一種基于反向冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)智能冷卻系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)智能冷卻領(lǐng)域，尤其涉及一種基于反向冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)智能冷卻系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著柴油機(jī)功率密度和缸內(nèi)爆發(fā)壓力的不斷提升，包括缸蓋、缸套等在內(nèi)的受熱零部件熱負(fù)荷不斷增大，其熱失效案例也逐漸增多，而同時(shí)柴油機(jī)節(jié)能減排的方向是大勢(shì)所趨。所以柴油機(jī)的不斷發(fā)展對(duì)其可靠性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能都提出了更嚴(yán)格的要求，因此冷卻系統(tǒng)應(yīng)該為高熱負(fù)荷區(qū)域提供足夠的冷卻強(qiáng)度以保證其熱可靠性，同時(shí)減少熱負(fù)荷區(qū)較低的區(qū)域的冷卻流量以避免冷卻強(qiáng)度的浪費(fèi)，以此提高其燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0003]而在傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)中，冷卻液先進(jìn)入機(jī)體水套冷卻缸套后通過上水孔進(jìn)入缸蓋水套冷卻缸蓋，而由于缸蓋熱負(fù)荷較缸套高，冷卻液先冷卻缸套后再冷卻缸蓋，勢(shì)必造成缸蓋水套冷卻液溫度比缸套水套冷卻液溫度高，因此會(huì)造成缸蓋冷卻不足、缸套冷卻過度的情況，這也是不利于缸蓋、缸套冷卻強(qiáng)度的合理調(diào)控的。
[0004]因此，采用反向冷卻技術(shù)可以使得冷卻液先冷卻缸蓋后再冷卻缸套，可以使得缸蓋冷卻液溫度低于缸套冷卻液溫度，改善缸蓋和缸套間的冷卻強(qiáng)度匹配；同時(shí)，采用反向冷卻，冷卻液直接沖刷缸蓋火力底板上表面，可以提高關(guān)鍵區(qū)域冷卻強(qiáng)度，降低缸蓋底板火力面熱應(yīng)力，提高受熱零部件熱可靠性。所以，提出一種基于反向冷卻技術(shù)的智能冷卻系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能的提升是大有裨益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種基于反向冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)智能冷卻系統(tǒng)及控制方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種基于反向冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)智能冷卻系統(tǒng)包括電控水栗、電控節(jié)溫器、電控風(fēng)扇、膨脹水箱、整機(jī)水套、溫度傳感器、第一電機(jī)、第二電機(jī)及電子控制單元；
[0008]所述的電控水栗布置于缸蓋水套前端，并安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上;所述的缸蓋水套與機(jī)體水套通過下水孔連接;機(jī)體水套后端布有電控節(jié)溫器，電控節(jié)溫器安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，電控節(jié)溫器的第一出口通過管道直接連接電控水栗，第二出口分為兩個(gè)冷卻液管道，一個(gè)冷卻液管道經(jīng)過散熱器連接電控水栗，另一個(gè)冷卻液管道經(jīng)過膨脹水箱后連接電控水栗，電控風(fēng)扇用于對(duì)散熱器提供強(qiáng)制對(duì)流換熱，第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)電控風(fēng)扇，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電控水栗，水溫傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)水套出口，電子控制單元與所有的溫度傳感器、電控節(jié)溫器和電機(jī)相連。
[0009]在缸蓋水套和機(jī)體水套內(nèi)，冷卻液流動(dòng)方向?yàn)樽陨隙?。發(fā)動(dòng)機(jī)水套入口布置于缸蓋上，出口布置于機(jī)體上。所述的水溫傳感器安裝在電控節(jié)溫器前。
[0010]所述發(fā)動(dòng)機(jī)智能冷卻系統(tǒng)的控制方法是:
[0011]在柴油機(jī)工作過程中，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻水栗將冷卻液栗入機(jī)內(nèi)冷卻流道，通過布置于缸蓋的冷卻液水套入口進(jìn)入缸蓋水套內(nèi)，首先從上至下冷卻缸蓋后通過下水孔流入布置于機(jī)體的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體水套，冷卻機(jī)體后從出水口流出，電子控制單元根據(jù)水溫傳感器采集到的水溫?cái)?shù)據(jù)調(diào)節(jié)電控節(jié)溫器的開度，從而分配進(jìn)入第一出口和第二出口的冷卻液流量大小，進(jìn)入第一出口的冷卻液直接進(jìn)入電控水栗，形成小循環(huán);而進(jìn)入第二出口的冷卻液通過散熱器，由第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子風(fēng)扇為其提供強(qiáng)制水-空對(duì)流換熱，降低冷卻液溫度后，冷卻液進(jìn)入電控冷卻水栗，形成大循環(huán)，在此過程中，電子控制單元根據(jù)溫度傳感器提供的水溫信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及負(fù)荷信號(hào)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制電子風(fēng)扇和電子水栗的轉(zhuǎn)速，
[0012]當(dāng)?shù)诙娍毓?jié)溫器的第二出口水溫過高導(dǎo)致水壓過高，且高于膨脹水箱水壓時(shí)，冷卻液自動(dòng)流入膨脹水箱進(jìn)行儲(chǔ)水；當(dāng)電控水栗入口水壓低于膨脹水箱水壓，冷卻液自動(dòng)流出膨脹水箱流入電控水栗進(jìn)行補(bǔ)水。
[0013]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1.本冷卻系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)水套內(nèi)冷卻液為自上而下流動(dòng)，使得缸蓋冷卻液溫度低于缸套冷卻液溫度，可以改善缸蓋和缸套間的冷卻強(qiáng)度匹配。
[0015]2.本冷卻系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)水套內(nèi)冷卻液為自上而下流動(dòng)，使得冷卻液直接沖刷缸蓋火力底板上表面，可以提尚關(guān)鍵區(qū)域冷卻強(qiáng)度，降低熱應(yīng)力，提尚受熱零部件熱可靠性。
【附圖說明】
[0016]圖1為基于分體冷卻與反向冷卻的智能冷卻系統(tǒng)示意圖；
[0017]圖2為缸蓋水套和缸套水套內(nèi)部冷卻液流動(dòng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0019]本冷卻系統(tǒng)模型主要包括機(jī)內(nèi)冷卻水套、機(jī)外冷卻系統(tǒng)附件電控水栗、電控風(fēng)扇、電控節(jié)溫器、膨脹水箱及電子控制部分ECU、溫度傳感器
[0020]如圖1所示，一種基于反向冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)智能冷卻系統(tǒng)，其特征在于包括電控水栗、電控節(jié)溫器、電控風(fēng)扇、膨脹水箱、整機(jī)水套、溫度傳感器、第一電機(jī)、第二電機(jī)及電子控制單元。
[0021]所述的電控水栗I布置于缸蓋水套4前端，并安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體3上;所述的缸蓋水套4與機(jī)體水套5通過下水孔連接;機(jī)體水套后端布有電控節(jié)溫器6，電控節(jié)溫器6安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體3上，電控節(jié)溫器6的第一出口通過管道直接連接電控水栗I，第二出口分為兩個(gè)冷卻液管道，一個(gè)冷卻液管道經(jīng)過散熱器7連接電控水栗I，另一個(gè)冷卻液管道經(jīng)過膨脹水箱12后連接電控水栗I，電控風(fēng)扇8用于對(duì)散熱器7提供強(qiáng)制對(duì)流換熱，第一電機(jī)9驅(qū)動(dòng)電控風(fēng)扇8，第二電機(jī)10驅(qū)動(dòng)電控水栗1，水溫傳感器11安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)水套出口，電子控制單元與所有的溫度傳感器、電控節(jié)溫器和電機(jī)相連。
[0022]在缸蓋水套4和機(jī)體水套5內(nèi)，冷卻液流動(dòng)方向?yàn)樽陨隙?。發(fā)動(dòng)機(jī)水套入口布置于缸蓋2上，出口布置于機(jī)體3上。所述的水溫傳