本发明专利技术涉及一种发动机散热装置、系统及方法，针对不同发动机和散热器的参数，建立不同冷却模块的发动机散热模型和冷却系统模型，通过参数计算出散热器表面风速和冷却效果，能够解决对散热器表面的冷却状态以及发动机舱内情况进行实时监控和冷却降温的技术问题。通过建立的冷却系统模型和冷却装置模型进行计算，通过将冷却装置内的结构调整至最佳状态，再将机舱内的空气吸入并进行冷却，通过气体喷射器将最佳喷射角度、喷射力度、喷射量的补偿气流喷射在散热器风速不足的部位，能够有效对冷却效果进行补偿。避免了因冷却模块能力不足，需要更换冷却能力强、散热面积大、风速效果好的散热器及发动机风扇，节约车型开发成本。节约车型开发成本。节约车型开发成本。
【技术实现步骤摘要】
一种发动机散热装置、系统及方法
[0001]本专利技术涉及商用车的柴油发动机领域，尤其涉及一种发动机散热装置、系统及方法。
技术介绍
[0002]目前针对商用车的柴油发动机，其发动机散热系统主要由散热器和散热风扇组成。
[0003]商用车在运行过程中，当散热器与散热风扇匹配欠佳时，散热器表面区域的风速会出现不均匀的现象，并且有的区域风速会比较低，此时散热系统的冷却效果变差，发动机机舱内环境温度上升较快。
[0004]另外，当发动机处于大负荷或全负荷状态下，发动机的散热量增加，发动机舱内气流温度上升较快。由于商用车的车身左右两侧通常会安装消音挡板，车身后侧安装副水箱等零部件，这些零部件将导致发动机机舱内的热气流受到阻碍无法顺利排出发动机舱外部，容易出现热风回流的现象，导致发动机的水温进一步加快上升，从而导致发动机散热系统的散热效率急剧下降，严重时发动机内的水温会超过报警限值，进而影响发动机的性能。
[0005]针对现有车型，因发动机散热系统本身结构设计的限制，法在当前散热系统的基础上调整发动机在大负荷或全负荷状态下散热器表面的风速，从而降低发动机内水温。也无法基于当前发动机舱的布置情况，有效改善当发动机在全负荷状态下工作时发动机舱内热风回流的现象，以及避免发动机内的水温因热风回流现象导致温升速度过快，从而超过发动机内水温限值的风险。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种发动机散热装置、系统及方法，针对不同发动机和散热器的参数，建立不同冷却模块的发动机散热模型和冷却系统模型，通过参数计算出散热器表面风速和冷却效果，能够解决对散热器表面的冷却状态以及发动机舱内情况进行实时监控和冷却降温的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术设计一种发动机散热装置，所述散热装置布置在中空结构的发动机机舱内，所述散热装置包括散热器、散热风扇、气体冷却装置、风速传感器、水温传感器和环境温度传感器；所述散热风扇与散热器连接，所述气体冷却装置的吸风口与发动机本体连接，气体冷却装置的出风口与散热器连接；所述风速传感器布置在散热器的表面，用于监测散热器的风速大小；所述水温传感器布置在发动机本体的出水位置，用于监测发动机的出水温度；所述环境温度传感器布置在发动机机舱内，用于监测发动机机舱内的气流温度；
[0008]所述气体冷却装置包括气流收集管、冷却波纹管、气体喷射器，所述气流收集管一端作为气体冷却装置的吸风口，所述气体喷射器一端作为气体冷却装置的出风口，所述冷却波纹管将气流收集管和气体喷射器连接起来。
[0009]作为优选方案，所述冷却波纹管为可伸缩的螺旋结构，冷却波纹管内部设有控制其伸缩长度的电机组。
[0010]作为优选方案，所述气体冷却装置还包括空气流量阀，所述空气流量阀与冷却波纹管连接。
[0011]本专利技术还设计一种发动机散热系统，包括监测部分、控制部分和执行部分；
[0012]所述监测部分包括风速传感器、水温传感器、环境温度传感器；所述控制部分依托于整车ECU，所述散热系统的控制策略直接写入发动机ECU中；所述执行部分包括气体冷却装置；
[0013]气体冷却装置的电控器与发动机ECU进行连接，发动机机舱内温度较高的气体从气体冷却装置的吸风口吸入到冷却波纹管中进行冷却，经气体喷射器将冷却后的气体以高速气流对散热器表面风速较差的点进行冷却补偿，使散热器的风速达到目标状态。
[0014]作为优选方案，当散热器表面各点最低风速与实测风速相差较大时，增加冷却波纹管的伸出长度以增加散热面积，同时增大空气流量阀的阀口以提升气体流速，从而更快的降低散热器表面风速。
[0015]本专利技术又设计一种发动机散热方法，包括以下步骤：
[0016]步骤1.将整车匹配的发动机及冷却系统参数通过上位机输入控制部分，建立冷却系统模型，冷却系统参数包括散热器尺寸及性能参数；
[0017]步骤2.控制器中的程序将冷却系统参数输入冷却系统模型，计算出发动机在全负荷状态下运行时散热器表面各点的最低风速要求和发动机机舱内的环境温度状态，并保存至发动机ECU中；
[0018]步骤3.车辆行驶时发动机ECU采用闭环控制，实时监测散热器表面各个测点的风速、发动机机舱内的实时温度；
[0019]步骤4.通过散热器表面各点的实测风速与最低风速进行对比，并根据发动机机舱内的实时温度变化判断是否出现热风回流现象，从而判断是否需要对散热器进行风速补偿；
[0020]如果散热器表面实测风速小于最低风速，则发动机机舱内的气流温度升高，发动机的出水温度随之升高，如果发动机机舱内环境温度上升较快，并且发动机的出水温度较高时，可判断存在热风回流现象；此时，需要对散热器进行风速补偿，进入步骤5；
[0021]如果散热器表面实测风速大于或等于最低风速，则不需要对散热器进行风速补偿，直接进入步骤7；
[0022]步骤5.发动机ECU发送信号至执行部分，气体冷却装置开始吸收发动机机舱内的热风，并将吸入的气体量、气体温度与发动机冷却能力进行关联，同时建立冷却气流模型，计算出散热器表面最佳冷却风速与喷射器最佳喷射角度和喷射风量；
[0023]步骤6.通过冷却气流模型计算出气体冷却装置内部伸缩的冷却波纹管的最佳伸长位置，使热空气在气体冷却装置中的流动时间加长，通过空气流量阀控制气流速度，配合达到降温的目的，将冷却后的气流通过气体喷射器选用最佳喷射角度、流量和力度喷射在风速较差的部位，起到冷却效果补偿的目的；
[0024]步骤7.散热器表面风速恢复到设定值，流程结束。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]针对不同发动机和散热器的参数，建立不同冷却模块的发动机散热模型和冷却系统模型，通过参数计算出散热器表面风速和冷却效果，并且能够对散热器表面的冷却状态以及发动机舱内情况进行实时监控。
[0027]目前对于车身两侧增加噪声挡板的驾驶室或整车开发匹配时，当发动机冷却系统效果较差，通常采用更换散热器以及加大冷却风扇作为主要改善措施，采用该系统后，可以通过可变冷却装置，将机舱内的气体冷却后进行二次利用，便于迅速提升发动机的冷却能力，避免车辆在行驶过程中出现因发动机冷却系统性能不足，导致的发动机因水温过高，性能下降等不良问题。
[0028]使用该散热装置、系统和方法能够精准、实时监测发动机冷却模块的状态，并且能够实时监测商用车发动机舱内是否存在热风回流现象。
[0029]使用该散热装置、系统和方法能够在发动机匹配的冷却系统性能不足的情况下实时进行调整，通过建立的冷却系统模型和冷却装置模型进行计算，通过将冷却装置内的结构调整至最佳状态，再将机舱内的空气吸入并进行冷却，通过气体喷射器将最佳喷射角度、喷射力度、喷射量的补偿气流喷射在散热器风速不足的部位，能够有效对冷却效果进行补偿。避免了因冷却模块能力不足，需要更换冷却能力强、散热面积大、风速效果好的散热器及发动机风扇，节约车型开发成本。
附图说明
[0030]图1为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种发动机散热装置，其特征在于：所述散热装置布置在中空结构的发动机机舱内，所述散热装置包括散热器、散热风扇、气体冷却装置、风速传感器、水温传感器和环境温度传感器；所述散热风扇与散热器连接，所述气体冷却装置的吸风口与发动机本体连接，气体冷却装置的出风口与散热器连接；所述风速传感器布置在散热器的表面，用于监测散热器的风速大小；所述水温传感器布置在发动机本体的出水位置，用于监测发动机的出水温度；所述环境温度传感器布置在发动机机舱内，用于监测发动机机舱内的气流温度；所述气体冷却装置包括气流收集管、冷却波纹管、气体喷射器，所述气流收集管一端作为气体冷却装置的吸风口，所述气体喷射器一端作为气体冷却装置的出风口，所述冷却波纹管将气流收集管和气体喷射器连接起来。2.根据权利要求1所述的发动机散热装置，其特征在于：所述冷却波纹管为可伸缩的螺旋结构，冷却波纹管内部设有控制其伸缩长度的电机组。3.根据权利要求2所述的发动机散热装置，其特征在于：所述气体冷却装置还包括空气流量阀，所述空气流量阀与冷却波纹管连接。4.一种发动机散热系统，其特征在于：包括监测部分、控制部分和执行部分；所述监测部分包括风速传感器、水温传感器、环境温度传感器；所述控制部分依托于整车ECU，所述散热系统的控制策略直接写入发动机ECU中；所述执行部分包括气体冷却装置；气体冷却装置的电控器与发动机ECU进行连接，发动机机舱内温度较高的气体从气体冷却装置的吸风口吸入到冷却波纹管中进行冷却，经气体喷射器将冷却后的气体以高速气流对散热器表面风速较差的点进行冷却补偿，使散热器的风速达到目标状态。5.根据权利要求4所述的发动机散热系统，其特征在于：当散热器表面各点最低风速与实测风速相差较大时，增加冷却波纹管的伸出长度以增加散热面积，同时增大空气流量...
【专利技术属性】
技术研发人员：董波，吴家坤，卢勇，王善元，江琳琳，邓基峰，陈林，华岳，张勃，张伟，李楚桥，沈昊，胡建华，袁雨，李畅，刘莹，唐辉映，潘师民，郭璇，孙哲，解亚东，郑大维，
申请(专利权)人：东风汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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