分布式冷却系统和分布式冷却方法技术方案

本发明专利技术涉及车辆冷却系统技术领域，具体涉及一种分布式冷却系统和方法。本发明专利技术旨在解决集中式冷却系统能耗大、占用局部空间大的技术问题。为此目的，本发明专利技术提供了一种分布式冷却系统，分布式冷却系统包括并联于发动机进水管和发动机出水管之间的强制冷却系统和迎风冷却系统，强制冷却系统和迎风冷却系统分别分布于发动机后置式机动车的发动机舱和迎风侧，强制冷却系统的散热器进水管上设置有第一控制阀，强制冷却系统的散热器出水管上设置有第二控制阀，迎风冷却系统的散热管进水管上设置有第三控制阀，迎风冷却系统的散热管出水管上设置有第四控制阀。本发明专利技术的分布式冷却系统可以改善集中式冷却系统的能耗和占用的局部空间。

Distributed Cooling System and Distributed Cooling Method

The invention relates to the technical field of vehicle cooling system, in particular to a distributed cooling system and system. The invention aims to solve the technical problems of large energy consumption and large local space occupation of the centralized cooling system. To this end, the invention provides a distributed cooling system, which includes a forced cooling system and an upwind cooling system connected in parallel between the engine intake pipe and the engine outlet pipe. The forced cooling system and the upwind cooling system are respectively distributed in the engine compartment and the upwind side of the engine rear-mounted motor vehicle, and the radiator intake pipe of the forced cooling system is arranged on the engine intake pipe. There is a first control valve, a second control valve is arranged on the radiator outlet pipe of the forced cooling system, a third control valve is arranged on the radiator inlet pipe of the upwind cooling system, and a fourth control valve is arranged on the radiator outlet pipe of the upwind cooling system. The distributed cooling system of the invention can improve the energy consumption and local space occupied by the centralized cooling system.

【技术实现步骤摘要】
分布式冷却系统和分布式冷却方法
本专利技术涉及车辆冷却系统
，具体涉及一种分布式冷却系统和分布式冷却方法。
技术介绍
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。据统计，柴油机内燃料的燃烧能量仅有35-45％作为有效功通过曲轴输出，其余的燃烧能量通过排气系统带走30％左右、通过冷却液带走20-30％、通过中冷器带走5％左右，剩余的燃烧能量通过辐射和对流等不同形式消耗掉，其中，发动机冷却液温度的高低直接影响发动机内各个部件的温度，一般情况下，发动机冷却液温度维持在75℃～95℃是比较理想的状态，当冷却液温度过高时，气缸套、缸盖外围的冷却液会出现沸腾现象，冷却管内生成气泡导致冷却液的冷却能力下降，冷却液的冷却能力下降导致发动机导热不良会使发动机局部过热，造成发动机出现局部变形、裂纹和烧损的现象，甚至会造成机油粘度降低，发动机各润滑部位的油膜破坏导致发动机内的加速部件严重磨损，严重时会造成发动机出现拉缸、化瓦等事故，发动机温度过高，还会使喷入气缸内的燃油提前燃烧，导致发动机的功率下降，发动机内的零件受热还会使发动机发生卡滞现象、轴承的工作压力降低等一系列不良后果。而冷却液温度过低，会使发动机的机油粘度变大、流动性变差，导致发动机内的运动部件摩擦阻力增加，发动机内零件温度过低还会导致发动机的热量损失增加，发动机的燃烧工况恶化，并且容易在燃烧室内形成积炭，造成活塞环胶结等现象，最终导致发动机压缩力不足、发动机功率下降的现象，冷却液温度过低还会造成发动机的零件磨损增加如缸套的磨损增加，通过试验表明发动机的冷却水温度在50℃时气缸壁的磨损量比冷却水温度在100℃时增加8倍以上。如图1所示，目前，为了合理控制燃机12以及燃机12内冷却水的温度，发动机后置式客车A普遍采用集中式冷却系统，将冷却系统布置在燃机舱11的方式，冷却系统一般为强制冷却系统，其组成结构包括散热箱13、驱动控制器15和风扇14，驱动控制器15驱动方式主要有机械驱动方式和电驱动方式，其控制方式主要包括发动机转速线性控制、根据发动机出水温度控制电磁离合器方式以及根据风扇周围温度控制硅油离合器方式等。其中，根据发动机出水温度控制风扇转速的控制方式最为常见，该控制方式将冷却系统布置在发动机后置式客车A的燃机舱11内，车外空气从车身侧面正压进风口处进入燃机舱11，并通过车身后部的排风口排风，在燃机12散热量稳定的情况下，如果没有迎风冷却系统对燃机12进行冷却时，需要提高风扇14的风流量，提高风扇14的风流量的方案有：增加风扇14的吹风面积和提高风扇14的转速。但是受燃机舱11内部空间的限制，冷却风扇的尺寸增加范围有限，而风扇14的转速提高会导致风扇14的旋转噪声增加，不符合GB1495中《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》对车辆噪音的规定，综上考虑，不能通过无限增加风扇14的尺寸和转速实现为燃机12散热的目的，进一步地，风扇14的尺寸增加和风扇14转速的提高都会导致冷却风扇的能耗增加，从而导致燃机12用于驱动车辆行驶的能量占燃机12总能量的比值降低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种分布式冷却系统，目的是至少解决上述现有技术中存在的问题之一，该目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种分布式冷却系统，分布式冷却系统用于发动机后置式机动车，分布式冷却系统包括并联于发动机进水管和发动机出水管之间的强制冷却系统和迎风冷却系统，强制冷却系统分布于发动机后置式机动车的发动机舱内，强制冷却系统包括散热器，散热器与发动机出水管连接的散热器进水管上设置有第一控制阀，散热器与发动机进水管连接的散热器出水管上设置有第二控制阀，迎风冷却系统分布于发动机后置式机动车的迎风侧，迎风冷却系统包括散热管，散热管与发动机出水管连接的散热管进水管上设置有第三控制阀，散热管与发动机进水管连接的散热管出水管上设置有第四控制阀。优选地，分布式冷却系统还包括控制器，控制器分别与第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀电连接，控制器通过第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀控制发动机内的冷却水通过强制冷却系统和\或迎风冷却系统冷却。优选地，分布式冷却系统还包括发动机出水温度传感器、散热器出水温度传感器、散热管出水温度传感器和环境温度传感器，发动机出水温度传感器设置于发动机出水管内并与控制器连接，散热器出水温度传感器设置于散热器出水管内并与控制器连接，散热管出水温度传感器设置于散热管出水管内并与控制器连接，环境温度传感器设置于发动机后置式机动车内靠近散热管的位置并与控制器连接。优选地，控制器还与发动机后置式机动车的整车控制器连接，控制器通过整车控制器获取发动机后置式机动车的车速、发动机转速和发动机扭矩。优选地，发动机后置式机动车的车头处设置有迎风孔，迎风冷却系统分布于车头内与迎风孔相对的位置。本专利技术的第二方面还提供了一种分布式冷却方法，分布式冷却方法是根据本专利技术第一方面的分布式冷却系统来实施的，分布式冷却方法包括步骤：S10：根据发动机的散热量计算发动机所需的总冷却能量值；S12：计算迎风冷却系统能够提供的第一冷却能量值；S14：计算强制冷却系统能够提供的第二冷却能量值；S16：通过总冷却能量值、第一冷却能量值和第二冷却能量值控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀的开关。优选地，步骤S10包括：S102：检测环境温度值、发动机转速值和发动机扭矩值；S104：根据发动机的散热模型计算发动机的散热量以及所需的总冷却能量值。优选地，步骤S12包括：S122：检测环境温度值、发动机转速值、发动机出水温度值和发动机后置式机动车的车速；S124：根据迎风冷却系统的散热模型计算迎风冷却系统能够提供的第一冷却能量值。优选地，步骤S14包括：S142：检测环境温度值、发动机转速值、发动机出水温度值；S144：根据强制冷却系统的散热模型计算强制冷却系统能够提供的第二冷却能量值。优选地，步骤S16包括：S162：当第一冷却能量值大于总冷却能量值时，关闭第一控制阀和第二控制阀，开启第三控制阀和第四控制阀；S164：当第一冷却能量值小于等于总冷却能量值且不为零时，开启第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀；S166：当第一冷却能量值为零时，关闭第三控制阀和第四控制阀，开启第一控制阀和第二控制阀。本领域技术人员能够理解的是，本专利技术在迎风冷却系统的第一冷却能量值大于零的时候，可以全部或者主要由迎风冷却系统冷却发动机，当迎风冷却系统的第一冷却能量值小于等于发动机所需的总冷却能量值时，可以由强制冷却系统或者结合迎风冷却系统冷却发动机。本专利技术通过迎风冷却系统冷却发动机可以减少强制冷却系统的工作量，从而减少强制冷却系统的能量消耗、降低冷却风扇高速转动引起的噪声，进一步地，迎风冷却系统可以降低强制冷却系统的工作量，使散热器及冷却风扇的尺寸能够适当减小，从而缓解发动机舱内空间局促的现象。进一步地，本专利技术通过存储在控制器中的各类散热模型数据以及获取的机动车实际运行工况，预判发动机需要的散热量值，从而提前进行相应控制阀的开关控制、冷却风扇转速的控制，并根据迎风冷却系统和强制冷却系统的出口温度传感器实现冷却温度的精确控制，使发动机内的冷却水温度维持在最优温度范围内，从而维持发动机内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式冷却系统，其特征在于，所述分布式冷却系统用于发动机后置式机动车，所述分布式冷却系统包括并联于发动机进水管和发动机出水管之间的强制冷却系统和迎风冷却系统，所述强制冷却系统分布于所述发动机后置式机动车的发动机舱内，所述强制冷却系统包括散热器，所述散热器与所述发动机出水管连接的散热器进水管上设置有第一控制阀，所述散热器与所述发动机进水管连接的散热器出水管上设置有第二控制阀，所述迎风冷却系统分布于所述发动机后置式机动车的迎风侧，所述迎风冷却系统包括散热管，所述散热管与所述发动机出水管连接的散热管进水管上设置有第三控制阀，所述散热管与所述发动机进水管连接的散热管出水管上设置有第四控制阀。

【技术特征摘要】
1.一种分布式冷却系统，其特征在于，所述分布式冷却系统用于发动机后置式机动车，所述分布式冷却系统包括并联于发动机进水管和发动机出水管之间的强制冷却系统和迎风冷却系统，所述强制冷却系统分布于所述发动机后置式机动车的发动机舱内，所述强制冷却系统包括散热器，所述散热器与所述发动机出水管连接的散热器进水管上设置有第一控制阀，所述散热器与所述发动机进水管连接的散热器出水管上设置有第二控制阀，所述迎风冷却系统分布于所述发动机后置式机动车的迎风侧，所述迎风冷却系统包括散热管，所述散热管与所述发动机出水管连接的散热管进水管上设置有第三控制阀，所述散热管与所述发动机进水管连接的散热管出水管上设置有第四控制阀。2.根据权利要求1所述的分布式冷却系统，其特征在于，所述分布式冷却系统还包括控制器，所述控制器分别与所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀电连接，所述控制器通过所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀控制所述发动机内的冷却水通过所述强制冷却系统和\或所述迎风冷却系统冷却。3.根据权利要求2所述的分布式冷却系统，其特征在于，所述分布式冷却系统还包括发动机出水温度传感器、散热器出水温度传感器、散热管出水温度传感器和环境温度传感器，所述发动机出水温度传感器设置于所述发动机出水管内并与所述控制器连接，所述散热器出水温度传感器设置于所述散热器出水管内并与所述控制器连接，所述散热管出水温度传感器设置于所述散热管出水管内并与所述控制器连接，所述环境温度传感器设置于所述发动机后置式机动车内靠近所述散热管的位置并与所述控制器连接。4.根据权利要求3所述的分布式冷却系统，其特征在于，所述控制器还与所述发动机后置式机动车的整车控制器连接，所述控制器通过所述整车控制器获取所述发动机后置式机动车的车速、发动机转速和发动机扭矩。5.根据权利要求4所述的分布式冷却系统，其特征在于，所述发动机后置式机动车的车...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鑫，章棵，张露捷，杜志良，宋军，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37