一種基于反向冷卻的發(fā)動機智能冷卻系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機智能冷卻領(lǐng)域，尤其涉及一種基于反向冷卻的發(fā)動機智能冷卻系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著柴油機功率密度和缸內(nèi)爆發(fā)壓力的不斷提升，包括缸蓋、缸套等在內(nèi)的受熱零部件熱負荷不斷增大，其熱失效案例也逐漸增多，而同時柴油機節(jié)能減排的方向是大勢所趨。所以柴油機的不斷發(fā)展對其可靠性、燃油經(jīng)濟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)該為高熱負荷區(qū)域提供足夠的冷卻強度以保證其熱可靠性，同時減少熱負荷區(qū)較低的區(qū)域的冷卻流量以避免冷卻強度的浪費，以此提高其燃油經(jīng)濟性。
[0003]而在傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)中，冷卻液先進入機體水套冷卻缸套后通過上水孔進入缸蓋水套冷卻缸蓋，而由于缸蓋熱負荷較缸套高，冷卻液先冷卻缸套后再冷卻缸蓋，勢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度匹配；同時，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)對發(fā)動機的各項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)動機智能冷卻系統(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)動機智能冷卻系統(tǒng)包括電控水栗、電控節(jié)溫器、電控風(fēng)扇、膨脹水箱、整機水套、溫度傳感器、第一電機、第二電機及電子控制單元；
[0008]所述的電控水栗布置于缸蓋水套前端，并安裝于發(fā)動機機體上;所述的缸蓋水套與機體水套通過下水孔連接;機體水套后端布有電控節(jié)溫器，電控節(jié)溫器安裝于發(fā)動機機體上，電控節(jié)溫器的第一出口通過管道直接連接電控水栗，第二出口分為兩個冷卻液管道，一個冷卻液管道經(jīng)過散熱器連接電控水栗，另一個冷卻液管道經(jīng)過膨脹水箱后連接電控水栗，電控風(fēng)扇用于對散熱器提供強制對流換熱，第一電機驅(qū)動電控風(fēng)扇，第二電機驅(qū)動電控水栗，水溫傳感器安裝在發(fā)動機水套出口，電子控制單元與所有的溫度傳感器、電控節(jié)溫器和電機相連。
[0009]在缸蓋水套和機體水套內(nèi)，冷卻液流動方向為自上而下。發(fā)動機水套入口布置于缸蓋上，出口布置于機體上。所述的水溫傳感器安裝在電控節(jié)溫器前。
[0010]所述發(fā)動機智能冷卻系統(tǒng)的控制方法是:
[0011]在柴油機工作過程中，第二電機驅(qū)動冷卻水栗將冷卻液栗入機內(nèi)冷卻流道，通過布置于缸蓋的冷卻液水套入口進入缸蓋水套內(nèi)，首先從上至下冷卻缸蓋后通過下水孔流入布置于機體的發(fā)動機機體水套，冷卻機體后從出水口流出，電子控制單元根據(jù)水溫傳感器采集到的水溫數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)電控節(jié)溫器的開度，從而分配進入第一出口和第二出口的冷卻液流量大小，進入第一出口的冷卻液直接進入電控水栗，形成小循環(huán);而進入第二出口的冷卻液通過散熱器，由第一電機驅(qū)動的電子風(fēng)扇為其提供強制水-空對流換熱，降低冷卻液溫度后，冷卻液進入電控冷卻水栗，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和發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及負荷信號調(diào)節(jié)電機的轉(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，冷卻液自動流入膨脹水箱進行儲水；當(dāng)電控水栗入口水壓低于膨脹水箱水壓，冷卻液自動流出膨脹水箱流入電控水栗進行補水。
[0013]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0014]1.本冷卻系統(tǒng)中發(fā)動機水套內(nèi)冷卻液為自上而下流動，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度匹配。
[0015]2.本冷卻系統(tǒng)中發(fā)動機水套內(nèi)冷卻液為自上而下流動，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)部冷卻液流動示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0019]本冷卻系統(tǒng)模型主要包括機內(nèi)冷卻水套、機外冷卻系統(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)動機智能冷卻系統(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、整機水套、溫度傳感器、第一電機、第二電機及電子控制單元。
[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)動機機體3上;所述的缸蓋水套4與機體水套5通過下水孔連接;機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)動機機體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，第二出口分為兩個冷卻液管道，一個冷卻液管道經(jīng)過散熱器7連接電控水栗I，另一個冷卻液管道經(jīng)過膨脹水箱12后連接電控水栗I，電控風(fēng)扇8用于對散熱器7提供強制對流換熱，第一電機9驅(qū)動電控風(fēng)扇8，第二電機10驅(qū)動電控水栗1，水溫傳感器11安裝在發(fā)動機水套出口，電子控制單元與所有的溫度傳感器、電控節(jié)溫器和電機相連。
[0022]在缸蓋水套4和機體水套5內(nèi)，冷卻液流動方向為自上而下。發(fā)動機水套入口布置于缸蓋2上，出口布置于機體3上。所述的水溫傳