一种自适应增压空气冷却系统及车辆技术方案

本申请提供一种自适应增压空气冷却系统及车辆，涉及增压空气冷却系统技术领域，该自适应增压空气冷却系统包括：分配器；中冷系统，其包括空空中冷器与水空中冷器，所述空空中冷器、水空中冷器的进气端均与所述分配器的出气端连接；电控阀，位于所述分配器与所述水空中冷器之间，或位于所述分配器与所述空空中冷器之间；混合器，其进气端与所述空空中冷器、水空中冷器的出气端连接；控制器，用于控制所述电控阀调节进入所述空空中冷器、所述水空中冷器的增压空气比例。本申请提供的自适应增压空气冷却系统及车辆，能根据发动机的情况对增压空气进行选择性冷却，在保障增压空气冷却效果的同时，使中冷阻力最低。使中冷阻力最低。使中冷阻力最低。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应增压空气冷却系统及车辆


[0001]本申请涉及增压空气冷却系统
，尤其涉及一种自适应增压空气冷却系统及车辆。

技术介绍

[0002]涡轮增压器的压比越高，空气密度越大，但是被压缩后的空气温度也越高，对增压后的空气实施冷却，可以显著提高进气密度。目前增压柴油机均设计有增压空气冷却系统(中冷系统)，对增压后的空气进行冷却。
[0003]柴油机中冷系统，主要有空空中冷和水空中冷两种中冷系统。其中，空空中冷器由于其结构简单以及性价比高，在车用柴油机领域被广泛使用。而水空中冷器相比空空中冷器而言，换热效率更高、阻力更低，主要应用在高端乘用车以及特殊车型上。
[0004]然而随着发动机热效率的提升，增压度的不断增加，就要求中冷系统具有更高的冷却效率和更低的中冷阻力，但是车辆的布置空间是有限的，并不允许中冷器进一步加大，这就导致空空中冷器难以满足增压空气冷却的要求。而水空中冷器的使用成本又较高，且单独采用水空冷却器时，需要附加较大的冷却水箱，整体结构复杂，结构设计难度较大，也不适于大范围使用。这使得寻找合适的冷却效率和中冷阻力对柴油机增压空气系统的匹配设计尤为重要。
[0005]另外，目前的中冷系统匹配复杂，工作过程不可调，在处于低压比的小负荷区域时，增压空气的温度并不高，但是增压空气依然需要通过中冷器进行冷却，使发动机进气温度进一步降低，不仅不利于燃烧，还会造成发动机热量损失，进一步加大后处理压力；而在高压比的大负荷区域，在满足增压空气冷却的要求下，为了更好的燃油经济性，需要进一步降低进气阻力，其中降低进气阻力，是通过加大冷却器的尺寸来实现的，但是车辆空间又限制了冷却器尺寸的进一步加大，这为增压系统的设计带来了极大的挑战。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种自适应增压空气冷却系统及车辆，以解决现有冷却系统难以满足增压空气冷却需求的问题。
[0007]为了解决上述问题，本申请采用如下技术方案：
[0008]本申请实施例一方面提供一种自适应增压空气冷却系统，用于对增压器增压后的增压空气进行冷却，包括：
[0009]分配器，其进气端与所述增压器的出气端连接；
[0010]中冷系统，其包括空空中冷器与水空中冷器，所述空空中冷器、水空中冷器的进气端均与所述分配器的出气端连接，以对离开所述分配器的增压空气进行冷却；
[0011]电控阀，位于所述分配器与所述水空中冷器之间，或位于所述分配器与所述空空中冷器之间；
[0012]混合器，其进气端与所述空空中冷器、水空中冷器的出气端连接，以将冷却后的增
压空气进行混合并送入发动机；
[0013]控制器，用于获取增压空气进入所述中冷系统前的冷却前温度、冷却前压力及冷却前流量，并根据所述冷却前温度、所述冷却前压力及所述冷却前流量，控制所述电控阀调节进入所述空空中冷器、所述水空中冷器的增压空气比例。
[0014]在一种可能的设计中，所述分配器包括沿增压气体流动方向设置的检测段与分配段，所述检测段的截面尺寸沿增压空气的流动方向逐渐增大，所述分配段包括第一连接段与第二连接段，所述第一连接段的出气端与所述水空中冷器的进气端连通，所述第二连接段的出气端与所述空空中冷器的进气端连通，所述检测段的入口处设置有第一传感器，所述检测段的出口处设置有第二传感器，所述控制器具体用于：
[0015]通过所述第一传感器获取增压气体的初始温度及初始压力；
[0016]通过所述第二传感器获取所述冷却前温度及所述冷却前压力；
[0017]根据所述初始压力、所述冷却前压力，利用文丘里管效应得到所述冷却前流量。
[0018]在一种可能的设计中，所述电控阀位于所述第一连接段与所述水空中冷器之间，所述控制器具体用于：
[0019]通过控制所述电控阀的开启程度来调节进入所述水空中冷器内的增压空气流量。
[0020]在一种可能的设计中，所述水空中冷器的冷却液进口处设置有节温器，所述控制器具体用于：
[0021]获取外界环境温度；
[0022]若所述外界环境温度小于预设的环境温度阈值，则控制所述节温器关闭，并控制所述电控阀的开启程度为最大。
[0023]在一种可能的设计中，所述控制器具体用于：
[0024]若所述冷却前温度小于预设的冷却温度阈值，则控制所述节温器关闭，根据预设的冷却后的目标温度，以及所述冷却前压力、所述冷却前温度、所述冷却前流量，调节进入所述水空中冷器、所述空空中冷器内的增压空气的比例，使中冷阻力最低；
[0025]若所述冷却前温度大于或等于所述冷却温度阈值，则控制所述节温器打开，并根据预设的冷却后的目标温度，以及所述冷却前压力、冷却前温度、冷却前流量，调节进入所述水空中冷器、所述空空中冷器内的增压空气的比例，使中冷阻力最低。
[0026]在一种可能的设计中，所述混合器的出气端设置有第三传感器，所述控制器具体用于：
[0027]通过所述第三传感器获取增压气体的冷却后温度及冷却后压力；
[0028]若所述冷却后温度不满足所述目标温度，则再次调节进入所述水空中冷器、所述空空中冷器内的增压空气的比例，直至所述冷却后温度满足所述目标温度，且使中冷阻力最低。
[0029]在一种可能的设计中，所述混合器的内径沿着增压气体的流动方向逐渐减小。
[0030]在一种可能的设计中，所述混合器的进气端设置有导流板，所述导流板将混合器分隔为第一腔体与第二腔体，所述第一腔体的进气端与所述水空中冷器的出气端连通，所述第二腔体的进气端与所述空空中冷器的出气端连通，且所述第一腔体与第二腔体的出气端连通。
[0031]在一种可能的设计中，所述水空中冷器的冷却液流动方向与所述水空中冷器中的
增压空气流动方向相反。
[0032]本申请实施例第二方面提供一种车辆，包括增压器、发动机，以及上述任意一项所述的自适应增压空气冷却系统，所述自适应增压空气冷却系统接收所述增压器产生的增压空气，并将所述增压空气冷却至目标温度后输送给所述发动机。
[0033]本申请的有益效果：本申请提供的自适应增压空气冷却系统及车辆，包括分配器、电控阀、中冷系统、混合器，以及控制器，其中，中冷系统又由并联设置的空空中冷器与水空中冷器组成，单独的空空中冷器、水空中冷器体积不会过于臃肿，在车辆上进行安装时，可以更好地根据车辆的情况进行布置，提升适应性，而在使用时，控制器又可以根据冷却前温度、冷却前流量等数据，控制电控阀调节增压空气在水空中冷器、空空中冷器的分配比例，从而对冷却后的增压空气温度进行把控，既能适应发动机高负荷运转的需求，也能防止低负荷运转时，增压空气温度过低，从而达到增压空气的有效冷却。
[0034]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0035]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应增压空气冷却系统，用于对增压器增压后的增压空气进行冷却，其特征在于，包括：分配器，其进气端与所述增压器的出气端连接；中冷系统，其包括空空中冷器与水空中冷器，所述空空中冷器、水空中冷器的进气端均与所述分配器的出气端连接，以对离开所述分配器的增压空气进行冷却；电控阀，位于所述分配器与所述水空中冷器之间，或位于所述分配器与所述空空中冷器之间；混合器，其进气端与所述空空中冷器、水空中冷器的出气端连接，以将冷却后的增压空气进行混合并送入发动机；控制器，用于获取增压空气进入所述中冷系统前的冷却前温度、冷却前压力及冷却前流量，并根据所述冷却前温度、所述冷却前压力及所述冷却前流量，控制所述电控阀调节进入所述空空中冷器、所述水空中冷器的增压空气比例。2.根据权利要求1所述的自适应增压空气冷却系统，其特征在于，所述分配器包括沿增压气体流动方向设置的检测段与分配段，所述检测段的截面尺寸沿增压空气的流动方向逐渐增大，所述分配段包括第一连接段与第二连接段，所述第一连接段的出气端与所述水空中冷器的进气端连通，所述第二连接段的出气端与所述空空中冷器的进气端连通，所述检测段的入口处设置有第一传感器，所述检测段的出口处设置有第二传感器，所述控制器具体用于：通过所述第一传感器获取增压气体的初始温度及初始压力；通过所述第二传感器获取所述冷却前温度及所述冷却前压力；根据所述初始压力、所述冷却前压力，利用文丘里管效应得到所述冷却前流量。3.根据权利要求2所述的自适应增压空气冷却系统，其特征在于，所述电控阀位于所述第一连接段与所述水空中冷器之间，所述控制器具体用于：通过控制所述电控阀的开启程度来调节进入所述水空中冷器内的增压空气流量。4.根据权利要求3所述的自适应增压空气冷却系统，其特征在于，所述水空中冷器的冷却液进口处设置有节温器，所述控制器具体用于：获取外界环境温度；若所述外界环境温度小于预设的环境温度阈值，则控制所述节温器关闭，并控制所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘怀强，刘吉庆，秦善斌，李鹤，李聪，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：