專利名稱：動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
5 本發(fā)明涉及動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)。它可以廣泛應(yīng)用在以內(nèi)燃機為動力
的道路車輛以及工程機械和礦山機械等非道路車輛上，還可以用到發(fā)電機組、空 氣壓縮機等裝置上。該智能化熱管理系統(tǒng)可以包含中冷器、水散熱器、機油冷卻 器、變矩器油冷器、液壓油冷卻器、EGR冷卻器和空調(diào)冷凝器中所有冷卻單元， 或只包含其中幾個冷卻單元。
10
背景技術(shù)：
在當前的各種動力裝置熱管理系統(tǒng)的設(shè)計上，通常是以能滿足極限狀態(tài)下的 散熱為目標。但極限高溫環(huán)境出現(xiàn)的時間相對較短，因此在大部分工作時間中， 發(fā)動機熱管理系統(tǒng)的各單元所散失的熱量通常都會超出正常需求，造成能源浪 15 費，油耗大大增加，對發(fā)動機正常工作利少弊多。熱管理系統(tǒng)各單元的冷卻介質(zhì) 都有其最佳的工作溫度范圍，只有通過智能化措施才能實現(xiàn)這一目標，因此為了 節(jié)能降耗，減少污染物排放、提高發(fā)動機使用壽命，動力裝置智能化熱管理系統(tǒng) 應(yīng)運而生。
20

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種動力裝置智能化熱 管理系統(tǒng)。
為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案動力裝置智能化熱管理系 統(tǒng)，包括動力裝置以外的幾個或全部的冷卻單元、電子控制單元ECU、風扇和 25 熱側(cè)介質(zhì)的循環(huán)用電動泵，其特征在于所述的電子控制單元ECU根據(jù)各冷卻單 元的冷卻介質(zhì)溫度返饋信號作出判斷，提高或降低風扇轉(zhuǎn)速，或調(diào)整相應(yīng)電動泵 來控制介質(zhì)流量，從而控制各冷卻單元的熱側(cè)介質(zhì)工作溫度在最佳范圍內(nèi)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種設(shè)計理念，它涉及到發(fā)動機熱管理系統(tǒng)的各個冷卻 單元，通過ECU來實現(xiàn)最經(jīng)濟的油耗，保障發(fā)動機在各種環(huán)境下始終處于最佳的
工作狀態(tài)。
本發(fā)明的優(yōu)點
1可以保障發(fā)動機始終處于最佳工作狀態(tài)范圍。
2節(jié)約能源、降低污染物排放、具有較好的環(huán)保功能。 5 3各換熱單元根據(jù)實際需要進行冷卻，不會過熱或過冷。
4動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)完全通過ECU根據(jù)溫度返饋信號來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，所述的冷卻單元包括水散熱器、機油冷器、液壓油冷卻器、變 矩器油冷卻器或在此基礎(chǔ)上再增加中冷器、EGR冷卻器、空調(diào)冷凝器中的任何 一個及以上。
10 根據(jù)本發(fā)明，所述的動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，所述的水散熱器、液壓油
冷卻器、變矩器油冷卻器和空調(diào)冷凝器主要通過風扇吹風冷卻，所述的機油冷卻 器和EGR冷卻器先通過循環(huán)水來冷卻，循環(huán)水再通過水散熱器間接由風扇來冷 卻。
根據(jù)本發(fā)明，各液體冷卻單元中的熱側(cè)介質(zhì)的循環(huán)采用變頻調(diào)速電動泵，電 15 動泵轉(zhuǎn)速由電子控制單元ECU根據(jù)熱側(cè)介質(zhì)的出口溫度而定正常狀態(tài)下，熱 側(cè)介質(zhì)的出口溫度介于最佳工作溫度范圍的下限報警溫度T,與上限報警溫度T2 之間；當熱側(cè)介質(zhì)的出口溫度低于L時電動泵轉(zhuǎn)速降低，以減少散失的熱暈，使 熱側(cè)介質(zhì)溫度很快回到正常溫度范圍內(nèi)；當熱側(cè)介質(zhì)的出口溫度高于上限報警溫 度L時，電子控制單元ECU通過提高電動泵轉(zhuǎn)速和風扇轉(zhuǎn)速共同來降低熱側(cè)介 20 質(zhì)出口溫度。
根據(jù)本發(fā)明，各液體冷卻單元均設(shè)有旁路系統(tǒng)，在冷啟動情況下，熱側(cè)介質(zhì) 先經(jīng)旁路運行，當熱側(cè)介質(zhì)出口溫度高于上限報警溫度L后，電子控制單元ECU 控制相應(yīng)的冷卻單元開始工作。
根據(jù)本發(fā)明，各油冷卻單元的電動泵設(shè)置最低工作轉(zhuǎn)速，以保障一定工作壓 25力，滿足潤滑需要。
根據(jù)本發(fā)明，各液體冷卻單元的電動泵的轉(zhuǎn)速均有上限設(shè)置，以液體在相應(yīng) 熱交換器內(nèi)部流動時達到充分湍流狀態(tài)為標準，定量而言，液體在相應(yīng)熱交換器 內(nèi)部流動時達到充分湍流狀態(tài)相應(yīng)的雷諾數(shù)為104，并留有10%的余量。


圖1是智能化熱管理系統(tǒng)除動力裝置外的系統(tǒng)工作原理圖。
具體實施例方式
5 參照圖l，動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，包括動力裝置、變頻調(diào)速電動泵、
一組冷卻單元、旁路、電子控制單元ECU和風扇。所述的冷卻單元包括中冷器、 EGR冷卻器、水散熱器、機油冷器、液壓冷卻器和變矩器油冷卻器。所述的電 子控制單元ECU設(shè)有分別控制各冷卻單元的子控制單元，根據(jù)各冷卻單元的冷 卻介質(zhì)溫度返饋信號作出判斷，提高或降低風扇轉(zhuǎn)速，調(diào)整電動泵轉(zhuǎn)速，從而控 10 制各冷卻單元的熱側(cè)介質(zhì)工作溫度在合適范圍內(nèi)。
各液體冷卻單元中的熱側(cè)介質(zhì)的循環(huán)采用變頻調(diào)速電動泵，電動泵轉(zhuǎn)速由電 子控制單元ECU根據(jù)熱側(cè)介質(zhì)的出口溫度而定正常狀態(tài)下，熱側(cè)介質(zhì)的出口 溫度介于最佳工作溫度范圍的下限溫度T,與上限溫度L之間；當熱側(cè)介質(zhì)的出 口溫度低于L時電動泵轉(zhuǎn)速降低，以減少散失的熱量，使熱側(cè)介質(zhì)溫度很快回到 15 正常范圍內(nèi)；當熱側(cè)介質(zhì)的出口溫度高于T2時，電子控制單元ECU通過提高電 動泵轉(zhuǎn)速和風扇轉(zhuǎn)速來降溫。
各液體冷卻單元均設(shè)有旁路系統(tǒng)，在冷啟動情況下，熱側(cè)介質(zhì)先經(jīng)旁路運行， 當熱側(cè)介質(zhì)出口溫度高于上限報警溫度后，電子控制單元ECU控制相應(yīng)的冷卻 單元開始工作。
20 各油冷卻單元的電動泵設(shè)置最低工作轉(zhuǎn)速，以保障一定工作壓力，滿足潤滑需要。
各液體冷卻單元的電動泵的轉(zhuǎn)速均有上限設(shè)置，以液體在相應(yīng)熱交換器內(nèi)部 流動時達到充分湍流狀態(tài)為標準，定量而言，液體在相應(yīng)熱交換器內(nèi)部流動時達 到充分湍流狀態(tài)相應(yīng)的雷諾數(shù)為104，并留有10%的余量。 25 本發(fā)明的動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)中，水、機油、液壓油及變矩器油的動
力泵均采用變頻電動泵，其轉(zhuǎn)速不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制，只受ECU控制，風扇也是 通過變頻電機驅(qū)動，受控于ECU。 ECU根據(jù)各介質(zhì)最佳工作溫度范圍，由各工作 介質(zhì)返饋的高低溫報警信號來調(diào)節(jié)水泵、液壓油泵、變矩器油泵和風扇的轉(zhuǎn)速， 從而可以精確控制需要冷卻的熱量，通過智能化手段實現(xiàn)熱管理系統(tǒng)最優(yōu)化的目 標。
應(yīng)該理解到的是上述實施例只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制， 任何不超出本發(fā)明實質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，包括動力裝置以外的幾個或全部的冷卻單元、電子控制單元(ECU)、風扇和熱側(cè)介質(zhì)的循環(huán)用電動泵，其特征在于所述的電子控制單元(ECU)根據(jù)各冷卻單元的冷卻介質(zhì)溫度返饋信號作出判斷，提高或降低風扇轉(zhuǎn)速，或調(diào)整相應(yīng)電動泵來控制介質(zhì)流量，從而控制各冷卻單元的的熱側(cè)介質(zhì)工作溫度在最佳范圍內(nèi)。
2、 如權(quán)利要求1所述的動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，其特征在于所述的冷卻單 元包括水散熱器、機油冷器、液壓油冷卻器和變矩器油冷卻器，或在此基礎(chǔ) 上再增加中冷器、EGR冷卻器、空調(diào)冷凝器中的任何一個及以上。
3、 如權(quán)利要求2所述的動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，其特征在于所述的水散熱 器、液壓油冷卻器、變矩器油冷卻器和空調(diào)冷凝器主要通過風扇吹風冷卻， 所述的機油冷卻器和EGR冷卻器先通過循環(huán)水來冷卻，循環(huán)水再通過水散熱 器間接由風扇來冷卻。
4、 如權(quán)利要求1所述的動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，其特征在于各液體冷卻單 元中的熱側(cè)介質(zhì)的循環(huán)采用變頻調(diào)速電動泵，電動泵轉(zhuǎn)速由電子控制單元(ECU)根據(jù)熱側(cè)介質(zhì)的出口溫度而定正常狀態(tài)下，熱側(cè)介質(zhì)的出口溫度 介于最佳工作溫度范圍的下限報警溫度t與上限報警溫度1之間；當熱側(cè)介 質(zhì)的出口溫度低于下限報警溫度T,時電動泵轉(zhuǎn)速降低，以減少散失的熱量， 使熱側(cè)介質(zhì)很快回到正常溫度范圍內(nèi)；當熱側(cè)介質(zhì)的出口溫度高于上限報警 溫度T2時，電子控制單元(ECU)通過提高電動泵轉(zhuǎn)速和風扇轉(zhuǎn)速共同來降 低熱側(cè)介質(zhì)出口溫度。
5、 如權(quán)利要求4所述的動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，其特征在于各液體冷卻單 元均設(shè)有旁路系統(tǒng)，在冷啟動情況下，熱側(cè)介質(zhì)經(jīng)旁路運行，當熱側(cè)介質(zhì)出 口溫度高于上限報警溫度T2后，電子控制單元(ECU)控制相應(yīng)的冷卻單元 開始工作。
6、 如權(quán)利要求5所述的動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，其特征在于各油冷卻單元 的電動泵設(shè)置最低工作轉(zhuǎn)速，以保障一定工作壓力，滿足潤滑需要。
7、 如權(quán)利要求4所述的動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，其特征在于各液體冷卻單 元的電動泵的轉(zhuǎn)速均有上限設(shè)置，以液體在相應(yīng)熱交換器內(nèi)部流動時達到充 分湍流狀態(tài)為標準。
8、如權(quán)利要求7所述的動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，其特征在于液體在相應(yīng)熱 交換器內(nèi)部流動時達到充分湍流狀態(tài)相應(yīng)的雷諾數(shù)為104，并留有10%的余量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)，包括部分及以上的冷卻單元、電子控制單元ECU、風扇和電動泵，其特征在于所述的電子控制單元ECU根據(jù)各冷卻單元的冷卻介質(zhì)溫度返饋信號作出判斷，調(diào)整風扇和電動泵轉(zhuǎn)速，從而控制各冷卻單元的熱側(cè)介質(zhì)工作溫度在最佳范圍內(nèi)。本發(fā)明通過ECU來實現(xiàn)最經(jīng)濟的油耗，保障發(fā)動機在各種環(huán)境下始終處于最佳的工作狀態(tài)。本發(fā)明的優(yōu)點1.可以保障發(fā)動機始終處于最佳工作狀態(tài)范圍。2.節(jié)約能源、降低污染物排放、具有較好的環(huán)保功能。3.各換熱單元根據(jù)實際需要進行冷卻，不會過熱或過冷。4.動力裝置智能化熱管理系統(tǒng)完全通過ECU根據(jù)溫度返饋信號來實現(xiàn)。
文檔編號F01P9/00GK101109310SQ20071007099
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日
發(fā)明者俞五全, 俞小莉, 婁豪月, 張文鋒, 陸國棟, 陳不非, 松 韓 申請人:浙江銀輪機械股份有限公司