本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種由可控水泵與可變水阻回路構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機(jī)節(jié)能是目前內(nèi)燃機(jī)技術(shù)研發(fā)的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，冷卻系統(tǒng)由于對改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒具有顯著的節(jié)能潛力一直得到廣泛重視。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)的原理，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)冷卻液溫度較高時(shí)，為了使得內(nèi)燃機(jī)不會(huì)出現(xiàn)過熱，冷卻水泵必須提供足夠大的冷卻液流量，因此水泵選型首先考慮要滿足整車實(shí)際使用過程中最為惡劣的散熱工況，即內(nèi)燃機(jī)低轉(zhuǎn)速全負(fù)荷工況。然而當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，尤其是在小負(fù)荷工況時(shí)，如果水泵提供的冷卻液流量過大，會(huì)帶走過多的熱量，使得內(nèi)燃機(jī)工作溫度低于理想的目標(biāo)溫度，因此需要盡量降低冷卻液流量；此外，在內(nèi)燃機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，為了縮短暖機(jī)時(shí)間，也需要盡量降低冷卻液流量，否則，暖機(jī)時(shí)間過長會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗并使排放水平惡化。

現(xiàn)有技術(shù)中，由于機(jī)械水泵和內(nèi)燃機(jī)之間采用機(jī)械傳動(dòng)，只要內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械水泵就運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械水泵的轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速成固定的速比關(guān)系，因此，無法根據(jù)實(shí)際的內(nèi)燃機(jī)冷卻液溫度的高低來調(diào)節(jié)冷卻液的流量。目前，也有一些公司已經(jīng)開始開發(fā)甚至應(yīng)用電子水泵，通過電子控制單元來控制電子水泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了冷卻液流量控制和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的分離，但相比機(jī)械水泵，電子水泵的成本較高，且由于電機(jī)功率的限制其流量能力有限，不能滿足中大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種由可控水泵與可變水阻回路構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對不同工況下的流量調(diào)節(jié)和水阻調(diào)節(jié)，一方面使發(fā)動(dòng)機(jī)快速暖機(jī)，另一方面降低冷卻水泵的消耗功率。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種由可控水泵與可變水阻回路構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、冷卻水泵、膨脹水箱，所述冷卻水泵包括主水泵和輔助水泵，所述主水泵為開關(guān)式水泵，由電控離合器控制，所述輔助水泵為電子水泵，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制；所述輔助水泵的出口設(shè)有止回單向閥，所述主水泵和所述輔助水泵并聯(lián)，雙水泵并聯(lián)出口連接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體后分成缸體回路和缸蓋回路，所述缸體回路上順次串聯(lián)有第一電子節(jié)溫器和第一熱交換部件，所述缸蓋回路上順次串聯(lián)有第二電子節(jié)溫器和第二熱交換部件；所述膨脹水箱通過管路與冷卻水泵的進(jìn)口相連，由冷卻水泵泵出的冷卻液分別經(jīng)過缸體回路、缸蓋回路后回到冷卻水泵的進(jìn)口；所述電控離合器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電子節(jié)溫器均與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)ECU還另外與多個(gè)信號檢測單元電連接，所述信號檢測單元包括機(jī)油溫度傳感器、缸體水溫傳感器、缸蓋水溫傳感器、水泵進(jìn)出口壓差或出口壓力傳感器、水泵轉(zhuǎn)速傳感器。

上述技術(shù)方案中，通過電控離合主水泵與輔助電子水泵的并聯(lián)，以及雙電子節(jié)溫器構(gòu)成的可變水阻回路，可以實(shí)現(xiàn)在不同工況下的流量調(diào)節(jié)和水阻調(diào)節(jié)，由于電控離合器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電子節(jié)溫器均與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電連接，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU13根據(jù)檢測到的機(jī)油溫度、缸體水溫、缸蓋水溫、水泵進(jìn)出口壓差或出口壓力、水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行綜合運(yùn)算，然后對電控離合器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制輸出，最終使水泵出口壓力達(dá)到目標(biāo)值，即組合水泵的輸出冷卻液流量達(dá)到目標(biāo)值，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)熱管理和水泵功率消耗實(shí)現(xiàn)最佳匹配。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述缸蓋回路經(jīng)過第二電子節(jié)溫器后，形成大循環(huán)管路和小循環(huán)管路，所述大循環(huán)管路上連接有散熱器，大循環(huán)管路經(jīng)過散熱器后直接與冷卻水泵的進(jìn)口相連；所述小循環(huán)管路經(jīng)過第二熱交換部件后與冷卻水泵的進(jìn)口相連。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述散熱器位于膨脹水箱與冷卻水泵進(jìn)口之間的管路上。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述缸體回路經(jīng)過第一電子節(jié)溫器后，以不同的水阻模式進(jìn)入第一熱交換部件。

優(yōu)選地，所述第一電子節(jié)溫器和第二電子節(jié)溫器均采用蠟式節(jié)溫器。

優(yōu)選地，所述電控離合器為電磁離合器或電控硅油離合器。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流無刷電機(jī)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記為：

1——主水泵 2——電控硅油離合器 3——輔助水泵

4——直流無刷電機(jī) 5——止回單向閥 6——發(fā)動(dòng)機(jī)本體

7——第二電子節(jié)溫器 8——膨脹水箱

9——第一電子節(jié)溫器 10——散熱器

11——第一熱交換部件 12——第二熱交換部件

13——發(fā)動(dòng)機(jī)ECU

13.1——機(jī)油溫度傳感器 13.2——缸體水溫傳感器

13.3——缸蓋水溫傳感器

13.4——水泵進(jìn)出口壓差或出口壓力傳感器

13.5——水泵轉(zhuǎn)速傳感器。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例與附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對本實(shí)用新型的限定。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解所述術(shù)語的具體含義。

如圖1所示，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例是：一種由可控水泵與可變水阻回路構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體6、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU13、冷卻水泵、膨脹水箱8，所述冷卻水泵包括主水泵1和輔助水泵3，其中主水泵1為開關(guān)式水泵，由電控硅油離合器2控制，輔助水泵3為電子水泵，由直流無刷電機(jī)4控制；輔助水泵3的出口設(shè)有止回單向閥5，主水泵1和輔助水泵3并聯(lián)，雙水泵并聯(lián)出口連接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體6后分成缸體回路和缸蓋回路，所述缸體回路上順次串聯(lián)有第一電子節(jié)溫器9和第一熱交換部件11，所述缸蓋回路上順次串聯(lián)有第二電子節(jié)溫器7和第二熱交換部件12，第一電子節(jié)溫器9和第二電子節(jié)溫器7均采用蠟式節(jié)溫器；膨脹水箱8通過管路與冷卻水泵的進(jìn)口相連，由冷卻水泵泵出的冷卻液分別經(jīng)過缸體回路、缸蓋回路后回到冷卻水泵的進(jìn)口；電控硅油離合器2、直流無刷電機(jī)4、第一電子節(jié)溫器9和第二電子節(jié)溫器7均與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU13電連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)ECU13還另外與多個(gè)信號檢測單元電連接，所述信號檢測單元包括機(jī)油溫度傳感器13.1、缸體水溫傳感器13.2、缸蓋水溫傳感器13.3、水泵進(jìn)出口壓差或出口壓力傳感器13.4、水泵轉(zhuǎn)速傳感器13.5。

如圖1所示，缸蓋回路經(jīng)過第二電子節(jié)溫器7后，形成大循環(huán)管路和小循環(huán)管路，大循環(huán)管路上連接有散熱器10，大循環(huán)管路經(jīng)過散熱器10后直接與冷卻水泵的進(jìn)口相連，散熱器10同時(shí)也位于膨脹水箱8與冷卻水泵進(jìn)口之間的管路上；小循環(huán)管路經(jīng)過第二熱交換部件12后與冷卻水泵的進(jìn)口相連。缸體回路經(jīng)過第一電子節(jié)溫器9后，以不同的水阻模式進(jìn)入第一熱交換部件11。

通過主水泵1與輔助水泵3的并聯(lián)，以及雙電子節(jié)溫器構(gòu)成的可變水阻回路，可以實(shí)現(xiàn)在不同工況下的流量調(diào)節(jié)和水阻調(diào)節(jié)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU13根據(jù)檢測到的機(jī)油溫度、缸體水溫、缸蓋水溫、水泵進(jìn)出口壓差或出口壓力、水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行綜合運(yùn)算，然后對電控硅油離合器2及直流無刷電機(jī)4進(jìn)行相應(yīng)的控制輸出，最終使水泵出口壓力達(dá)到目標(biāo)值，即組合水泵的輸出冷卻液流量達(dá)到目標(biāo)值，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)熱管理和水泵功率消耗實(shí)現(xiàn)最佳匹配。

上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)現(xiàn)方案，除此之外，本實(shí)用新型還可以其它方式實(shí)現(xiàn)，在不脫離本技術(shù)方案構(gòu)思的前提下任何顯而易見的替換均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

為了讓本領(lǐng)域普通技術(shù)人員更方便地理解本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)之處，本實(shí)用新型的一些附圖和描述已經(jīng)被簡化，并且為了清楚起見，本申請文件還省略了一些其它元素，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到這些省略的元素也可構(gòu)成本實(shí)用新型的內(nèi)容。