專(zhuān)利名稱(chēng)：客車(chē)熱管理系統(tǒng)及其風(fēng)扇組的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及客車(chē)熱管理領(lǐng)域，具體為根據(jù)客車(chē)所需散熱量的大小通過(guò)控制風(fēng)扇組 的聯(lián)合轉(zhuǎn)動(dòng)以達(dá)到最佳散熱方式的一種客車(chē)熱管理系統(tǒng)及其風(fēng)扇組的控制方法。
背景技術(shù)：
目前，客車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)中風(fēng)扇大多使用機(jī)械傳動(dòng)的方式。風(fēng)扇和發(fā)動(dòng)機(jī)主軸連接起 來(lái)，散熱器的散熱量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速而定，不能達(dá)到對(duì)整車(chē)散熱量的系統(tǒng)控制。在目前的 使用的散熱器中，一般使用一個(gè)風(fēng)扇，不能根據(jù)整車(chē)的發(fā)熱量來(lái)調(diào)整散熱量的大小，并且發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)風(fēng)扇的噪音偏大。另外，客車(chē)在低速大扭矩的狀況下長(zhǎng)時(shí)間工作，容易出現(xiàn) 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速過(guò)慢而導(dǎo)致散熱不足的現(xiàn)象；或者在外界溫度較低的情況下高速行駛，使散熱器 的散熱量偏大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度偏低，嚴(yán)重影響整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。這種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻 介質(zhì)的溫度過(guò)高或過(guò)低而引起發(fā)動(dòng)機(jī)效率降低并易引起發(fā)動(dòng)機(jī)故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)以上所述客車(chē)散熱系統(tǒng)存在的不足，提供一種通過(guò)散熱器的 風(fēng)扇組進(jìn)行溫度自動(dòng)控制，使車(chē)輛更加合理散熱，提高整車(chē)的工作效率，降低整車(chē)的功耗以 及延長(zhǎng)零部件壽命的客車(chē)熱管理系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供一種實(shí)現(xiàn)客車(chē)熱管理系統(tǒng)的客車(chē)熱管理系統(tǒng)中的風(fēng)扇 組的控制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種客車(chē)熱管理系統(tǒng)，包括最少由一個(gè)小風(fēng)扇組成的風(fēng)扇組、驅(qū)動(dòng)裝置、控制裝 置、溫度傳感器和人機(jī)交互裝置；風(fēng)扇組與驅(qū)動(dòng)裝置連接，驅(qū)動(dòng)裝置與控制裝置連接，控制 裝置與溫度傳感器連接，人機(jī)交互裝置與控制裝置連接。人機(jī)交互裝置提取控制裝置監(jiān)控 到的各冷卻介質(zhì)溫度或者工作環(huán)境溫并顯示出來(lái)，當(dāng)控制裝置在檢測(cè)到工作介質(zhì)或工作環(huán) 境溫度升高超過(guò)某設(shè)定的值Tl時(shí)，控制裝置開(kāi)始發(fā)送信號(hào)給驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)風(fēng)扇 組有選擇性的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)控制散熱量的大小達(dá)到保持車(chē)輛在最佳的溫度范圍內(nèi)工作。所述的風(fēng)扇組由兩個(gè)或者兩個(gè)以上的獨(dú)立小風(fēng)扇組成，各個(gè)獨(dú)立的小風(fēng)扇安裝在 風(fēng)扇組支架內(nèi)。所述的風(fēng)扇組可以是一套、兩套或者兩套以上的設(shè)置在需要散熱的發(fā)動(dòng)機(jī)水散熱 器或者中冷器上。所述的溫度傳感器可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、變矩器溫度傳感器、液壓 油溫度傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)艙溫度傳感器中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以上?？蛙?chē)熱管理系統(tǒng)中的風(fēng)扇組的控制方法，當(dāng)T < Tl時(shí)，風(fēng)扇組內(nèi)的獨(dú)立小風(fēng)扇全 部停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)Tl < T < T2時(shí)，通過(guò)控制裝置來(lái)控制其中部分獨(dú)立小風(fēng)扇工作，并通過(guò)獨(dú) 立小風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到所需求的散熱量；當(dāng)T2 < T < T3時(shí)，風(fēng)扇組內(nèi)的全部獨(dú)立小風(fēng)扇同時(shí) 工作；當(dāng)T > T3時(shí)，風(fēng)扇組內(nèi)的全部獨(dú)立小風(fēng)扇以最高轉(zhuǎn)速工作；
其中，T為實(shí)時(shí)檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)出水口冷卻介質(zhì)的溫度；Tl為冷卻介質(zhì)溫度已經(jīng)不低于發(fā)動(dòng)機(jī)最佳工作溫度范圍的上限需要散熱的臨界溫度；T2為部分獨(dú)立小風(fēng)扇工作轉(zhuǎn)速達(dá)到最高時(shí)仍不能滿(mǎn)足散熱要求時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)出水口 冷卻介質(zhì)的溫度；其中T3為風(fēng)扇組內(nèi)的全部獨(dú)立小風(fēng)扇以最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)才能滿(mǎn)足散熱需求時(shí)發(fā)動(dòng) 機(jī)出水口冷卻介質(zhì)的溫度。本發(fā)明與現(xiàn)有的散熱系統(tǒng)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)采用冷卻介質(zhì)的溫度作為信號(hào)輸 入量，對(duì)風(fēng)扇組轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，使冷卻介質(zhì)保持在一個(gè)恒定的溫度范圍內(nèi)；并且，本發(fā)明將 現(xiàn)有的一個(gè)風(fēng)扇用由多個(gè)獨(dú)立小風(fēng)扇組成的風(fēng)扇組代替，在結(jié)構(gòu)上減小零部件的體積，降 低風(fēng)扇工作時(shí)的噪音，在功能上，在溫度不高時(shí)，控制風(fēng)扇組的部分風(fēng)扇工作，達(dá)到實(shí)時(shí)控 制的目的，并且降低功耗，延長(zhǎng)零部件的工作壽命。


圖1是本發(fā)明客車(chē)熱管理系統(tǒng)的原理框圖；圖2是本發(fā)明客車(chē)熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明客車(chē)熱管理系統(tǒng)的在客車(chē)上的安裝示意圖1 ；圖4是本發(fā)明客車(chē)熱管理系統(tǒng)的在客車(chē)上的安裝示意圖2 ；圖5是本發(fā)明客車(chē)熱管理系統(tǒng)的在客車(chē)上的安裝示意圖3圖6本發(fā)明客車(chē)熱管理系統(tǒng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與溫度關(guān)系示圖。其中，1為控制裝置，2為驅(qū)動(dòng)裝置，3為風(fēng)扇組，4為溫度傳感器，5為發(fā)動(dòng)機(jī)水散熱 器，6為進(jìn)水口，7為出水口，8為中冷器，9為進(jìn)氣口，10為出氣口，11為發(fā)電機(jī)(電瓶)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明客車(chē)熱管理系統(tǒng)及其風(fēng)扇組的控制方法 進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。客車(chē)熱管理系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，包括最少由一個(gè)風(fēng)扇組成的風(fēng)扇組3、驅(qū)動(dòng)裝 置2、控制裝置1、溫度傳感器4和人機(jī)交互裝置。風(fēng)扇組3與驅(qū)動(dòng)裝置2連接，驅(qū)動(dòng)裝置2 與控制裝置1連接，控制裝置1與溫度傳感器4連接，人機(jī)交互裝置與控制裝置1連接。人 機(jī)交互裝置提取控制裝1從溫度傳感器4監(jiān)控到的工作環(huán)境溫度并顯示出來(lái)，當(dāng)控制裝置 1在檢測(cè)到工作介質(zhì)或工作環(huán)境溫度升高超過(guò)某設(shè)定的值Tl時(shí)，控制裝置1開(kāi)始發(fā)送信號(hào) 給驅(qū)動(dòng)裝置2，驅(qū)動(dòng)裝置2帶動(dòng)風(fēng)扇組有選擇性的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)控制散熱量的大小達(dá)到保 持車(chē)輛在最佳的溫度范圍內(nèi)工作。所述的工作環(huán)境溫度主要是指發(fā)動(dòng)機(jī)艙的溫度。風(fēng)扇組3可以由兩個(gè)或者兩個(gè)以上的獨(dú)立小風(fēng)扇組成，各個(gè)獨(dú)立的小風(fēng)扇安裝在 風(fēng)扇組支架內(nèi)。以最少兩個(gè)相互獨(dú)立運(yùn)行的小風(fēng)扇代替原有大風(fēng)扇，可以起到調(diào)節(jié)靈活，因 功率減小，可以有效節(jié)能。風(fēng)扇組3可以是一套、兩套或者兩套以上的設(shè)置在需要散熱的發(fā) 動(dòng)機(jī)水散熱器5或者中冷器6上。發(fā)動(dòng)機(jī)水散熱器5上設(shè)置有進(jìn)水口 6和出水口 7。中冷 器6上設(shè)置有進(jìn)氣口 9和出氣口 10。驅(qū)動(dòng)裝置2可以是電機(jī)。控制裝置1與發(fā)電機(jī)11連 接，發(fā)電機(jī)11為控制裝置提供電源。溫度傳感器4可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、變矩器溫度傳感器、液壓油溫度傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)艙溫度傳感器中的一個(gè)或者多個(gè)。在現(xiàn)實(shí)中，發(fā)電機(jī)11也可以用電瓶代替。本發(fā)明可以通過(guò)不同種類(lèi)的散熱器在客車(chē)車(chē)體上的安裝位置的不同來(lái)控制在空 氣對(duì)流方式及散熱方式。根據(jù)不同車(chē)輛的結(jié)構(gòu)，可以有三種典型的安裝方式來(lái)控制風(fēng)流場(chǎng)， 達(dá)到合適的散熱量。如圖3所示，水散熱器和中冷器串聯(lián)安裝在車(chē)體的同一個(gè)側(cè)面，各自分 別安裝有風(fēng)扇組，另一側(cè)面安裝有一風(fēng)扇組，加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的空氣對(duì)流。如圖4所示，在 要求散熱量較小時(shí)，水散熱器和中冷器并聯(lián)在一起，可以共用一個(gè)風(fēng)扇組，另一側(cè)面安裝有 一風(fēng)扇組，以加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的空氣對(duì)流。如圖5所示，在水散熱器和中冷器分別安裝在車(chē) 體的兩側(cè)時(shí)，分別設(shè)置有風(fēng)扇組，在達(dá)到加強(qiáng)空氣對(duì)流的效果的情況下，可以減少風(fēng)扇組的 安裝?？蛙?chē)熱管理系統(tǒng)中的風(fēng)扇組的控制方法，其中，T為溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)到的發(fā)動(dòng) 機(jī)出水口冷卻介質(zhì)的溫度；Tl為冷卻介質(zhì)溫度已經(jīng)不低于發(fā)動(dòng)機(jī)最佳工作溫度范圍的上 限需要散熱的臨界溫度；T2為部分獨(dú)立小風(fēng)扇工作轉(zhuǎn)速達(dá)到最高時(shí)仍不能滿(mǎn)足散熱要求 時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)出水口冷卻介質(zhì)的溫度；其中T3為風(fēng)扇組內(nèi)的全部獨(dú)立小風(fēng)扇以最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng) 才能滿(mǎn)足散熱需求時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)出水口冷卻介質(zhì)的溫度。Tl、T2和T3為根據(jù)客車(chē)生產(chǎn)時(shí)理論 或者實(shí)際預(yù)先設(shè)置的；當(dāng)T < Tl時(shí)，風(fēng)扇組內(nèi)的獨(dú)立小風(fēng)扇全部停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)Tl < T < T2 時(shí)，通過(guò)控制裝置來(lái)控制其中部分獨(dú)立小風(fēng)扇工作，并通過(guò)控制獨(dú)立小風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到所 需求的散熱量；在工作一段預(yù)先設(shè)置時(shí)間t以后，運(yùn)轉(zhuǎn)的部分獨(dú)立小風(fēng)扇停止運(yùn)行，轉(zhuǎn)換為 另外沒(méi)有運(yùn)行的部分獨(dú)立小風(fēng)扇工作，如此循環(huán)，延長(zhǎng)風(fēng)扇的壽命；當(dāng)T2 < T < T3時(shí)，部分 風(fēng)扇的工作已經(jīng)不能滿(mǎn)足散熱要求，這時(shí)風(fēng)扇組內(nèi)的全部獨(dú)立小風(fēng)扇同時(shí)工作，通過(guò)調(diào)節(jié) 獨(dú)立小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到所需求的散熱量；當(dāng)T > T3時(shí)，風(fēng)扇組內(nèi)的全部獨(dú)立小風(fēng)扇以最 高轉(zhuǎn)速工作以達(dá)到最大散熱量。實(shí)施例1客車(chē)熱管理系統(tǒng)中的風(fēng)扇組的控制方法，風(fēng)扇組由四個(gè)獨(dú)立小風(fēng)扇組成，當(dāng) T^Tl時(shí)，風(fēng)扇組全部停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)Tl < T < T2時(shí)，通過(guò)控制裝置來(lái)控制其中兩個(gè)獨(dú)立小 風(fēng)扇工作，另兩個(gè)獨(dú)立小風(fēng)扇停止工作，并通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到所需求的散熱量，在工 作一段設(shè)定的時(shí)間t以后，之前工作的兩個(gè)獨(dú)立小風(fēng)扇停止工作，另外兩個(gè)獨(dú)立小風(fēng)扇開(kāi) 始工作，如此循環(huán)，延長(zhǎng)風(fēng)扇的壽命；當(dāng)T2 < T < T3時(shí)，部分風(fēng)扇的工作已經(jīng)不能滿(mǎn)足散熱 要求，這時(shí)讓四個(gè)獨(dú)立小風(fēng)扇同時(shí)工作，只是調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到所需求的散熱量。當(dāng)T > T3時(shí)，四個(gè)獨(dú)立小風(fēng)扇組全開(kāi)，以最高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)達(dá)到最大散熱量。在實(shí)際的使用過(guò)程中，司機(jī)通過(guò)人機(jī)交互裝置隨時(shí)了解整車(chē)的散熱狀態(tài)，以便在 必要的時(shí)候采取應(yīng)急措施。在整個(gè)散熱系統(tǒng)中，控制單元在接收到水散熱器溫度傳感器信 號(hào)、中冷溫度傳感器信號(hào)和機(jī)艙溫度傳感器信號(hào)后，通過(guò)所需散熱量大小發(fā)送命令給驅(qū)動(dòng) 裝置來(lái)控制風(fēng)扇組的工作方式和轉(zhuǎn)速，使冷卻介質(zhì)保持在恒定的溫度范圍內(nèi)。如圖6所示， 在溫度高于Tl時(shí)，風(fēng)扇組才開(kāi)始分批工作，并且隨著溫度的升高，所需的排熱量越來(lái)越大， 風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越來(lái)越高，風(fēng)扇組將全部參與工作，當(dāng)溫度高于T2時(shí)所有風(fēng)扇同時(shí)運(yùn)行；當(dāng)溫 度高于T3時(shí)風(fēng)扇組內(nèi)的獨(dú)立風(fēng)扇全部以最高轉(zhuǎn)速Smax旋轉(zhuǎn)，使散熱量達(dá)到最大。在公交車(chē)上采用本套熱管理系統(tǒng)，采用上述的控制方法，通過(guò)改變風(fēng)扇組的工作 個(gè)數(shù)及風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來(lái)控制散熱風(fēng)量，達(dá)到最佳的冷卻效果，使各個(gè)部件在最佳的環(huán)境下工作。
本發(fā)明的技術(shù)方案不限于以上實(shí)施例，凡是采用發(fā)明所述的技術(shù)方案相同或者相似方法，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
客車(chē)熱管理系統(tǒng)，包括最少由一個(gè)風(fēng)扇組成的風(fēng)扇組、驅(qū)動(dòng)裝置、控制裝置、溫度傳感器和人機(jī)交互裝置，其特征在于風(fēng)扇組與驅(qū)動(dòng)裝置連接，驅(qū)動(dòng)裝置與控制裝置連接，控制裝置與溫度傳感器連接，人機(jī)交互裝置與控制裝置連接；人機(jī)交互裝置提取控制裝置監(jiān)控到的各冷卻介質(zhì)溫度或者工作環(huán)境溫度并顯示出來(lái)，當(dāng)控制裝置在檢測(cè)到工作介質(zhì)或工作環(huán)境溫度升高超過(guò)設(shè)定的T1時(shí)，控制裝置開(kāi)始發(fā)送信號(hào)給驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)風(fēng)扇組有選擇性的轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利1所要求所述客車(chē)熱管理系統(tǒng)，其特征在于所述的風(fēng)扇組由兩個(gè)或者兩個(gè) 以上的獨(dú)立小風(fēng)扇組成，各個(gè)獨(dú)立的小風(fēng)扇安裝在風(fēng)罩內(nèi)。
3.如權(quán)利2所要求所述客車(chē)熱管理系統(tǒng)，其特征在于所述的風(fēng)扇組是一套、兩套或者 兩套以上的風(fēng)扇組成，設(shè)置在需要散熱的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液散熱器或者中冷器上或發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙 上。
4.如權(quán)利1所要求所述客車(chē)熱管理系統(tǒng)，其特征在于所述的溫度傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī) 冷卻液溫度傳感器、中冷器出口溫度傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)艙溫度傳感 器中的一個(gè)、兩個(gè)或者兩個(gè)以上。
5.客車(chē)熱管理系統(tǒng)中的風(fēng)扇組的控制方法，其特征在于當(dāng)T≤ Tl時(shí)，風(fēng)扇組內(nèi)的獨(dú) 立小風(fēng)扇全部停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)Tl < T < T2時(shí)，通過(guò)控制裝置來(lái)控制其中部分獨(dú)立小風(fēng)扇工 作，并通過(guò)獨(dú)立小風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到所需求的散熱量；當(dāng)T2 < T < T3時(shí)，風(fēng)扇組內(nèi)的全部獨(dú) 立小風(fēng)扇同時(shí)工作；當(dāng)T ≥ T3時(shí)，風(fēng)扇組內(nèi)的全部獨(dú)立小風(fēng)扇以最高轉(zhuǎn)速工作；其中，T為實(shí)時(shí)檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)出水口冷卻介質(zhì)的溫度；Tl為冷卻介質(zhì)溫度已經(jīng)不低于發(fā)動(dòng)機(jī)最佳工作溫度范圍的上限需要散熱的臨界溫度；T2為部分獨(dú)立小風(fēng)扇工作轉(zhuǎn)速達(dá)到最高時(shí)仍不能滿(mǎn)足散熱要求時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)出水口冷卻 介質(zhì)的溫度；其中T3為風(fēng)扇組內(nèi)的全部獨(dú)立小風(fēng)扇以最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)才能滿(mǎn)足散熱需求時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)出 水口冷卻介質(zhì)的溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種客車(chē)熱管理系統(tǒng)及其風(fēng)扇組的控制方法?？蛙?chē)熱管理系統(tǒng)包括最少一個(gè)風(fēng)扇組成的風(fēng)扇組、驅(qū)動(dòng)裝置、控制裝置、溫度傳感器和人機(jī)交互裝置；風(fēng)扇組與驅(qū)動(dòng)裝置連接，驅(qū)動(dòng)裝置與控制裝置連接，控制裝置與溫度傳感器連接，人機(jī)交互裝置與控制裝置連接。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)采用冷卻介質(zhì)的溫度作為信號(hào)輸入量，對(duì)風(fēng)扇組轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，使被冷卻的介質(zhì)保持在一個(gè)恒定的溫度范圍內(nèi)；并且，該系統(tǒng)將一個(gè)風(fēng)扇改為風(fēng)扇組，在結(jié)構(gòu)上減小零部件的體積，降低風(fēng)扇工作時(shí)的噪音，在功能上，在溫度不高時(shí)，控制風(fēng)扇組的部分風(fēng)扇工作，達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的，并且降低功耗，延長(zhǎng)零部件的工作壽命。
文檔編號(hào)B60K11/06GK101811434SQ20101013927
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者劉序仁, 劉景平, 李毅 申請(qǐng)人:廣州大華德盛科技有限公司