一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统及其控制方法，包括电子水泵、缸盖水套、集成式排气歧管冷却水套、机体水套、电子节温器、电子风扇、散热器、温度传感器及电子控制单元等。冷启动时，冷却液仅流经缸盖与排气歧管水套；暖机时，缸盖水套中部分冷却液通过连通管流入机体水套，并用第一电子节温器控制其流量，利用排气歧管散热加速冷启动和暖机过程。正常运行时，根据缸盖出口冷却液温度MAP控制两电子节温器开度及水泵、风扇电机转速，精确调控进入缸盖、机体水套的冷却液流量，在保证冷却强度的同时使两电机的消耗功率最小。本发明专利技术根据发动机工况自动控制冷却液流量和温度，使发动机工作在最佳温度下，以降低油耗及附件损耗。及附件损耗。及附件损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及发动机智能冷却领域，尤其涉及一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着计算机技术在汽车上的应用，车用发动机冷却能力调节方式的发展趋势是智能化控制，即利用电子控制单元对电子水泵、电子节温器及电子风扇实行智能控制，最大程度减少发动机的传热损耗和机械损耗。而传统的冷却系统中针对缸盖、缸套的冷却采用一体化水套的方式，冷却液先进入机体水套冷却缸套后通过上水孔进入缸盖水套冷却缸盖，而由于缸盖热负荷较缸套高，此种冷却方式不能独立调节缸盖和缸套的冷却强度，因此会造成缸盖冷却不足或缸套过度冷却现象。同时汽车发动机在冷机状态运行时，会出现发动机零部件磨损程度加剧，排放和油耗也明显高于热机状态。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统及其控制方法，通过自动调整和控制冷却液温度和流量，同时并入排气歧管冷却水套，加速发动机冷启动和暖机过程，确保发动机在最佳的温度状态下工作，降低燃油消耗和附件损耗以改善和提高发动机的经济性，减少磨损和延长发动机使用寿命的发动机智能冷却系统。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统，包括电子水泵、缸盖水套、集成式排气歧管冷却水套、机体水套、第一电子节温器、散热器、第二电子节温器、若干温度传感器以及电子控制单元；
[0006]若干温度传感器均与电子控制单元相连；
[0007]电子水泵出口分为两路，一路与缸盖水套入口相连，另一路与集成式排气歧管冷却水套入口相连，缸盖水套出口与集成式排气歧管冷却水套出口汇合与三通入口相连，三通出口分为两路，一路与散热器入口相连，另一路与第一电子节温器出口相连，散热器出口与第二电子节温器的第一入口相连，第一电子节温器出口与第二电子节温器的第二入口相连；第二电子节温器的出口与电子水泵入口相连；
[0008]缸盖水套还与机体水套入口相连，机体水套出口与第一电子节温器入口相连；第二电子节温器包括第一入口和第二入口，第一入口与散热器出口相连，第二入口与第一电子节温器出口相连；第二电子节温器出口与电子水泵入口相连。
[0009]本专利技术进一步的改进在于，若干温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器与第四温度传感器，第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器与第四温度传感器均与电子控制单元相连。
[0010]本专利技术进一步的改进在于，第一温度传感器安装在第一电子节温器的入口处，第二温度传感器安装在缸盖水套出口与集成式排气歧管冷却水套出口的汇合处，第三温度传
感器安装在第一电子节温器与第二电子节温器之间管路上，第四温度传感器安装在第二电子节温器的第一入口与散热器的出口之间。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，散热器一侧设置有电子风扇。
[0012]本专利技术进一步的改进在于，电子风扇连接有第一电机。
[0013]本专利技术进一步的改进在于，电子水泵连接有第二电机。
[0014]本专利技术进一步的改进在于，冷机工况下，冷却液温度低于预设值时，第一电子节温器关闭，将冷却液泵入缸盖水套与集成式排气歧管冷却水套，缸盖水套与集成式排气歧管冷却水套中的冷却液汇合后经第二电子节温器，再流入电子水泵；
[0015]暖机工况下，冷却液温度高于预设值且低于正常运行工况下温度预设值时，将冷却液泵入缸盖水套与集成式排气歧管冷却水套，缸盖水套中的冷却液部分流入机体水套，再流入第一电子节温器中，然后与缸盖水套及集成式排气歧管冷却水套出口汇合后流经第二电子节温器，再流入电子水泵；
[0016]正常运行工况下，冷却液温度大于或等于正常运行工况温度预设值时，将冷却液泵入缸盖水套与集成式排气歧管冷却水套，缸盖水套中的冷却液一部分流经机体水套，再流经第一电子节温器，然后与缸盖水套及集成式排气歧管冷却水套出口汇合，流经散热器进行冷却，再流经第二电子节温器，最后再流入电子水泵。
[0017]一种如上所述的基于发动机分体冷却的智能冷却系统的控制方法，冷机工况时，电子控制单元根据第一温度传感器的温度信号判断冷却液温度是否低于预设值T，若冷却液温度低于预设值时，第一电子节温器关闭，将冷却液泵入缸盖水套与集成式排气歧管冷却水套，然后汇入第二电子节温器中，最后流入电子水泵，形成冷机循环；电子控制单元根据发动机运行工况与第三温度传感器采集的温度信号，控制第二电子节温器开度以及调节电子水泵转速；
[0018]暖机工况下，待冷却液温度升高到预设限值，且低于正常运行工况下温度预设值时，电子控制单元根据第一温度传感器的温度信号判断冷却液温度是否高于预设值T，若冷却液温度高于预设值T时，第一电子节温器开启，并根据第三温度传感器的温度信号判断冷却液温度是否低于正常运行工况下温度预设值Tc，若冷却液温度低于正常运行工况下温度预设值Tc时，第二电子节温器第一入口关闭、第二入口开启；电子控制单元根据发动机运行工况以及第一温度传感器的温度信号控制第一电子节温器的开度，从而控制进入机体水套内的冷却液的流量，电子控制单元还根据发动机运行工况与第三温度传感器的温度信号，控制第二电子节温器的第二入口的开度以及电子水泵的转速，从而调节进入缸盖水套、排气歧管冷却水套及机体水套的冷却液流量；冷却液受到缸盖、缸套及排气歧管加热，直到冷却液温度升高到温度预设值Tc时，第二电子节温器的第一入口开启，然后冷却液通过散热器冷却后进入电子水泵，暖机过程结束。
[0019]发动机正常工作时，电子控制单元根据第二温度传感器的温度信号判断冷却液温度是否大于或等于正常运行工况温度预设值，若冷却液温度大于或等于正常运行工况温度预设值时，第一电子节温器开启，第二电子节温器第一入口开启、第二入口关闭，将冷却液泵入缸盖水套与集成式排气歧管冷却水套，电子控制单元再根据缸盖出口冷却液温度MAP、第一温度传感器、第二温度传感器与第四温度传感器的温度信号调节第一电子节温器的开度，分配进入机体水套的冷却液流量，并控制第二电子节温器的第一入口的开度以及电子
水泵的转速，调节系统内总冷却液流量；冷却液流经缸盖水套和机体水套后，机体水套中的冷却液、缸盖水套中剩余冷却液以及集成式排气歧管冷却水套中的冷却液交汇于第一电子节温器后流入散热器中，降低冷却液温度后，冷却液经第二电子节温器再流入电子水泵，形成循环。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：将冷却液先泵入缸盖水套与排气歧管冷却水套进行冷却，第一电子节温器根据温度信号及发动机工况信号调节从缸盖水套进入机体水套冷却液的量，冷机、暖机工况下不经过散热器，第一电子节温器与第二电子节温器串联，形成小循环。正常运行时缸盖水套剩余冷却液与排气歧管冷却液汇合，再与第一电子节温器出水管汇合流入散热器中，水空对流换热，散热器出水管与第二电子节温器连接形成大循环。本专利技术通过第一电子节温器与第二电子节温器能够自动调整和控制冷却液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统，其特征在于，包括电子水泵(1)、缸盖水套(2)、集成式排气歧管冷却水套(3)、机体水套(4)、第一电子节温器(5)、散热器(6)、第二电子节温器(7)、若干温度传感器以及电子控制单元；若干温度传感器均与电子控制单元相连；电子水泵(1)出口分为两路，一路与缸盖水套(2)入口相连，另一路与集成式排气歧管冷却水套(3)入口相连，缸盖水套(2)出口与集成式排气歧管冷却水套(3)出口汇合与三通入口相连，三通出口分为两路，一路与散热器(6)入口相连，另一路与第一电子节温器(5)出口相连，散热器(6)出口与第二电子节温器(7)的第一入口相连，第一电子节温器(5)出口与第二电子节温器(7)的第二入口相连；第二电子节温器(7)的出口与电子水泵(1)入口相连；缸盖水套(2)还与机体水套(4)入口相连，机体水套(4)出口与第一电子节温器(5)入口相连；第二电子节温器(7)包括第一入口和第二入口，第一入口与散热器(6)出口相连，第二入口与第一电子节温器(5)出口相连；第二电子节温器(7)出口与电子水泵(1)入口相连。2.根据权利要求1所述的一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统，其特征在于，若干温度传感器包括第一温度传感器(11)、第二温度传感器(12)、第三温度传感器(13)与第四温度传感器(14)，第一温度传感器(11)、第二温度传感器(12)、第三温度传感器(13)与第四温度传感器(14)均与电子控制单元相连。3.根据权利要求2所述的一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统，其特征在于，第一温度传感器(11)安装在第一电子节温器(5)的入口处，第二温度传感器(12)安装在缸盖水套(2)出口与集成式排气歧管冷却水套(3)出口的汇合处，第三温度传感器(13)安装在第一电子节温器(5)与第二电子节温器(7)之间管路上，第四温度传感器(14)安装在第二电子节温器(7)的第一入口与散热器(6)的出口之间。4.根据权利要求1所述的一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统，其特征在于，散热器(6)一侧设置有电子风扇(8)。5.根据权利要求1所述的一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统，其特征在于，电子风扇(8)连接有第一电机(9)。6.根据权利要求1所述的一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统，其特征在于，电子水泵(1)连接有第二电机(10)。7.根据权利要求1所述的一种基于发动机分体冷却的智能冷却系统，其特征在于，冷机工况下，冷却液温度低于预设值T时，第一电子节温器(5)关闭，将冷却液泵入缸盖水套(2)与集成式排气歧管冷却水套(3)，缸盖水套(2)与集成式排气歧管冷却水套(3)中的冷却液汇合后经第二电子节温器(7)，再流入电子水泵(1)；暖机工况下，冷却液温度高于预设值T且低于正常运行工况下温度预设值Tc时，将冷却液泵入缸盖水套(2)与集成式排气歧管冷却水套(3)，缸盖水套(2)中的冷却液部分流入机体水套(4)，再流入第一电子节温器(5)中，然后与缸盖水套(2)及集成式排气歧管冷却水套(3)出口汇合后流经第二电子节温器(7)，再流入电子水泵(1)；正常运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇成，雷斌，荣玉龙，龚泽文，陆国祥，梁萌萌，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：