CN104842774A - 散热***、应用散热***的控制方法以及车辆 - Google Patents

散热***、应用散热***的控制方法以及车辆 Download PDF

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刘知汉
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Abstract

本发明公开了一种散热***、控制方法及车辆，所述散热***包括：散热单元(2)，连通发动机水套(9)，用于给流经发动机水套的冷却液散热；第一回流管路(3)，分别连通散热单元以及发动机水套，且第一回流管路上还连通液力缓速器(10)，用于使从散热单元中流出的冷却液吸收液力缓速器的热量并散热回流；第二回流管路(4)，分别连通散热单元以及发动机水套，用于使从散热单元流出的冷却液散热回流；以及回路切换器(5)，设置于散热单元与第一回流管路和第二回流管路之间，用于控制第一回流管路和第二回流管路的导通与关断。本发明可将液力缓速器从发动机的散热管路中分离出来，降低发动机的燃油消耗。

Description

散热***、应用散热***的控制方法以及车辆
技术领域
本发明涉及散热***，具体地，涉及一种适用于发动机和液力缓速器的散热***、应用散热***的控制方法以及车辆。
背景技术
液力缓速器作为一种辅助制动手段，在重型商用车辆上的应用正逐渐增多。装备液力缓速器的车辆，在下长坡的过程中，通过使用液力缓速器，可以大幅减少行车制动的使用，保证行车制动始终保持良好的状态，从而确保行车安全。
然而液力缓速器在使用过程中也存在一些问题，主要表现在：液力缓速器散热***与发动机散热***共用，而制动时的散热需求往往大于发动机工作时的散热需求，原来为发动机散热而设计的散热***，存在散热能力不足的缺陷，虽然可以通过适当加大散热器、发动机水泵等措施来增加散热能力，但改善幅度有限。同时，由于液力缓速器的散热管路与原发动机散热回路是串联关系，当发动机正常工作时，液力缓速器的散热管路会增加散热回路的水阻，从而增加功率消耗，加大了发动机燃油消耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种散热***、应用散热***的控制方法及车辆，可将液力缓速器的散热管路从发动机散热管路中分离出来，降低发动机的燃油消耗。
为了实现上述目的，本发明提供一种散热***，分别连通发动机水套以及液力缓速器，其包括：散热单元，连通所述发动机水套，用于给流经所述发动机水套的冷却液散热；第一回流管路，分别连通所述散热单元以及发动机水套，且所述第一回流管路上还连通所述液力缓速器，用于使从所述散热单元中流出的冷却液吸收所述液力缓速器的热量并散热回流；第二回流管路，分别连通所述散热单元以及发动机水套，用于使从所述散热单元流出的冷却液散热回流；以及回路切换器，设置于所述散热单元与第一回流管路和第二回流管路之间，用于控制所述第一回流管路和第二回流管路的导通与关断。
优选地，所述散热***还包括：第一水泵，设置于所述发动机水套与第一回流管路和第二回流管路之间，用于为冷却液的循环提供动力。
优选地，所述散热***还包括：第二水泵，设置于所述第一回流管路上，用于为冷却所述液力缓速器的冷却液回流提供动力。
优选地，所述散热***还包括：缓速器档位开关，用于调节所述液力缓速器的功率。
优选地，所述散热***还包括：风扇，设置于所述散热单元的一侧，用于加速所述散热单元周边的空气流动；以及电磁风扇离合器，由发动机控制其启动，用于调节所述风扇的转速。
优选地，所述散热***还包括：控制单元，分别电性连接所述缓速器档位开关、第二水泵、回路切换器以及发动机，用于控制所述回路切换器的回流路径，以及根据所述缓速器档位开关的调节档位控制风扇的转速和/或第二水泵的流量。
优选地，所述散热单元包括：节温器、散热器以及小循环旁通管路，所述节温器的出水端包括主阀门和旁通阀门；其中，所述节温器的进水端连通所述发动机水套，所述主阀门连通所述散热器，所述旁通阀门连通所述小循环旁通管路。
本发明提供的另一种技术方案：一种应用散热***的控制方法，所述控制方法包括：当发动机工作时，控制回路切换器使第二回流管路导通，冷却液通过第二回流管路散热回流；当液力缓速器工作时，控制回路切换器使第一回流管路导通，冷却液吸收液力缓速器的热量，并通过第一回流管路散热回流。
优选地，所述控制方法还包括：当液力缓速器工作时，根据缓速器档位开关的调节档位控制风扇的转速和/或第二水泵的流量。
本发明提供的第三种技术方案：一种包括所述的散热***的车辆。
本发明通过第二回流管路和回路切换器的设置，将液力缓速器从发动机散热过程中分离出来，在液力缓速器不工作时，降低散热***的功率损耗，从而可降低发动机的燃油消耗，进一步降低了发动机的使用成本。通过设置第二水泵，在液力缓速器工作时，为冷却液回流提供充足的动力。并且可以通过调节第二水泵的流量和/或风扇的转速，以满足不同的散热需求。通过控制单元分别控制回路切换器的回流路径、风扇的转速以及第二水泵的流量等，使自动控制程度提高。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明散热***的模块结构示意图。
图2是本发明散热***在发动机散热时的冷却液流动方向示意图。
图3是本发明散热***在液力缓速器散热时的冷却液流动方向示意图。
附图标记说明
1  第一水泵          2  散热单元
21 节温器            22 散热器
23 小循环旁通管路    3  第一回流管路
4  第二回流管路      5  回路切换器
6  第二水泵          7  缓速器档位开关
8  控制单元          9  发动机水套
10 液力缓速器        11 电扇
12 电磁风扇离合器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明散热***分别连通发动机水套9以及液力缓速器10，用于为发动机或液力缓速器10散热。其中，本发明散热***包括散热单元2，连通所述发动机水套9，用于给流经发动机水套9的冷却液散热；第一回流管路3，分别连通所述散热单元2以及发动机水套9，且所述第一回流管路3上还连通所述液力缓速器10，用于使从所述散热单元2中流出的冷却液吸收所述液力缓速器10的热量并散热回流；第二回流管路4，分别连通所述散热单元2以及发动机水套9，使从所述散热单元2流出的冷却液散热回流；以及回路切换器5，设置于所述散热单元2与第一回流管路3和第二回流管路4之间，用于控制所述第一回流管路3和第二回流管路4的导通与关断。其中，所述回路切换器5可为三通阀。
本发明通过设置第二回流管路4和回路切换器5，将液力缓速器10从发动机的散热过程中分离出来，降低散热***的功率损耗，从而可降低发动机的燃油消耗，进一步降低了发动机的使用成本，提高经济效益。
此外，为提供冷却液在散热循环过程中的动力，本发明散热***还包括第一水泵1，设置于所述发动机水套9与第一回流管路3和第二回流管路4之间。
如图2所示，本发明散热***还包括第二水泵6，设置于所述第一回流管路3上，用于为冷却所述液力缓速器10的冷却液回流提供动力，从而可避免因动力不足影响散热效果。
本发明散热***还包括风扇11，设置于所述散热单元2的一侧，用于加速所述散热单元2周边的空气流动；以及电磁风扇离合器12，由所述发动机控制其启动，用于调节所述风扇11的转速。
本发明散热***还包括缓速器档位开关7(如图2和图3所示)，用于调节所述液力缓速器的功率。作为一个实施例，所述缓速器档位开关7分为5个调节档位，对应控制所述液力缓速器10的不同功率。例如：所述缓速器档位开关7的高档位(例如3档或4档)表示液力缓速器10的功率大，则进一步表示需要加大散热量，需要调节第二水泵6的流量和/或风扇11的转速，加大第二水泵6的流量和/或加快风扇11的转速，加快回流散热。所述缓速器档位开关7的低档位(例如1档或2档)表示液力缓速器10的功率低，为避免能源的浪费，需要调节第二水泵6的流量和/或风扇11的转速，减小第二水泵6的流量和/或减慢风扇11的转速。
如图2所示，为提高本发明散热***的自动控制程度，本发明散热***还包括控制单元8。所述控制单元8分别电性连接所述缓速器档位开关7、第二水泵6、回路切换器5以及发动机，用于控制回路切换器5的回流路径，以及根据所述缓速器档位开关7的调节档位控制所述第二水泵6和/或风扇11的转速。
其中，风扇12的具体工作过程为：在发动机工作时，所述控制单元8控制所述回路切换器5切换至第二回流管路4，所述发动机根据冷却液的温度控制所述电磁风扇离合器12的启动，由所述电磁风扇离合器12调节所述风扇11的转速；在液力缓速器10工作时，所述控制单元8控制所述回路切换器5切换至第一回流管路3，所述发动机根据所述控制单元8发送的控制信号控制所述电磁风扇离合器12启动，由所述电磁风扇离合器12调节所述风扇11的转速。
此外，在液力缓速器10工作过程中，所述控制单元8可根据所述缓速器档位开关7的档位高低获取所述液力缓速器10的功率。当所述缓速器档位开关7为高档位时，则判断所述液力缓速器10此时工作为大功率，所述控制单元8控制所述第二水泵6的流量为大流量，和/或发送控制信号至所述发动机以控制所述电磁风扇离合器12启动，由所述电磁风扇离合器12调高电扇11的转速；当所述缓速器档位开关7为低档位时，则判断所述液力缓速器10此时工作为小功率，所述控制单元8调节所述第二水泵6的流量为小流量，和/或发送控制信号至所述发动机以控制所述电磁风扇离合器12启动，由所述电磁风扇离合器12调低电扇11的转速。
其中，所述控制单元8可为ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)。
如图2和图3所示，所述散热单元2包括节温器21、散热器22以及小循环旁通管路23，所述节温器的出水端包括主阀门和旁通阀门；其中，所述节温器21的进水端连通所述发动机水套9，所述主阀门连通所述散热器22，所述旁通阀门连通所述小循环旁通管路23。
其中，所述风扇11设置于所述散热器22的一侧，可加速所述散热器22周边的空气流动。
从所述发动机水套9的出水口流出的冷却液流入所述节温器21，由所述节温器21判断所述冷却液的温度是否达到设定温度，如果未达到设定温度，则所述节温器21开启所述旁通阀门，冷却液经所述旁通阀门流入所述小循环旁通管路23；如果达到设定温度，则所述节温器21开启所述主阀门，冷却液经所述主阀门流入所述散热器22。其中，所述设定温度可根据实际需要设定。
如图2所示，在发动机工作(此时所述液力缓速器10不工作)时，冷却液从所述第一水泵1的出水口进入所述发动机水套9的进水口，吸收发动机热量后，从所述发动机水套9的出水口进入节温器21。由所述节温器21判断此时冷却液的温度是否达到设定温度。
如果冷却液的温度未达到设定温度，则冷却液从所述节温器21的旁通阀门进入所述小循环旁通管路23，再通过所述控制单元8控制所述回路切换器5切换至所述第二回流管路4，冷却液通过所述第二回流管路4回流至所述第一水泵1的进水口，完成循环。
如果冷却液的温度达到设定温度，则冷却液从节温器21的主阀门进入散热器22，经过散热后再通过所述回路切换器5进入所述第二回流管路4，并回流至所述第一水泵1的进水口，完成循环。
在此过程中，发动机根据冷却液的温度控制所述电磁风扇离合器12，由所述电磁风扇离合器12调节所述风扇11的转速，从而控制所述散热器22周围的空气流动，使其适应冷却液的温度。
如图3所示，在液力缓速器10工作(此时所述发动机不工作，但是所述发动机会转动但产生的热量较少，可忽略不计)时，冷却液从第一水泵1的出水口进入所述发动机水套9的进水口，从所述发动机水套9的出水口进入节温器21。由所述节温器21判断此时冷却液的温度是否达到设定温度。
如果冷却液的温度未达到设定温度，则冷却液从所述节温器21的旁通阀门进入所述小循环旁通管路23，再通过所述控制单元8控制回路所述切换器5切换至所述第一回流管路3，冷却液流入所述第一回流管路3。所述第一回流管路3上连通有所述液力缓速器10，冷却液流经所述液力缓速器10，吸收所述液力缓速器10的热量并散热回流，经过所述第二水泵6提供动力，最后回流至所述第一水泵1的进水口，完成循环。
如果冷却液的温度达到所述设定温度，则冷却液从所述节温器21的主阀门进入所述散热器22，经过散热后再通过回路切换器5进入所述第一回流管路3，所述第一回流管路3上连通有所述液力缓速器10，冷却液流经所述液力缓速器10，吸收所述液力缓速器10的热量并散热回流，经过所述第二水泵6提供动力，最后回流至所述第一水泵1的进水口，完成循环。
在此过程中，所述缓速器档位开关7通过设定档位调节所述液力缓速器10的功率，所述控制单元8控制所述第二水泵6的流量。也可以发送控制指令至所述发动机，使所述发动机控制所述电磁风扇离合器12的启动，使所述电磁风扇离合器12调节所述电扇11的转速。
本发明还提供一种应用所述散热***的控制方法，其中，所述控制方法包括：当发动机工作时，控制回路切换器使第二回流管路导通，冷却液通过第二回流管路散热回流；当液力缓速器工作时，控制回路切换器使第一回流管路导通，冷却液吸收液力缓速器的热量，并通过第一回流管路散热回流。
所述控制方法还包括：在液力缓速器工作过程中，根据缓速器档位开关的调节档位控制风扇的转速和/或第二水泵。
本发明还提供了一种包括所述散热***的车辆。
本发明通过第二回流管路4和回路切换器5的设置，将液力缓速器10从发动机散热过程中分离出来，在液力缓速器10不工作时，可降低散热***的功率损耗，从而降低发动机的燃油消耗，进一步降低了发动机的使用成本，提高经济效益。通过设置第二水泵6，在液力缓速器10工作时，为冷却液回流提供充足的动力。并且可以通过调节第二水泵6的流量和/或风扇11的转速，以满足不同的散热需求，可避免因温度过高引发的事故，从而提高安全系数。通过控制单元8分别控制回路切换器5的回流路径、风扇11的转速以及第二水泵6的流量等，使自动控制程度提高。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种散热***，分别连通发动机水套(9)以及液力缓速器(10)，其包括：
散热单元(2)，连通所述发动机水套(9)，用于给流经所述发动机水套(9)的冷却液散热；以及
第一回流管路(3)，分别连通所述散热单元(2)以及发动机水套(9)，且所述第一回流管路(3)上还连通所述液力缓速器(10)，用于使从所述散热单元(2)中流出的冷却液吸收所述液力缓速器(10)的热量并散热回流；
其特征在于，所述散热***还包括：
第二回流管路(4)，分别连通所述散热单元(2)以及发动机水套(9)，用于使从所述散热单元(2)流出的冷却液散热回流；以及
回路切换器(5)，设置于所述散热单元(2)与第一回流管路(3)和第二回流管路(4)之间，用于控制所述第一回流管路(3)和第二回流管路(4)的导通与关断。
2.根据权利要求1所述的散热***，其特征在于，所述散热***还包括：
第一水泵(1)，设置于所述发动机水套(9)与第一回流管路(3)和第二回流管路(4)之间，用于为冷却液的循环提供动力。
3.根据权利要求1所述的散热***，其特征在于，所述散热***还包括：
第二水泵(6)，设置于所述第一回流管路(3)上，用于为冷却所述液力缓速器(10)的冷却液回流提供动力。
4.根据权利要求3所述的散热***，其特征在于，所述散热***还包括：
缓速器档位开关(7)，用于调节所述液力缓速器(10)的功率。
5.根据权利要求4所述的散热***，其特征在于，所述散热***还包括：
风扇(11)，设置于所述散热单元(2)的一侧，用于加速所述散热单元(2)周边的空气流动；以及
电磁风扇离合器(12)，由发动机控制其启动，用于调节所述风扇(11)的转速。
6.根据权利要求5所述的散热***，其特征在于，所述散热***还包括：
控制单元(8)，分别电性连接所述缓速器档位开关(7)、第二水泵(6)、回路切换器(5)以及发动机，用于控制所述回路切换器(5)的回流路径，以及根据所述缓速器档位开关(7)的调节档位控制风扇(11)的转速和/或第二水泵(6)的流量。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的散热***，其特征在于，所述散热单元(2)包括节温器(21)、散热器(22)以及小循环旁通管路(23)，所述节温器的出水端包括主阀门和旁通阀门；其中，所述节温器(21)的进水端连通所述发动机水套(9)，所述主阀门连通所述散热器(22)，所述旁通阀门连通所述小循环旁通管路(23)。
8.一种应用散热***的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
当发动机工作时，控制回路切换器使第二回流管路导通，冷却液通过第二回流管路散热回流；
当液力缓速器工作时，控制回路切换器使第一回流管路导通，冷却液吸收液力缓速器的热量，并通过第一回流管路散热回流。
9.根据权利要求8所述的应用散热***的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当液力缓速器工作时，根据缓速器档位开关的调节档位控制风扇的转速和/或第二水泵的流量。
10.一种包括根据权利要求1-7中任一项所述的散热***的车辆。
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