发动机舱热害调节机构和控制调节方法与流程

1.本发明涉及发动机及变速箱控制技术领域，特别涉及一种发动机舱热害调节机构和控制调节方法。


背景技术：

2.随着时代的发展和技术的革新，涡轮增压、缸内直喷等能达到更高有效效率的发动机应运而生，不仅提高了动力性、经济性等性能指标，同时也降低了车辆的油耗和排放。但随之而来的问题是，涡轮增压技术会产生更高的热量，这就增加了发动机舱热管理的风险。
3.为避免增压器周边的非金属部件产生热老化和热失效问题，相关技术中一般采用增加隔热装置或提升材料耐温等级来解决。
4.采用相关技术中的解决方法，由于发动机舱内部零件种类繁多、布局紧凑，增加隔热装置涉及到的零件多，造型及布局困难，零件成本及工时成本都增高；提升材料耐温等级同样会大大增加零件成本，同时受材料耐温特性限制，部分零件无法寻找到能达到足够耐温要求的材料。现有的发动机舱热害处理结构设计和安装结构复杂，费时费力且设置成本高。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种发动机舱热害调节机构和控制调节方法，结构装配设置简单，集成度高，能够在降低设计安装成本的基础上，有效对发动机舱内具有热害风险的零部件进行散热，避免热堆积。技术方案如下：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种发动机舱热害调节机构，包括：发动机风扇和导风罩，所述发动机风扇正对车辆的涡轮增压器，
7.所述导风罩集成于所述发动机风扇靠近所述涡轮增压器的一侧，所述导风罩包括中心盘、驱动机构、多个支撑杆和多组调节导风片，所述中心盘安装于所述发动机风扇中部且与所述发动机风扇的转轴同轴，所述中心盘的半径等于所述发动机风扇内圈半径，所述多个支撑杆沿所述中心盘的径向布置且一端与所述中心盘连接，所述多个支撑杆绕所述中心盘的周向等角度间隔布置，多组调节导风片一一对应设置于相邻两个所述支撑杆之间，每组调节导风片由多个长度依次递增的导风片主体组成，多个导风片主体沿所述中心盘的径向间隔布置，所述导风片主体在长度方向上的两端设置有导风片轴，所述导风片轴可转动地穿设于相邻的所述支撑杆中，所述驱动机构包括控制电机和多个传动带，所述控制电机设置于所述中心盘的盘体内，所述控制电机的传动轴与所述多个传动带的一端传动连接，多个传动带一一对应设置于多个支撑杆内部，且与位于所述支撑杆内的多个所述导风片轴相绕接。
8.可选地，所述导风片轴与所述导风片主体呈钝角布置，所述导风片轴与相邻的所述支撑杆垂直。
9.可选地，所述导风片轴位于所述支撑杆内的段落上设置有啮合齿，所述传动带绕接于所述啮合齿上。
10.可选地，所述发动机舱热害调节机构还包括弧形外圈，所述弧形外圈与所述中心盘同轴，所述多个支撑杆的另一端与所述弧形外圈连接，所述弧形外圈的半径与所述发动机风扇的外圈半径相同。
11.可选地，所述驱动机构包括多个所述传动轴，多个所述传动轴与所述多个传动带一一对应，多个所述传动轴中的其中一个与所述控制电机传动连接，多个所述传动轴围绕所述中心盘的周向等角度间隔布置，相邻两个所述传动轴之间通过设置于所述传动轴端部的锥形齿轮副传动连接，所述传动带与对应的所述传动轴相绕接。
12.可选地，所述导风罩包括5个所述支撑杆，相邻两个所述支撑杆之间的夹角范围为25
°
至30
°
。
13.可选地，所述支撑杆包括杆体和安装盖，所述杆体上设置有沿所述支撑杆的长度方向布置的条形安装槽，所述条形安装槽与所述中心盘的盘体内部连通，所述导风片轴和所述传动带均设置于所述条形安装槽中，所述安装盖可拆卸地安装于所述条形安装槽的开口处。
14.第二方面，本发明实施例提供了一种控制调节方法，基于前述第一方面所述的发动机舱热害调节机构实现，该控制调节方法包括：
15.将所述导风罩集成安装于所述发动机风扇正对车辆的涡轮增压器一侧；
16.启动发动机，并利用所述发动机风扇对所述涡轮增压器进行散热；
17.利用所述控制电机驱动所述多个传动带转动，以调节所述多组调节导风片的开合角度，并获取在不同开合角度下所述涡轮增压器的附件温度，基于所述附件温度值确定所述多组调节导风片的的最佳开合角度。
18.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
19.通过集成于车辆发动机舱内的发动机风扇上，其导风罩的结构安装于发动机风扇靠近涡轮增压器的一侧。其中心盘结构罩设安装于发动机风扇的中部，与发动机风扇的电机转轴同轴布置，中心盘的半径与发动机风扇的内圈半径相匹配，不会对发动机风扇本身的风道进行占用。其在安装完成后，可以利用中心盘盘体内部的控制电机驱动传动轴转动，进而带动与传动轴绕接的多个传动带转动，为穿设于多个支撑杆内部的导风片轴提供动力，最终实现控制多组调节导风片转动，调整开合角度。当发动机风扇工作时控制进风的流动方向，对涡轮增压器中的发热部件进行准确的散热降温。其结构整体性强，集成度高，通过与发动机风扇的配合安装，无需针对发热部件额外设置隔热结构。结构装配设置简单，能够在降低设计安装成本的基础上，有效对发动机舱内具有热害风险的零部件进行散热，避免热堆积。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明实施例提供的发动机舱热害调节机构的结构示意图；
22.图2是本发明实施例提供的导风罩的立体结构示意图；
23.图3是本发明实施例提供的导风罩的内部结构示意图；
24.图4是本发明实施例提供的调节导风片的立体结构示意图；
25.图5是本发明实施例提供的控制调节方法的流程图。
26.图中：1-发动机风扇；2-导风罩；21-中心盘；22-驱动机构；23-支撑杆；24-调节导风片；25-弧形外圈；221-控制电机；222-传动带；223-传动轴；231-杆体；232-安装盖；241-导风片主体；242-导风片轴；2231-锥形齿轮副；2311-条形安装槽；2421-啮合齿。
具体实施方式
27.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
28.为避免增压器周边的非金属部件产生热老化和热失效问题，相关技术中一般采用增加隔热装置或提升材料耐温等级来解决。
29.采用相关技术中的解决方法，由于发动机舱内部零件种类繁多、布局紧凑，增加隔热装置涉及到的零件多，造型及布局困难，零件成本及工时成本都增高；提升材料耐温等级同样会大大增加零件成本，同时受材料耐温特性限制，部分零件无法寻找到能达到足够耐温要求的材料。现有的发动机舱热害处理结构设计和安装结构复杂，费时费力且设置成本高。
30.图1是本发明实施例提供的发动机舱热害调节机构的结构示意图。图2是本发明实施例提供的导风罩的立体结构示意图。图3是本发明实施例提供的导风罩的内部结构示意图。图4是本发明实施例提供的调节导风片的立体结构示意图。如图1至图4所示，通过实践，本技术人提供了一种发动机舱热害调节机构，包括：发动机风扇1和导风罩2，发动机风扇1正对车辆的涡轮增压器。
31.其中，导风罩2集成于发动机风扇1靠近涡轮增压器的一侧，导风罩2包括中心盘21、驱动机构22、多个支撑杆23和多组调节导风片24，中心盘21安装于发动机风扇1中部且与发动机风扇1的转轴同轴，中心盘21的半径等于发动机风扇1内圈半径，多个支撑杆23沿中心盘21的径向布置且一端与中心盘21连接，多个支撑杆23绕中心盘21的周向等角度间隔布置。多组调节导风片24一一对应设置于相邻两个支撑杆23之间，每组调节导风片24由多个长度依次递增的导风片主体241组成，多个导风片主体241沿中心盘21的径向间隔布置。导风片主体241在长度方向上的两端设置有导风片轴242，导风片轴242可转动地穿设于相邻的支撑杆23中。驱动机构22包括控制电机221和多个传动带222，控制电机221设置于中心盘21的盘体内，控制电机221的传动轴223与多个传动带222的一端传动连接，多个传动带222一一对应设置于多个支撑杆23内部，且与位于支撑杆23内的多个导风片轴242相绕接。
32.在本发明实施例中，该发动机舱热害调节机构集成于车辆发动机舱内的发动机风扇1上，其导风罩2的结构安装于发动机风扇1靠近涡轮增压器的一侧。其中心盘21结构罩设安装于发动机风扇1的中部，与发动机风扇1的电机转轴同轴布置，中心盘21的半径与发动机风扇1的内圈半径相匹配，不会对发动机风扇1本身的风道进行占用。其在安装完成后，可以利用中心盘21盘体内部的控制电机221驱动传动轴223转动，进而带动与传动轴223绕接
的多个传动带222转动，为穿设于多个支撑杆23内部的导风片轴242提供动力，最终实现控制多组调节导风片24转动，调整开合角度。当发动机风扇1工作时控制进风的流动方向，对涡轮增压器中的发热部件进行准确的散热降温。其结构整体性强，集成度高，通过与发动机风扇1的配合安装，无需针对发热部件额外设置隔热结构。结构装配设置简单，能够在降低设计安装成本的基础上，有效对发动机舱内具有热害风险的零部件进行散热，避免热堆积。
33.示例性地，在本发明实施例中，中心盘21半径为93mm，侧壳体壁厚15mm，壳底壁厚为2.5mm，宽度为22mm。相邻两个支撑杆23之间设置有4个为一组的调节导风片24，其导风片主体241厚度为2mm，宽度为17mm。导风片轴242直径为2mm，长度为11mm。
34.示例性地，本发明实施例所提供的热害调节结构也适用于新能源车辆的电池箱体中，对应电池箱体内的电池包进行风冷散热。
35.可选地，导风片轴242与导风片主体241呈钝角布置，导风片轴242与相邻的支撑杆23垂直。示例性地，在本发明实施例中，由于多个支撑杆23沿中心盘21的轴线方向间隔布置，在远离中心盘21的方向上，相邻两个支撑杆23之间的间距会逐渐增大，两者之间也具有夹角并不平行。通过将导风片主体241两端的导风片轴242设置为与导风片主体241呈钝角布置且相互对称，使导风片主体241在安装于相邻两根支撑杆23之间时，其导风片轴242能始终以垂直的姿态穿设于支撑杆23中。对于相邻的两组调节导风片24之间的支撑杆23，其由两侧伸入的导风片轴242会呈平行状态，因此可以通过同一根传动带222对穿设于同一支撑杆23内的所有导风片轴242进行同步传动，结构设置巧妙，无需针对不同组的导风片轴242进行分别驱动，可以有效提高传动效率，避免干涉，减少整体占用体积和生产成本。
36.可选地，导风片轴242位于支撑杆23内的段落上设置有啮合齿2421，传动带222绕接于啮合齿2421上。示例性地，在本发明实施例中，通过在导风片轴242上设置于传动带222配合的啮合齿2421，可以使传动带222与导风片轴242的绕接基础面积更大，提高转动时的静摩擦避免打滑，保证整体驱动稳定性，提高风向调节的精确度和整体性。
37.可选地，发动机舱热害调节机构还包括弧形外圈25，弧形外圈25与中心盘21同轴，多个支撑杆23的另一端与弧形外圈25连接，弧形外圈25的半径与发动机风扇1的外圈半径相同。示例性地，在本发明实施例中，通过在多个支撑杆23的另一端设置弧形外圈25，使导风罩2整体呈一扇形的封闭结构。在装配到发动机风扇1上时，弧形外圈25会与发动机风扇1的外圈结构相贴合，使装配更加稳定，自身的一体性和机械强度更好，能够有效提高使用寿命。
38.可选地，驱动机构22包括多个传动轴223，多个传动轴223与多个传动带222一一对应，多个传动轴223中的其中一个与控制电机221传动连接，多个传动轴223围绕中心盘21的周向等角度间隔布置，相邻两个传动轴223之间通过设置于传动轴223端部的锥形齿轮副2231传动连接，传动带222与对应的传动轴223相绕接。示例性地，在本发明实施例中，导风罩2包括5个支撑杆23，相邻两个支撑杆23之间的夹角为27
°
。中心盘21的盘体内沿周向对应布置有5个传动轴223，其中位于周向一端的一个传动轴223与控制电机221的输出轴连接。在周向上其他相邻的传动轴223之间通过锥形齿轮副2231实现啮合，从而实现同步转动，保证工作一体性的同时，一对一的传动轴223和传动带222模块化配合结构传动效率更高，且方便维护更换。
39.可选地，支撑杆23包括杆体231和安装盖232，杆体231上设置有沿支撑杆23的长度
方向布置的条形安装槽2311，条形安装槽2311与中心盘21的盘体内部连通，导风片轴242和传动带222均设置于条形安装槽2311中，安装盖232可拆卸地安装于条形安装槽2311的开口处。示例性地，在本发明实施例中，支撑杆23的杆体231上中空的条形安装槽2311的中空厚度为6mm，壳壁厚度为2mm，整体宽度为17mm，安装盖232厚度为6mm。通过设置可拆卸的安装盖232和条形安装槽2311结构，方便对内部穿设结构的组合安装，以及出现故障或长时间使用后的维护更换。在正常工作时，安装盖232安装于条形安装槽2311的开口处实现密封保护，有效提高一体密封性。
40.图5是本发明实施例提供的控制调节方法的流程图。如图5所示，本发明实施例还提供了一种控制调节方法，基于图1至图4所述的发动机舱热害调节机构实现，该控制调节方法包括以下步骤：
41.s1，将导风罩2集成安装于发动机风扇1正对车辆的涡轮增压器一侧。
42.s2，启动发动机，并利用发动机风扇1对涡轮增压器进行散热。
43.s3，利用控制电机221驱动多个传动带222转动，以调节多组调节导风片24的开合角度，并获取在不同开合角度下涡轮增压器的附件温度，基于附件温度值确定多组调节导风片24的的最佳开合角度。
44.具体地，在本发明实施例中，步骤s3中的控制调节方式可以分为开环控制和闭环控制两种模式。其中开环控制流程为：对根据整车tmo试验确定的发动机各种运行工况下的发动机舱内的涡轮增压器附件的非金属件的温度场信息进行对比分析，识别出各种工况下有热害风险的零部件，再通过cfd流场分析方法或发动机风扇导风罩实车tmo试验，得出各工况下导风片的最佳开合角度，并事先存入计算机，形成控制map图。发动机运行时计算机根据系统中各个传感器的输入信号，判断发动机所处工况，得出导风片最佳开合角度，从而精确地控制调节导风片24的旋转朝向对热害零部件的散热，防止热害发生。开环控制的特点是只受发动机运行工况参数变化的控制，并按事先设定在计算机中的控制规律工作。开环控制结构简单，响应快。
45.而闭环控制流程为：在涡轮增压器附件的非金属零件上安装温度传感器，根据零件表面温度的变化，与各零件的最高耐热温度设定值进行比较，根据比较的结果控制调节导风片24的开合角度，最终保证各零件的温度保持在设定值以下，相比开环控制方式，闭环控制可以达到较高的控制精度。
46.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件极其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
47.以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种发动机舱热害调节机构，其特征在于，包括：发动机风扇(1)和导风罩(2)，所述发动机风扇(1)正对车辆的涡轮增压器，所述导风罩(2)集成于所述发动机风扇(1)靠近所述涡轮增压器的一侧，所述导风罩(2)包括中心盘(21)、驱动机构(22)、多个支撑杆(23)和多组调节导风片(24)，所述中心盘(21)安装于所述发动机风扇(1)中部且与所述发动机风扇(1)的转轴同轴，所述中心盘(21)的半径等于所述发动机风扇(1)内圈半径，所述多个支撑杆(23)沿所述中心盘(21)的径向布置且一端与所述中心盘(21)连接，所述多个支撑杆(23)绕所述中心盘(21)的周向等角度间隔布置，多组调节导风片(24)一一对应设置于相邻两个所述支撑杆(23)之间，每组调节导风片(24)由多个长度依次递增的导风片主体(241)组成，多个导风片主体(241)沿所述中心盘(21)的径向间隔布置，所述导风片主体(241)在长度方向上的两端设置有导风片轴(242)，所述导风片轴(242)可转动地穿设于相邻的所述支撑杆(23)中，所述驱动机构(22)包括控制电机(221)和多个传动带(222)，所述控制电机(221)设置于所述中心盘(21)的盘体内，所述控制电机(221)的传动轴(223)与所述多个传动带(222)的一端传动连接，多个传动带(222)一一对应设置于多个支撑杆(23)内部，且与位于所述支撑杆(23)内的多个所述导风片轴(242)相绕接。2.根据权利要求1所述的发动机舱热害调节机构，其特征在于，所述导风片轴(242)与所述导风片主体(241)呈钝角布置，所述导风片轴(242)与相邻的所述支撑杆(23)垂直。3.根据权利要求2所述的发动机舱热害调节机构，其特征在于，所述导风片轴(242)位于所述支撑杆(23)内的段落上设置有啮合齿(2421)，所述传动带(222)绕接于所述啮合齿(2421)上。4.根据权利要求3所述的发动机舱热害调节机构，其特征在于，所述发动机舱热害调节机构还包括弧形外圈(25)，所述弧形外圈(25)与所述中心盘(21)同轴，所述多个支撑杆(23)的另一端与所述弧形外圈(25)连接，所述弧形外圈(25)的半径与所述发动机风扇(1)的半径相同。5.根据权利要求1至4任一项所述的发动机舱热害调节机构，其特征在于，所述驱动机构(22)包括多个所述传动轴(223)，多个所述传动轴(223)与所述多个传动带(222)一一对应，多个所述传动轴(223)中的其中一个与所述控制电机(221)传动连接，多个所述传动轴(223)围绕所述中心盘(21)的周向等角度间隔布置，相邻两个所述传动轴(223)之间通过设置于所述传动轴(223)端部的锥形齿轮副(2231)传动连接，所述传动带(222)与对应的所述传动轴(223)相绕接。6.根据权利要求5所述的发动机舱热害调节机构，其特征在于，所述导风罩(2)包括5个所述支撑杆(23)，相邻两个所述支撑杆(23)之间的夹角范围为25
°
至30
°
。7.根据权利要求1至4任一项所述的发动机舱热害调节机构，其特征在于，所述支撑杆(23)包括杆体(231)和安装盖(232)，所述杆体(231)上设置有沿所述支撑杆(23)的长度方向布置的条形安装槽(2311)，所述条形安装槽(2311)与所述中心盘(21)的盘体内部连通，所述导风片轴(242)和所述传动带(222)均设置于所述条形安装槽(2311)中，所述安装盖(232)可拆卸地安装于所述安装槽的开口处。8.一种控制调节方法，其特征在于，所述控制调节方法基于权利要求1至7任一项所述的发动机舱热害调节机构实现，所述控制调节方法包括：
将所述导风罩(2)集成安装于所述发动机风扇(1)正对车辆的涡轮增压器一侧；启动发动机，并利用所述发动机风扇(1)对所述涡轮增压器进行散热；利用所述控制电机(221)驱动所述多个传动带(222)转动，以调节所述多组调节导风片(24)的开合角度，并获取在不同开合角度下所述涡轮增压器的附件温度，基于所述附件温度值确定所述多组调节导风片(24)的的最佳开合角度。

技术总结
本发明提供了一种发动机舱热害调节机构和控制调节方法，属于发动机及变速箱控制技术领域。该调节机构包括发动机风扇和导风罩。导风罩包括中心盘、驱动机构、多个支撑杆和多组调节导风片，中心盘安装于发动机风扇中部，多个支撑杆沿中心盘的径向布置且一端与中心盘连接，多组调节导风片一一对应设置于相邻两个支撑杆之间，导风片主体通过两端设置的导风片轴与支撑杆转动连接，驱动机构包括控制电机和多个传动带，控制电机通过传动轴与多个传动带与位于支撑杆内的导风片轴传动连接。结构装配设置简单，集成度高，能够在降低设计安装成本的基础上，有效对发动机舱内具有热害风险的零部件进行散热，避免热堆积。避免热堆积。避免热堆积。


技术研发人员：涂艳艳 徐益 刘吉 杨振礼 李嘉靖
受保护的技术使用者：神龙汽车有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/8/4