一种带可控风门的多风扇冷却模块及控制方法与流程

本发明涉及一种多风扇冷却模块及控制方法，更具体地说，本发明涉及一种车用的带可控风门的多风扇冷却模块及控制方法。

背景技术：

随着汽车产业节能和环保要求越来越严格，可调可控的冷却技术成为车用冷却技术的一个重要发展方向。多风扇冷却模块技术(又称智能冷却模块技术)就是在商用车领域逐步得到应用的一种可调可控的冷却技术。

现有多风扇冷却模块的技术报道主要是关于系统原理和布置的，或者是单独的模块结构优化，没有针对多风扇冷却模块结构与控制方法的联合研究，然而这是进一步提高多风扇冷却模块节能效果的重要环节。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，进一步发掘多风扇冷却模块的节能潜质，通过大量的试验研究，本发明提供一种带可控风门的多风扇冷却模块及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

带可控风门的多风扇冷却模块及控制方法包括：散热器、安装框架、减震支架、可控风门、导风罩、电子风扇和控制器ECU。

所述的散热器固定到安装框架上形成多风扇冷却模块的本体部分；所述的可控风门采用焊接或螺栓连接的方式固定到导风罩的开孔一侧上，电子风扇安装在导风罩开孔另一侧上，电子风扇与可控风门数量相同，且一一对应安装；导风罩安装有可控风门的一侧与本体部分固定连接；减震支架固定在安装框架上，并通过减震支架将多风扇冷却模块安装到整车指定位置。

所述的散热器采用的是管带式铝散热器，具有重量轻、换热效率高的特点；主要作用是在电子风扇驱动带来的冷却风的作用下，及时带走被冷却对象(如：内燃机水套)的热量，使其在正常温度范围内稳定工作。

所述的电子风扇采用无刷无霍尔技术，通过PWM控制模式无级调速，可实现对多风扇冷却模块散热量的精确控制。

所述的可控风门，包括安装架、电机、推拉连杆、叶片和下连杆；所述的叶片有若干个且平行排列，每个叶片的两端均有两个圆柱形凸台，其中位于叶片上下端中间部位的凸台安装在安装架的定位孔中，可自由转动；叶片上端位于边缘的凸台与推拉连杆固定连接在一起，叶片下端位于边缘的凸台与下连杆固定连接在一起，所述的电机固定在安装架上，接收ECU发出的指令，调节柱塞长度，驱动推拉连杆运动；叶片绕中间凸台随着推拉连杆的运动而转动，调节可控风门的开度。

所述的减震支架为硫化减震支架，采用硫化技术将减震橡胶垫与安装钢板固定在一起，可有效缓冲多风扇冷却模块安装在整车上来自上下、左右、前后方向上的震动。

所述的控制器ECU通过CAN通讯的方式获取车辆运行状态信息，给可变风门的电机和电子风扇发出控制指令，当车辆在高温季节运行且散热负荷较大时，控制器ECU驱动全部电子风扇工作，并调节可变风门至所需开度进行散热；当车辆在高温季节运行且散热负荷较小时，控制器ECU仅驱动部分电子风扇工作，同时将不工作电子风扇对应的可变风门调至完全闭合的状态，以提高多风扇冷却模块的换热效率；当车辆在低温季节运行，多风扇冷却模块仅需利用自然迎风即可满足车辆的散热需求，此时，控制器ECU控制所有电子风扇不工作，并根据车辆散热负荷的大小，调节可控气门的开度，避免车辆被过度冷却。

采用本发明的带可控风门的多风扇冷却模块及控制方法，对于车辆高温季节低热负荷运行工况时的效果明显，可将多风扇冷却模块的冷却效率提高6.5％～17.7％。

附图说明

图1为带可控风门的多风扇冷却模块的分解图；

图2(a)为带可控风门的多风扇冷却模块的整体装配图；

(b)为带可控风门的多风扇冷却模块的半剖视图；

图3为带可控风门的多风扇冷却模块中的可控风门和导风罩的装配图；

图4为带可控风门的多风扇冷却模块中的可控风门的结构图；

图5为带可控风门的多风扇冷却模块的控制结构示意图；

图6为本发明专利的实施效果图。

图中附图标记为：1散热器；2安装框架；3减震支架；4可控风门；401安装架；402电机；403推拉连杆；404叶片；405；下连杆；5导风罩；6电子风扇；7控制器ECU。

具体实施方式

如图1所示，带可控风门的多风扇冷却模块及控制方法包括：散热器1、安装框架2、减震支架3、可控风门4、导风罩5、电子风扇6和控制器ECU7。

如图2、3所示，所述的散热器1固定到安装框架2上形成多风扇冷却模块的本体部分；所述的可控风门4采用焊接或螺栓连接的方式固定到导风罩5的开孔一侧上，电子风扇6安装在导风罩5开孔另一侧上，电子风扇6与可控风门4数量相同，且一一对应安装；导风罩5安装有可控风门4的一侧与本体部分固定连接；减震支架3固定在安装框架2上，并通过减震支架3将多风扇冷却模块安装到整车指定位置。

所述的散热器1采用的是管带式铝散热器，具有重量轻、换热效率高的特点；主要作用是在电子风扇6驱动带来的冷却风的作用下，及时带走被冷却对象(如：内燃机水套)的热量，使其在正常温度范围内稳定工作。

所述的电子风扇6采用无刷无霍尔技术，通过PWM控制模式无级调速，可实现对多风扇冷却模块散热量的精确控制。

如图4所示，所述的可控风门，包括安装架、电机、推拉连杆、叶片和下连杆；所述的叶片有若干个且平行排列，每个叶片的两端均有两个圆柱形凸台，其中位于叶片上下端中间部位的凸台安装在安装架的定位孔中，可自由转动；叶片上端位于边缘的凸台与推拉连杆固定连接在一起，叶片下端位于边缘的凸台与下连杆固定连接在一起，所述的电机固定在安装架上，接收ECU发出的指令，调节柱塞长度，驱动推拉连杆运动；叶片绕中间凸台随着推拉连杆的运动而转动，调节可控风门的开度。

所述的可控风门4，包括安装架401、电机402、推拉连杆403、叶片404和下连杆405；所述的叶片404有若干个且平行排列，每个叶片的两端均有两个圆柱形凸台，一个圆柱形凸台位于叶片端部的中间部位，另一个位于叶片端部边缘部位，其中位于叶片上下端中间部位的凸台安装在安装架401的定位孔中，可自由转动；叶片上端位于边缘的凸台与推拉连杆403固定连接在一起，叶片下端位于边缘的凸台与下连杆405固定连接在一起，所述的电机402固定在安装架401上，可接收ECU 7发出的指令，调节柱塞长度，驱动推拉连杆403上下运动；叶片404绕中间凸台随着推拉连杆403的上下运动而上下转动，调节可控风门4的开度；

所述的减震支架为硫化减震支架，采用硫化技术将减震橡胶垫与安装钢板固定在一起，可有效缓冲多风扇冷却模块安装在整车来自上下、左右、前后方向上的震动。

如图5所示，所述的控制器ECU 7通过CAN通讯的方式获取车辆运行状态信息，给可变风门4的电机402和电子风扇6发出控制指令，当车辆在高温季节运行且散热负荷较大时，控制器ECU 7驱动全部电子风扇6工作，并调节可变风门4至所需开度进行散热；当车辆在高温季节运行且散热负荷较小时，控制器ECU 7仅驱动部分电子风扇6工作，同时将不工作电子风扇6对应的可变风门4调至完全闭合的状态，以提高多风扇冷却模块的换热效率；当车辆在低温季节运行，多风扇冷却模块仅需利用自然迎风即可满足车辆的散热需求，此时，控制器ECU 7控制所有电子风扇6不工作，并根据车辆散热负荷的大小，调节可控气门4的开度，避免车辆被过度冷却。

如图6所示为本发明专利的实施效果，图中所有数据均在标准风洞中获得，其中标志为“本发明”的数据对应本发明的带可控风门的多风扇冷却模块，“普通”的数据对应不带可控风门、但其他结构尺寸完全与本发明相同的普通多风扇冷却模块；“工况1”时仅驱动1个电子风扇，“工况2”时仅驱动2个电子风扇，“工况3”时驱动3个电子风扇。如图6所示，本发明的带可控风门的多风扇冷却模块对于模块的冷却效率提升作用非常明显，工况1时提升幅度在11.8％～17.7％之间，工况3时提升幅度在8.3％～10.8％之间，工况3时提升幅度在6.5％～9.6％之间。

最后，还需注意的是，以上公布的仅是本发明的具体实施例。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。