[发明专利]一种发动机进气温控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机进气温控系统。 

背景技术

随着发动机增压技术的不断发展，中冷器的应用越来越广泛。为了提高发动机的性能要求以及为发动机研发提供便利条件，需要对影响发动机性能及排放指标的因素之一的发动机进气温度（也即经中冷器中冷后的进气温度）进行精确控制。目前，现有发动机进气温控系统一般包括中冷器和水箱，水箱与中冷器的水道构成换热回路，中冷器的气道与发动机进气管连通。传统发动机进气温控系统，是通过水箱内的水与中冷器的水道进行回路热交换，来实现对中冷器气路温度的控制的。由于水箱容量有限，随着发动机的不断运转，水箱内水的温度越来越高，与中冷器的回路换热效果将越来越差，导致发动机进气温度越来越高。而且，由于传统发动机进气温控系统，采用的是单回路热交换结构，换热直接，这样容易导致中冷器温度波动较大，难以满足中冷器20-25摄氏度的最佳工作温度要求。因此，传统的发动机进气温控系统，既不能使发动机进气温度相对恒定，也难以满足发动机研发试验的要求。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述不足提供一种结构合理，换热温度波动小，控温精度高，且工作稳定的一种发动机进气温控系统。 

为解决上述技术问题，本发动机进气温控系统包括中冷器和水箱，其结构特点是：还包括设有第一通道和第二通道的主换热器，主换热器的第二通道与中冷器的水道构成第二回路，第二回路中安装有温度传感器，温度传感器的输出端电连接有控制器，还包括与控制器输出端电连接的水泵，水泵、主换热器的第一通道和水箱构成第一回路。 

本结构的发动机进气温控系统是通过双回路双换热结构来实现换热温度波动小，控温精度高，且工作稳定的。 

双回路双换热结构主要包括由主换热器的第二通道和中冷器的水道构成的第二回路，以及由主换热器的第一通道、水泵和水箱依次连接而成的的第一回路。上述第一回路和第二回路在运行上相互独立，互不影响，但在结构上，由主换热器连接在一起，并通过主换热器进行两回路的热量交换。第一回路中安装有水泵，第二回路中安装有温度传感器，水泵和温度传感器分别与控制器的输出端和输入端电连接在一起。这样，在主换热器的支持下，水箱内的低温水就通过第一回路与第二回路中的高温水进行热量交换，以使中冷器水道中的水温降低，进而达到降低与发动机进气管连接的中冷器气道中空气温度的目的，这样就实现了对发动机进气温度控制的目的。工作时，控制器根据设置在第二回路中温度传感器传送来的温度信号，控制水泵的开启频率或转速等工作状态，以调节第一回路与第二回路热量交换的对流情况，进而实现对第二回路水温高低的控制。例如，当第二回路水温高于25摄氏度时，控制器启动水泵工作或提升水泵转速，以加快第一回路循环速度，这样就加快了主换热器的换热速度，以便使第二回路水温下降或加速下降；反之，当第二回路水温低于20摄氏度时，控制器降低水泵转速或直接关闭水泵工作，以降低第一回路循环速度，这样就降低了主换热器的换热速度，有助于第一回路水温在中冷器气道高温下升温。上述两控制过程互补运行，直到将第一回路水温，也就是中冷器水温调整到20-25摄氏度的最佳工作温度。 

作为改进，还包括副换热器，副换热器的第一通道通过冷水管与冷冻水源构成第三回路，副换热器的第二通道串接在水箱出水端的第一回路上。 

副换热器的主要作用，是将与冷冻水源连接的第三回路和与水箱连接的第二回路进行热交换，这样可以起到降低第一回路水温的作用，也就起到了降低第二回路水温及发动机进气温度的作用，有助于提高本发动机进气温控系统的降温功能。 

作为进一步改进，还包括与控制器输出端电连接的电控三通阀，电控三通阀的第一端口和第二端口串接在水泵进水端的第一回路中，电控三通阀的第三端口通过旁路管与水箱连通。 

通过电控三通阀，控制器可以调整经第三回路降温后的第一回路低温水，与经主换热器换热后进入水箱的中温水进行混合的比例，可以获得温度可调的换热水，使与主换热器换热的第一回路水温可控性大大增强，大大提高了主换热器的换热精度，也就实现了第二回路及发动机进气的精确控制。 

作为改进，水箱内安装有与控制器电连接的液位计，水箱上设有与水源连接的供水管，供水管上安装有由控制器控制的供水阀。 

通过液位计传送来的液位信号，控制器可以控制供水阀做出相应动作，以便保持水箱的正常工作水位。例如，水箱水位过低时，控制器将打开供水阀，以通过供水管向水箱充水；当水箱水位达到正常水位时，控制器便关闭供水阀，以保持水箱正常的工作水位。