气体温度；
12.所述电子控制单元连接所述第一节温器，用于控制所述第一节温器的第二端和第三端的开关。
13.进一步的，当所述气体温度大于预设温度时，控制所述第一节温器的第一端和第二端导通。
14.进一步的，当所述气体温度小于等于预设温度时，控制所述第一节温器的第一端和第三端导通。
15.进一步的，所述第一水路系统还包括第一散热器、第一水泵、暖风系统和第二节温
器；
16.所述第一散热器连接所述第一水泵，所述第一水泵连接所述发动机机体缸盖水套；
17.所述第一中冷器的出液通道连接所述暖风系统，所述暖风系统连接所述第一散热器的出液通道；
18.所述第二节温器具有连接所述第一散热器的第一端、连接所述第一水泵的第二端、连接所述第一中冷器的出液通道的第三端。
19.进一步的，还包括第二水路系统，所述第二水路系统包括依次连接的第一散热器、第二水泵、第二中冷器、机油冷却器和第三节温器；
20.所述第三节温器具有连接所述第一散热器的第一端、连接所述机油冷却器的第二端、连接所述第二水泵的第三端。
21.进一步的，所述温控系统还包括第二中冷器，所述第二中冷器具有进气通道和出气通道，所述第二中冷器连通所述第一中冷器。
22.为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种发动机高温循环水流向调节方法。
23.该发动机高温循环水流向调节方法是基于上述的发动机冷却系统；其中，
24.所述调节方法包括以下步骤：
25.采用温控系统实时获取进入第一中冷器的气体温度；
26.根据所述气体温度控制第一节温器的第二端和第三端的开关动作。
27.进一步的，当所述气体温度大于预设温度时，控制所述第一节温器的第一端和第二端导通。
28.进一步的，当所述气体温度小于等于预设温度时，控制所述第一节温器的第一端和第三端导通。
29.本发明的优势：
30.本发明在发动机高温循环的第一中冷器前、后并联第一节温器(或电控阀)，第一中冷器进气管路处增设温度传感器，可以发送温度信号到ecu，ecu根据温度信号控制第一节温器动作，实现发动机运行过程中可以根据进气温度动态调节经过发动机机体缸盖水套流出水的流向。
31.本发明中发动机冷却系统在极寒环境下发动机怠速运行，可实现高温循环水不经过第一中冷器，避免高温循环水被冷空气冷却到较低温度。
32.本发明中高温环境大负荷下发动机运行高温循环水经过第一中冷器，可通过换热带走大量的高温进气热量，减少低温循环水带走的热量，降低散热器的体积，降低成本。
附图说明
33.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，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
34.图1为本发明提供的实施例中发动机冷却系统的结构示意图；
35.图2为本发明提供的实施例中发动机高温循环水流向调节方法的控制流程图。
36.图中：
37.1、发动机机体缸盖水套；2、第一中冷器；3、第一节温器；3-1、第一节温器第一端；3-2、第一节温器第二端；3-3、第一节温器第三端；4、温度传感器；5、电子控制单元；6、第一散热器；7、第一水泵；8、暖风系统；9、第二节温器；9-1、第二节温器第一端；9-2、第二节温器第二端；9-3、第二节温器第三端；10、第二水泵；11、第二中冷器；12、机油冷却器；13、第三节温器；13-1、第三节温器第一端；13-2、第三节温器第二端；13-3、第三节温器第三端。
具体实施方式
38.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。
39.驾驶室暖风：对于整车驾驶室暖风，是在环境温度较低时，通过引用发动机高温水作为热源，加热吹入驾驶室内的空气，实现驾驶室保温。
40.鉴于当前技术中发动机高温循环水始终通过中冷器高温级，对增压高温进气进行冷却，当发动机在极寒环境中长时间怠速运行，由于增压器转速较低，增压后进气温度接近环境温度，温度较低且低于高温循环水温度，高温循环水会被冷空气冷却到较低温度，因此会导致：
41.驾驶室暖风温度低，驾驶员体感温度低，影响驾驶感受；
42.经过发动机缸套等位置的水温低，发动机经济性差，降低发动机寿命。
43.为此，本发明提供一种发动机冷却系统，其能够避免冷空气将高温水冷却到较低温度，保证驾驶室暖风温度以及通过发动机缸套的高温水温度在合适区间。
44.如图1所示，本发明中的发动机冷却系统包括第一水路系统、第二水路系统、气路系统和温控系统；其中，第一水路系统中的水温高于第二水路系统中的水温，即第一水路系统可以理解为高温水路，第二水路系统可以理解为低温水路。
45.第一水路系统包括发动机机体缸盖水套1、第一中冷器2、第一节温器3；第一中冷器2具有进液通道和出液通道，第一节温器3用于控制发动机机体缸盖水套1流出的水是否流入第一中冷器2，也可以理解为控制发动机机体缸盖水套1流出的水是否通过第一中冷器2的进液通道进入第一中冷器2，之后再经由第一中冷器2的出液通道流出；具体的，第一节温器3具有连接发动机机体缸盖水套1的第一端3-1、连接第一中冷器2进液通道的第二端3-2、连接第一中冷器3出液通道的第三端3-3；当控制第一节温器3的第二端3-2关闭，此时第一节温器3的第一端3-1和第三端3-3接通，经发动机机体缸盖水套1流出的水不经过第一中冷器2；而当控制第一节温器3的第三端3-3关闭，此时第一节温器3的第一端3-1和第二端3-2接通，经发动机机体缸盖水套1流出的水经过第一中冷器2。
46.如图1所示，温控系统用于获取进入第一中冷器2的气体温度，并根据气体温度控制第一节温器3的第二端3-2、第三端3-3的开关。具体的，当气体温度大于预设温度时，控制第一节温器3的第一端3-1和第二端3-2导通，经发动机机体缸盖水套1流出的水经过第一中冷器2，实现第一中冷器2在极寒环境温度下长时间怠速运行；当气体温度小于等于预设温度时，控制第一节温器3的第一端3-1和第三端3-3导通，经发动机机体缸盖水套1流出的水
不经过第一中冷器2，避免冷空气将高温水冷却到较低温度，保证驾驶室暖风温度及通过缸套的高温水温度在合适区间。
47.如图1所示，温控系统包括信号连接的温度传感器4和电子控制单元5，温度传感器4用于获取气体温度；电子控制单元5连接第一节温器3，用于控制第一节温器3的第二端3-2和第三端3-3的开关。
48.作为本发明的一种实施方式，利用温度传感器4获取进入第一中冷器2的气体温度，并发送温度信号到电子控制单元5(ecu)，ecu根据温度信号控制第一节温器3动作。
49.如图2所示，当气体温度大于预设温度，比如当气体温度＞0℃时，控制第一节温器3的第一端3-1和第二端3-2导通，经发动机机体缸盖水套1流出的水经过第一中冷器2，实现第一中冷器2在极寒环境温度下长时间怠速运行。
50.如图2所示，当气体温度小于等于预设温度，比如气体温度≤0℃时，控制第一节温器3的第一端3-1和第三端3-3导通，强制经发动机机体缸盖水套1流出的水不经过第一中冷器2，避免冷空气将高温水冷却到较低温度，保证驾驶室暖风温度及通过缸套的高温水温度在合适区间。
51.如图1所示，气路系统包括第一中冷器2和第二中冷器11，第二中冷器11具有进气通道和出气通道，第一中冷器2具有进气通道和出气通道，并且第一中冷器2的出气通道与第二中冷器11的进气通道连通。
52.值得一提的是，本发明中采用两级冷却的中冷器，包括第一中冷器2和第二中冷器11，其中，第一中冷器2为高温级中冷器，第二中冷器11为低温级中冷器。
53.如图1所示，第一水路系统还包括第一散热器6和第一水泵7；第一散热器6连接第一水泵7，第一水泵7用于抽取内循环的水，第一水泵7连接发动机机体缸盖水套1，第一水泵7抽取的水经过发动机机体缸盖水套1燃烧，水温激增，因而经过发动机机体缸盖水套1的水在短时间内被加热，当空气经由进气通道进入第一中冷器2时，进入的空气温度很低，将对第一中冷器2内部的高温水进行冷却，由此通过设置第一节温器3控制经发动机机体缸盖水套1的水是否流经第一中冷器2。
54.如图1所示，第一水路系统还包括暖风系统8，第一中冷器2的出液通道连接暖风系统8，用于为驾驶室提供暖风；暖风系统8连接第一散热器6的出液通道。
55.如图1所示，第一水路系统还包括第二节温器9，第二节温器9具有连接第一散热器6的第一端9-1、连接第一水泵7的第二端9-2、连接第一中冷器2的出液通道的第三端9-3。
56.作为本发明的一种实施方式，可以控制第二节温器9的第一端9-1和第三端9-3导通，此时经由第一中冷器2的出液通道的水流经第一散热器6，后经第一水泵7进入发动机机体缸盖水套1。
57.作为本发明的一种实施方式，可以控制第二节温器9的第二端9-2和第三端9-3导通，此时经由第一中冷器2的出液通道的水不经过第一散热器6，直接经第一水泵7进入发动机机体缸盖水套1。
58.如图1所示，第二水路系统包括依次连接的第一散热器6、第二水泵10、第二中冷器11、机油冷却器12和第三节温器13；其中，第三节温器13具有连接第一散热器6的第一端13-1、连接机油冷却器12的第二端13-2、连接第二水泵10的第三端13-3。
59.作为本发明的一种实施方式，可以控制第三节温器13的第一端13-1和第二端13-2
导通，此时经过机油冷却器12的水直接进入第一散热器6。
60.作为本发明的一种实施方式，可以控制第三节温器13的第二端和第三端导通，此时经过机油冷却器12的水通过第二水泵10进入第二中冷器11。
61.在本发明的实施例中，第一水泵7为高温水泵，第二水泵10为低温水泵。
62.在本发明的实施例中，第一节温器3为电控温控阀。当然也可以为其他形式的电控阀，不作具体限定。
63.根据本发明的具体实施方式，还提供了一种发动机高温循环水流向调节方法，该方法是基于上述的发动机冷却系统，且应用于温控系统的控制。
64.如图2所示，本发明中发动机高温循环水流向调节方法包括以下步骤：
65.采用温控系统实时获取进入第一中冷器2的气体温度。
66.在本发明的实施例中，采用温度传感器4实时获取进入第一中冷器2的气体温度，并将温度信号反馈至电子控制单元5。
67.电子控制单元5根据温度信号控制第一节温器3的第二端3-2和第三端3-3的开关动作，实现发动机运行过程根据进气温度动态调节经过发动机机体缸盖水套1流出水的流向：
68.当气体温度大于预设温度时，控制第一节温器3的第一端3-1和第二端3-2导通；
69.当气体温度小于等于预设温度时，控制第一节温器3的第一端3-1和第三端3-3导通。
70.在本发明的实施例中，预设温度可以设定为0℃，当然可以根据实际情况设计预设温度，不作具体限定。
71.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列部件不必限于清楚地列出的那些部件，而是可包括没有清楚地列出的或对于部件固有的其它部件。
72.在本发明中，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或者组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
73.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或者位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或者连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
74.另外，本发明中涉及的“第一”、“第二”等的描述，该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
75.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
76.以上所述，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所述权利要求的保护范
围为准。

技术特征：
1.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括第一水路系统、气路系统和温控系统，所述第一水路系统包括：发动机机体缸盖水套；第一中冷器，具有进液通道和出液通道；第一节温器，用于控制所述发动机机体缸盖水套流出的水是否流入所述第一中冷器；所述第一节温器具有连接所述发动机机体缸盖水套的第一端、连接所述第一中冷器进液通道的第二端、连接所述第一中冷器出液通道的第三端；所述气路系统包括第一中冷器，所述第一中冷器具有进气通道；所述温控系统用于获取进入所述第一中冷器的气体温度，并根据所述气体温度控制所述第一节温器的第二端、第三端的开关。2.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述温控系统包括信号连接的温度传感器和电子控制单元，所述温度传感器用于获取所述气体温度；所述电子控制单元连接所述第一节温器，用于控制所述第一节温器的第二端和第三端的开关。3.如权利要求1或2所述的发动机冷却系统，其特征在于，当所述气体温度大于预设温度时，控制所述第一节温器的第一端和第二端导通。4.如权利要求1或2所述的发动机冷却系统，其特征在于，当所述气体温度小于等于预设温度时，控制所述第一节温器的第一端和第三端导通。5.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第一水路系统还包括第一散热器、第一水泵、暖风系统和第二节温器；所述第一散热器连接所述第一水泵，所述第一水泵连接所述发动机机体缸盖水套；所述第一中冷器的出液通道连接所述暖风系统，所述暖风系统连接所述第一散热器的出液通道；所述第二节温器具有连接所述第一散热器的第一端、连接所述第一水泵的第二端、连接所述第一中冷器的出液通道的第三端。6.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括第二水路系统，所述第二水路系统包括依次连接的第一散热器、第二水泵、第二中冷器、机油冷却器和第三节温器；所述第三节温器具有连接所述第一散热器的第一端、连接所述机油冷却器的第二端、连接所述第二水泵的第三端。7.如权利要求6所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述温控系统还包括第二中冷器，所述第二中冷器具有进气通道和出气通道，所述第二中冷器连通所述第一中冷器。8.一种发动机高温循环水流向调节方法，其特征在于，其基于权利要求1-7任一项所述的发动机冷却系统；其中，所述调节方法包括以下步骤：采用温控系统实时获取进入第一中冷器的气体温度；根据所述气体温度控制第一节温器的第二端和第三端的开关动作。9.如权利要求8所述的发动机高温循环水流向调节方法，其特征在于，当所述气体温度大于预设温度时，控制所述第一节温器的第一端和第二端导通。10.如权利要求8所述的发动机高温循环水流向调节方法，其特征在于，当所述气体温
度小于等于预设温度时，控制所述第一节温器的第一端和第三端导通。

技术总结
本发明提供了一种发动机冷却系统及发动机高温循环水流向调节方法，该发动机冷却系统在发动机高温循环的第一中冷器前、后并联第一节温器，并增设温控系统用于获取进入第一中冷器的气体温度，根据气体温度控制第一节温器的第二端、第三端的开关，实现发动机运行过程根据进气温度动态调节冷却系统中经过发动机机体缸盖水套的水流向，提升发动机的环境适应性，满足驾驶室暖风温度要求。满足驾驶室暖风温度要求。满足驾驶室暖风温度要求。


技术研发人员：张培杰 张志权 董方龙
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/9/14