車輛的冷卻方法和冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及車輛的冷卻方法和冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年，隨著排放以及燃油經(jīng)濟(jì)性有關(guān)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)陸續(xù)應(yīng)用到了內(nèi)燃機(jī)上，汽車性能得到了明顯的改善，但進(jìn)一步提升的潛力也越來越有限，人們陸續(xù)將眼光轉(zhuǎn)移到與發(fā)動(dòng)機(jī)性能發(fā)揮強(qiáng)相關(guān)的一些系統(tǒng)上，諸如冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等。其中，冷卻系統(tǒng)不僅與整車暖風(fēng)、空調(diào)等密切相關(guān)，也同發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒、潤滑有著重要聯(lián)系，因此其重要性尤為突出。據(jù)研究表明:冷卻系統(tǒng)帶走的熱量占發(fā)動(dòng)機(jī)總熱量的約30%、冷卻風(fēng)扇和冷卻液栗等零部件功耗占發(fā)動(dòng)機(jī)總功率的5%?10%。
[0003]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)包括散熱器、蠟式節(jié)溫器及連接管路，其中，散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液流道通過連接管路連通形成冷卻液閉環(huán)循環(huán)流道，蠟式節(jié)溫器安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液出口和散熱器的冷卻液進(jìn)口之間，是根據(jù)冷卻液溫度的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器的冷卻液量，改變冷卻液的循環(huán)范圍，以調(diào)節(jié)冷卻系的散熱能力，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在合適的溫度范圍內(nèi)工作。
[0004]顯然，節(jié)溫器可依據(jù)冷卻液溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)散熱器的散熱能力，以使發(fā)動(dòng)機(jī)位于最佳工作狀態(tài)。然而，在實(shí)踐中，采用這種冷卻系統(tǒng)存在以下幾個(gè)問題，分別為:
[0005]1、冷卻系統(tǒng)的匹配一般按照滿足極限工況來進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，然而絕大多數(shù)情況下，車輛運(yùn)行在部分負(fù)荷以及一般環(huán)境溫度下，所以冷卻系統(tǒng)散熱能力會(huì)存在一定的過剩，通常是冷卻液實(shí)際溫度低于發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳工作溫度，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失偏大，燃油經(jīng)濟(jì)性偏低等不利影響；
[0006]2、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器全開以后，冷卻液溫度取決于整車進(jìn)風(fēng)、冷卻液栗流量、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等，無法實(shí)現(xiàn)基于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作冷卻液溫的閉環(huán)控制。
[0007]有鑒于此，基于車輛不同工況如何實(shí)時(shí)調(diào)整現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)的散熱量，以使發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間處于最佳工作狀態(tài)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供車輛的冷卻方法，基于車輛不同工況如何實(shí)時(shí)調(diào)整現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)的散熱量，以使發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間處于最佳工作狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供實(shí)施該冷卻方法的冷卻系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明所提供的車輛的冷卻方法包括如下步驟:
[0010]S00、預(yù)存車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)時(shí)冷卻液的理論冷卻溫度，以及不同工況下所述冷卻液達(dá)到該理論冷卻溫度時(shí)散熱器的理論流通斷面積；
[0011 ] SlO、判斷節(jié)溫器的閥口是否開啟，若是，則進(jìn)入步驟S20 ；
[0012]S20、獲取車輛的當(dāng)前工況及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出口處冷卻液的當(dāng)前溫度，并判斷冷卻液的當(dāng)前溫度與理論冷卻溫度是否相等，若是，保持散熱器的當(dāng)前流通斷面積不變;若否，則進(jìn)入步驟S30;
[0013]S30、調(diào)整散熱器的當(dāng)前流通斷面積至其與當(dāng)前工況下的理論流通面積相等。
[0014]節(jié)溫器的閥口開啟后，該冷卻方法根據(jù)車輛不同工況實(shí)時(shí)調(diào)整散熱器的流通斷面積，以使冷卻液處于理論冷卻溫度，繼而使發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間處于最佳工作狀態(tài)，以便提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。另外，這種基于不同工況實(shí)施調(diào)整散熱器散熱能力的冷卻方法，可避免現(xiàn)有技術(shù)中因散熱能力過剩而引起的能量損失。
[0015]可選地，步驟SOO中車輛不同工況下散熱器的理論流通斷面積確定方法:通過發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架熱平衡試驗(yàn)來模擬車輛不同工況，并監(jiān)測不同工況下的冷卻液流量、風(fēng)速以及冷卻液溫度的變化，計(jì)算出各個(gè)對應(yīng)工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的理論散熱量，再通過散熱量仿真軟件計(jì)算出散熱器需要匹配的理論流通段面積。
[0016]此外，本發(fā)明還提供一種實(shí)施這種冷卻方法的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括散熱器和設(shè)置于所述車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液出口與所述散熱器的冷卻液進(jìn)口間的節(jié)溫器，還包括:
[0017]溫度檢測元件，用于檢測所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出口處的冷卻液溫度；
[0018]控制閥，設(shè)置于所述散熱器內(nèi)，用于調(diào)整所述散熱器的流通斷面積；
[0019]控制單元，預(yù)存車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)時(shí)冷卻液的理論冷卻溫度，以及不同工況下冷卻液達(dá)到該理論冷卻溫度時(shí)散熱器的理論流通斷面積；
[0020]當(dāng)所述節(jié)溫器的閥口開啟后，所述控制單元獲取車輛的當(dāng)前工況及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出口處冷卻液的當(dāng)前溫度，并判斷冷卻液的當(dāng)前溫度與理論冷卻溫度是否相等，若是，保持散熱器的當(dāng)前流通斷面積不變;若否，調(diào)整控制閥的閥口開度，以使散熱器的當(dāng)前流通斷面積至當(dāng)前工況下的理論流通面積相等。
[0021 ]可選地，所述控制單元集成于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的E⑶內(nèi)。
[0022 ]可選地，所述散熱器包括冷卻液進(jìn)箱、冷卻液出箱以及連通兩者的多個(gè)換熱管，所述冷卻液進(jìn)箱開設(shè)有冷卻液進(jìn)口，所述冷卻液出箱開設(shè)有冷卻液出口 ；
[0023]所述控制閥設(shè)置于所述冷卻液進(jìn)箱內(nèi)并將其冷卻液流通腔分隔為主流通腔和輔助流通腔，所述主流通腔和所述輔助流通腔均通過所述換熱管與所述冷卻液出箱連通，所述冷卻液出口開設(shè)于所述主流通腔處。
[0024]可選地，所述控制閥的數(shù)量為偶數(shù)個(gè)，偶數(shù)個(gè)所述控制閥相對于所述散熱器的縱向幾何中心線左右對稱設(shè)置。
[0025]由于該冷卻系統(tǒng)用于實(shí)施前述的冷卻方法，因此該冷卻系統(tǒng)具有與冷卻方法相同的技術(shù)效果，故而本文在此不再贅述。
【附圖說明】
[0026]圖1示出了本發(fā)明所提供的冷卻方法的控制流程示意圖；
[0027]圖2示出了本發(fā)明所提供的冷卻系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3示出了控制閥在全閉狀態(tài)下散熱器內(nèi)冷卻液的流動(dòng)示意圖；
[0029]圖4示出了控制閥在全開狀態(tài)下散熱器內(nèi)冷卻液的流動(dòng)示意圖。
[0030]圖2至圖3中附圖標(biāo)記與各個(gè)部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系:
[0031]I發(fā)動(dòng)機(jī)；
[0032]2散熱器:21冷卻液進(jìn)箱、21i冷卻液進(jìn)口、A主流通腔、B輔助流通腔、22冷卻液出箱、22ο冷卻液出口、23換熱管；
[0033]3i冷卻液進(jìn)管、3o冷卻液出管；
[0034]4節(jié)溫器；
[0035]5控制閥；
[0036]6溫度檢測元件。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明提供一種車輛的冷卻方法，通過改變散熱器的流通斷面積來實(shí)時(shí)調(diào)整散熱器的散熱量，以使車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下最佳冷卻溫度下工作，繼而提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放等性能。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種實(shí)施該冷卻方法的冷卻系統(tǒng)。
[0038]為了便于更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對冷卻方法的具備步驟及冷卻系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)加以詳述。
[0039]請參見圖1，該圖示出了本發(fā)明所提供的冷卻方法的控制流程示意圖。
[0040]如圖1所示，本【具體實(shí)施方式】所提供的車輛的冷卻方法包括如下步驟:
[0041]S00、預(yù)存車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)時(shí)冷卻液的理論冷卻溫度，以及不同工況下冷卻液達(dá)到該理論冷卻溫度時(shí)散熱器的理論流通斷面積；
[0042]SlO、判斷節(jié)溫器的閥口是否開啟，若是，則進(jìn)入步驟S20 ；
[0043]S20、獲取車輛的當(dāng)前工況及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出口處冷卻液的當(dāng)前溫度，并判斷冷卻液的當(dāng)前溫度與理論冷卻溫度是否相等，若是，散熱器的當(dāng)前流通斷面積保持不變;若否，則進(jìn)入步驟S30;
[0044]S30、調(diào)整散熱器的當(dāng)前流通斷面積至其與當(dāng)前工況下的理論流通面積相等。
[0045]節(jié)溫器的閥口開啟后，該冷卻方法根據(jù)車輛不同工況實(shí)時(shí)調(diào)整散熱器的流通斷面積，以使冷卻液處于理論冷卻溫度，繼而使發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間處于最佳工作狀態(tài)，以便提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。
[0046]另外，這種基于不同工況實(shí)施調(diào)整散熱器散熱能力的冷卻方法，可避免現(xiàn)有技術(shù)中因散熱能力過剩而引起的能量損失。
[0047]需要說明的是，不同工況下散熱器的理論流通斷面積確定方法:通過發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架熱平衡試驗(yàn)來模擬車輛運(yùn)行環(huán)境和狀態(tài)，試驗(yàn)中監(jiān)測不同的冷卻液流量、風(fēng)速以及冷卻液溫的變化，計(jì)算出各對應(yīng)工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的理論散熱量，有了發(fā)動(dòng)機(jī)各工況的理論散熱量值后，就可以通過熱管理仿真軟件計(jì)算出散熱器需要匹配的理論流通段面積。
[0048]當(dāng)然，不同工況下散熱器的理論流通斷面積也可以通過散熱器臺(tái)架性能試驗(yàn)的方法，來對散熱器的實(shí)際散熱能力進(jìn)行匹配和驗(yàn)證，選擇合適的散熱斷面積。
[0049]除上述冷卻方法外，本發(fā)明還提供一種實(shí)施該冷卻方法的冷卻系統(tǒng)。
[0050]接下來，結(jié)合圖2至4對該冷卻系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)加以詳細(xì)說明。其中，圖2示出了本發(fā)明所提供的冷卻系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)裝配體