車(chē)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(chē)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(chē)性能得到了明顯的改善，但進(jìn)一步提升的潛力也越來(lái)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(rùn)滑系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等。其中，冷卻系統(tǒng)不僅與整車(chē)暖風(fēng)、空調(diào)等密切相關(guān)，也同發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒、潤(rùn)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(guò)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(wèn)題，分別為:
[0005]1、冷卻系統(tǒng)的匹配一般按照滿(mǎn)足極限工況來(lái)進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，然而絕大多數(shù)情況下，車(chē)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(guò)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(kāi)以后，冷卻液溫度取決于整車(chē)進(jìn)風(fēng)、冷卻液栗流量、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等，無(wú)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(chē)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(zhǎng)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(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供車(chē)輛的冷卻方法，基于車(chē)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(zhǎng)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(chē)輛的冷卻方法包括如下步驟:
[0010]S00、預(yù)存車(chē)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(kāi)啟，若是，則進(jìn)入步驟S20 ；
[0012]S20、獲取車(chē)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(kāi)啟后，該冷卻方法根據(jù)車(chē)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(zhǎng)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(guò)剩而引起的能量損失。
[0015]可選地，步驟SOO中車(chē)輛不同工況下散熱器的理論流通斷面積確定方法:通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架熱平衡試驗(yàn)來(lái)模擬車(chē)輛不同工況，并監(jiān)測(cè)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(duì)應(yīng)工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的理論散熱量，再通過(guò)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(chē)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(cè)元件，用于檢測(cè)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(chē)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(kāi)啟后，所述控制單元獲取車(chē)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(kāi)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(kāi)設(shè)有冷卻液進(jìn)口，所述冷卻液出箱開(kāi)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(guò)所述換熱管與所述冷卻液出箱連通，所述冷卻液出口開(kāi)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(duì)于所述散熱器的縱向幾何中心線(xiàn)左右對(duì)稱(chēng)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(shuō)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(kāi)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(chēng)之間的對(duì)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(cè)元件。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明提供一種車(chē)輛的冷卻方法，通過(guò)改變散熱器的流通斷面積來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整散熱器的散熱量，以使車(chē)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(shuō)明書(shū)附圖對(duì)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(qǐng)參見(jiàn)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(chē)輛的冷卻方法包括如下步驟:
[0041]S00、預(yù)存車(chē)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(kāi)啟，若是，則進(jìn)入步驟S20 ；
[0043]S20、獲取車(chē)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(kāi)啟后，該冷卻方法根據(jù)車(chē)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(zhǎng)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(guò)剩而引起的能量損失。
[0047]需要說(shuō)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(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架熱平衡試驗(yàn)來(lái)模擬車(chē)輛運(yùn)行環(huán)境和狀態(tài)，試驗(yàn)中監(jiān)測(cè)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(duì)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(guò)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(guò)散熱器臺(tái)架性能試驗(yàn)的方法，來(lái)對(duì)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(lái)，結(jié)合圖2至4對(duì)該冷卻系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)加以詳細(xì)說(shuō)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