发动机组件和具有其的汽车的制作方法

发动机组件和具有其的汽车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种发动机组件和具有其的汽车，发动机组件包括：发动机、散热器、用于测量水套内冷却液温度的测温装置、用于测量散热器风扇转速的测速装置以及控制器，发动机具有曲轴，散热器与发动机内的水套相连，散热器风扇邻近散热器设置，散热器风扇与曲轴之间设置有调速机构，调速机构设置成能够将来自曲轴的转速通过变速作用后输出给散热器风扇，控制器分别与散热器风扇、测温装置和测速装置相连。根据本发明的发动机组件，可以提高发动机最大扭矩点工况下散热器风扇的风量和散热器的散热效率，且可以降低发动机最大功率点工况下的功耗和噪声，保证散热器风扇的可靠性。
【专利说明】发动机组件和具有其的汽车

【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车领域，尤其是涉及一种发动机组件和具有其的汽车。

【背景技术】
[0002]相关技术中指出，重型卡车采用的部分低转速发动机(额定转速约1900转每分)存在扭矩点发动机水套散热量高于功率点，但发动机转速在扭矩点低于功率点的矛盾，难以即满足在扭矩点工况下达到散热需求，又同时满足在功率点工况下保证散热器风扇的叶尖线速度不超限的要求。


【发明内容】

[0003]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种发动机组件，所述发动机组件即可以保证发动机在最大扭矩点工况下满足散热需求，又可以保证发动机在最大功率点工况下满足散热器风扇的叶尖线速度不超限。
[0004]本发明还提出一种具有上述发动机组件的汽车。
[0005]根据本发明第一方面实施例的发动机组件，包括:发动机，所述发动机具有曲轴；散热器，所述散热器与所述发动机内的水套相连；散热器风扇，所述散热器风扇邻近所述散热器设置，所述散热器风扇与所述曲轴之间设置有调速机构，所述调速机构设置成能够将来自所述曲轴的转速通过变速作用后输出给所述散热器风扇；用于测量所述水套内冷却液温度的测温装置；用于测量所述散热器风扇转速的测速装置；以及控制器，所述控制器分别与所述调速机构、所述测温装置和所述测速装置相连。
[0006]根据本发明的发动机组件，可以提高发动机最大扭矩点工况下散热器风扇的风量和散热器的散热效率，且可以降低发动机最大功率点工况下的功耗和噪声，保证散热器风扇的可靠性。
[0007]具体地，所述调速机构包括离合装置。
[0008]可选地，所述离合装置为电磁离合器。
[0009]或者可选地，所述离合装置为电控硅油离合器。
[0010]进一步地，所述离合装置与所述曲轴之间设置有传动机构。
[0011 ] 具体地，所述传动机构为皮带轮，所述皮带轮包括:皮带、主动轮和从动轮，所述主动轮与所述曲轴相连，所述从动轮与所述离合装置相连，所述从动轮与所述主动轮的传动比为ki，其中i的取值范围为KiSl.4，其中k彡1.3。
[0012]具体地，当所述测温装置测得的温度小于第一预设温度Tl时，所述离合装置处于断开状态；当所述测温装置测得的温度大于等于所述第一预设温度Tl且小于第二预设温度T2时，所述离合装置处于半接合状态；当所述测温装置测得的温度大于等于所述第二预设温度T2、且所述测速装置测得转速小于散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度[S]时，所述离合装置处于完全接合状态，当所述测速装置测得的转速大于等于散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度[S]时，所述离合装置处于半接合状态，其中，所述预留允许最大叶尖线速度[S]满足:[s] = λ [Slfflax, [s]max为所述散热器风扇的允许最大叶尖线速度，且O ^ λ ^ 10
[0013]可选地，所述第一预设温度的取值范围为77°C _83°C，所述第二预设温度的取值范围为90°C?93°C。
[0014]具体地，所述散热器风扇的允许最大叶尖线速度[S]max为91m/s。
[0015]根据本发明第二方面实施例的汽车，包括根据本发明第一方面实施例的发动机组件。
[0016]根据本发明实施例的汽车，通过设置上述第一方面实施例的发动机组件，从而提高了汽车的整体性能。
[0017]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

【专利附图】

【附图说明】
[0018]图1是根据本发明实施例的发动机组件的立体图；
[0019]图2是图1中所示的发动机组件其中一部分的侧面示意图；
[0020]图3是根据本发明实施例的发动机组件的工作特性曲线；
[0021]图4是根据本发明实施例的电控硅油离合器的局部示意图；
[0022]图5是根据本发明实施例的电磁离合器的局部示意图。
[0023]附图标记:
[0024]100:发动机组件；
[0025]1:发动机；11:节温器；12:曲轴；
[0026]2:散热器风扇；3:水泵凸轮；
[0027]411:电控硅油离合器；4111:工作腔；4112:娃油；
[0028]412:电磁离合器；4121:永磁体_涡流主动部；4122:电磁线圈主动部；
[0029]42:传动机构；421:皮带；
[0030]51:第一曲线；52:第二曲线；53:第三曲线；54:第四曲线。

【具体实施方式】
[0031]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0032]下面参考图1-图5描述根据本发明第一方面实施例的发动机组件100。
[0033]如图1所示，根据本发明第一方面实施例的发动机组件100，包括:发动机1、散热器(图未示出)、散热器风扇2、测温装置(图未示出)、测速装置(图未示出)以及控制器(图未示出)。
[0034]具体地，散热器与发动机I内的水套相连，散热器风扇2邻近散热器设置，其中，发动机I上还可以设有与水套相连的水泵，水套与散热器之间连接有节温器11。参照图1，在发动机I的气缸盖和气缸体中分别限定出用于储存液体的、且彼此连通的夹层空间，该夹层空间为水套，且分别为气缸盖水套和气缸体水套，水泵设在发动机I上且与水套相连通，水泵用于将冷却液泵入气缸体水套内，冷却液吸收气缸壁的热量，温度升高，继而流入气缸盖水套内，再次吸收热量升温，使得发动机I整体得到冷却。
[0035]接着，升温后的冷却液流经节温器11，再通过第一冷却液软管(图未示出)流入散热器内，散热器风扇2设在发动机I的曲轴12上且位于散热器的后侧(例如图1中所示的右侧)，散热器风扇2转动以使散热器前后侧的空气流通，从而散热器可以向周围空气散热，使得散热器得到冷却，散热器内的冷却液温度降低，然后再通过第二冷却液软管(图未示出)流回水泵中。由此，冷却液依此不断地循环，从而使得发动机I得到冷却。其中，节温器11为现有技术，节温器11可以根据流经其的冷却液的温度自动调节冷却液的流量。
[0036]进一步地，散热器风扇2与发动机I曲轴12之间设置有调速机构(例如下文所述的离合装置和传动机构42)，调速机构设置成能够将来自曲轴12的转速通过变速作用后输出给散热器风扇2。也就是说，散热器风扇2与发动机I的曲轴12通过调速机构相连，这样，曲轴12的输出转速可以按照一定的比例、差值传递给散热器风扇2，也就是说，可以通过调速机构控制散热器风扇2的实际叶尖线速度。
[0037]具体地，测温装置用于测量水套内冷却液的温度、测速装置用于测量散热器风扇2的转速(即散热器风扇2的实际叶尖线速度)，控制器分别与调速机构、测温装置和测速装置相连。这样，控制器可以根据测温装置测得的水套内的冷却液的温度感知发动机I的实际温度，同时控制器可以根据测速装置测得的散热器风扇2的转速感知散热器风扇2的运转情况，从而控制器可以通过测温装置和测速装置的测试数据的综合结果调节调速机构，也就是说，根据发动机组件100的实际状态，来针对性地调节散热器风扇2的转速(即散热器风扇2的实际叶尖线速度)，从而调节发动机I的冷却程度。
[0038]这里，需要说明的是，水套内冷却液的温度可以是气缸体水套内冷却液的温度，也可以是气缸盖水套内冷却液的温度，优选地，测温装置用于测量气缸盖水套出口处冷却液的温度，也就是节温器11进口处的冷却液的温度。另外，测温装置、测速装置的结构为现有技术，控制器可以为发动机中央处理器(CPU, Central Processing Unit的缩写)，这里不再赘述。
[0039]具体地，发动机I的曲轴12的输出转速为nx ;发动机I处于最大扭矩点工况时，曲轴12的输出转速为nx((l);发动机I处于最大功率点工况时，曲轴12的输出转速为nx(1)，其中，nx(0)〈 nx ⑴。
[0040]进一步地，经调速机构传递，散热器风扇2的最大叶尖线速度为Smax，Sfflax =
3.14D.nx.I，其中，I为调速机构的调速比(例如下文所述的传动机构42的传动比ki)，D为散热器风扇2的直径。
[0041]然而，散热器风扇2的实际叶尖线速度为S，S = Sfflax- ε，其中，ε为调速机构的调速差，其中，0<s<smax，0< ε <smax。
[0042]进一步地，散热器风扇2的允许最大叶尖线速度为[S]max，可选地，[S]max = 91m/s。
[0043]由于Sniax = 3.14D.nx.I，那么，在散热器风扇2的直径D固化的前提下，曲轴12的输出转速nx与散热器风扇2的最大叶尖线速度Smax大体呈正比关系，为了保证发动机I处于最大扭矩点工况时，散热器风扇2的实际叶尖线速度S要满足的发动机I的散热需求，即散热器风扇2的实际叶尖线速度S尽可能的大，且还要保证发动机I处于任意工况下、尤其是处于最大功率点工况下时，散热器风扇2的实际叶尖线速度S不超过散热器风扇2的允许最大叶尖线速度[s]max，则按照发动机I的最大扭矩点工况进行匹配设计。
[0044]当发动机I处于最大扭矩点工况时，令散热器风扇2的最大叶尖线速度为Smaxftl)等于散热器风扇2的允许最大叶尖线速度[S]max，即[S]max = Smax(0) = 3.14D.ηχ(0).I’，从而得到适宜的调速机构的调速比I’，从而可以保证最大扭矩点工况下散热器风扇2的实际叶尖线速度Sftl)满足，Sftl) SSmaxftl) = [S]max，为了保证发动机I的散热需求，即使得Sftl)尽可能的大，由于Sftl) = Smax(0)- ε ((|)，其中ε (0)为最大扭矩点工况下调速机构的调速差，则将调速机构的调速差ε (0)调节为约等于0，即ε ((|)?0，使得最大扭矩点工况下散热器风扇2的实际叶尖线速度Sftl)满足:S(CI)?Smax(0) = [S]max，从而保证发动机I处于最大扭矩点工况时，散热器风扇2的实际叶尖线速度Sw满足的发动机I的散热需求。
[0045]当发动机I处于最大功率点工况时,散热器风扇2的最大叶尖线速度为Sniaxa)满足，Smax⑴=3.14D.nx(1).I’，由于，nx(Q)〈nx(1),从而 Smaxftl)<Smax(1),为了避免最大功率点工况下散热器风扇2的实际叶尖线速度Sa)超过散热器风扇2的允许最大叶尖线速度[S]max，即保证S(1) ( [S]max,由于S(1) = Smax(1)- ε (1)，其中ε⑴为最大功率点工况下调速机构的调速差，那么可得ε (1)>0，以确保发动机I处于最大功率点工况时，散热器风扇2的实际叶尖线速度S⑴不超限。
[0046]然而，在调节的过程中并非为理想状态，从而设计中引入散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度[s]，[S] = λ [S]max，其中，O彡λ彡1，[s] ( [S]max，优选地，80%(λ <85%，这样，在匹配设计的过程中，当发动机I处于最大扭矩点工况时，令散热器风扇2的最大叶尖线速度为Smaxw等于散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度[S]，即[S]max = Smaxftl) = 3.14D.ηχ(0).I"，从而得到适宜的调速机构的调速比I "，然后当发动机I处于最大功率点工况时，散热器风扇2的最大叶尖线速度为S_(1)满足，Sniaxa)=3.14D.nx(1).I ",此时调节调速机构的调速差ε(1)，使得ε(1)>0,可以进一步保证s ⑴ 1- s ] mas ο
[0047]综上所述，通过调节调速机构的调速比1、调速机构的调速差ε可以调节散热器风扇2的实际叶尖线速度S。具体地，通过提高调速机构的调速比I，可以提高在发动机I在最大扭矩点工况下的散热器风扇2的实际叶尖线速度和风量，进而提高散热效率，降低散热器的尺寸以及节约成本，且通过增加调速机构的调速差ε，可以降低发动机I在最大功率点工况下的散热器风扇2的实际叶尖线速度，以避免散热器风扇2的实际叶尖线速度超过散热器风扇2的允许最大叶尖线速度，从而降低发动机I的功耗与噪声，提高散热器风扇2的运行可靠性。由此，可以使得发动机I在最大扭矩点工况下和最大功率点工况下的散热状况达到平衡。
[0048]参照图3，当按照发动机I处于最大扭矩点工况匹配设计后，调速机构的调速比得到固化，这样，发动机组件100具体调节时，当测温装置测得的温度较低时、发动机I处于怠速状态，控制器控制调速机构操控散热器风扇2惯性跟转，使得散热器风扇2大体呈现为空转状态，此时调速机构的调速差ε最大，g卩ε?Smax，散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着曲轴12的输出转速ηχ的增长呈现较为平缓的增长趋势或不增长趋势，曲轴12的输出转速!^与散热器风扇2的实际叶尖线速度S之间的工作特性曲线(下面简称工作特性曲线)例如图3中所示的第一曲线51。
[0049]参照图3，当测温装置测得的温度值升高、且节温器11处于半开状态时，控制器控制调速机构调节调速机构的调速差ε满足，0〈e〈Smax，以使得散热器风扇2的实际叶尖线速度S满足:S < [S]max，散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着曲轴12的输出转速nx的增长呈现较缓的增长趋势，此时工作特性曲线例如图3中所示的第二曲线52。
[0050]参照图3，当测温装置测得的温度较高、且节温器11处于完全打开状态时、同时散热器风扇2的转速低于转换点(例如图3中所示的A点)的转速时，转换点的转速可以为散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度[S]，控制器控制调速机构操控散热器风扇2的实际叶尖线速度满足:S ^ Smax，调节调速机构的调速差约等于0，此时散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着输出转速nx的增长呈现较快的增长趋势，工作特性曲线例如图3中所示的第三曲线53，从而发动机I在最大扭矩点工况下散热器风扇2可以具有较大的实际叶尖线速度，以使得散热器风扇2的风量较大，从而提高散热效率。
[0051]之后，如果测温装置测得的温度降低、且节温器11再次处于半开状态时，控制器控制调速机构调节调速机构的调速差ε再次满足，0〈e〈Smax，以使得散热器风扇2的实际叶尖线速度S再次满足:S < [S]max，散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着曲轴12的输出转速nx的增长再次呈现较缓的增长趋势，此时工作特性曲线再次例如图3中所示的第二曲线52。
[0052]然而，参照图3，当测温装置测得的温度仍然较高、且节温器11仍然处于完全打开状态、同时风扇的转速大于等于转换点(例如图2中所示的A点)的转速时，转换点的转速可以为散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度[S]，控制器控制调速机构操控散热器风扇2的实际叶尖线速度满足:S < Smax，调节调速机构的调速差大于0，此时散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着输出转速nx的增长而增长的趋势减缓，工作特性曲线例如图3中所示的第四曲线54，从而在发动机I最大功率点工况下时可以降低散热器风扇2的实际叶尖线速度，以降低发动机I的功耗与噪声，提高散热器风扇2的运行可靠性。
[0053]由此，可以定义散热器风扇2的实际速比Θ为散热器风扇2的实际叶尖线速度S

VV V -/.114Dn 1-F
与曲轴12的输出转速ηχ之比，即6 = —，由于~ = —= n = ^~r_^，从而可以通过提高
nTnXnXnX
调速机构的调速比I和降低调速机构的调速差ε，以提高发动机I在最大扭矩点工况时散热器风扇2的实际速比Θ，使得在发动机I最大扭矩点工况时散热器风扇2的实际叶尖线速度S较高，比较接近散热器风扇2的允许最大叶尖线速度[S]max，此时散热器风扇2的风量较大，然而，随着发动机I转速的提高，通过提高调速机构的调速差ε，可以降低散热器风扇2的实际速比Θ，使散热器风扇2的实际叶尖线速度S并未明显提升，以保证散热器风扇2的实际叶尖线速度S在散热器风扇2的允许最大叶尖线速度[S]max的限制范围内，以降低发动机I的功耗与噪声，提高散热器风扇2的运行可靠性。
[0054]根据本发明实施例的发动机组件100，通过提高发动机I扭矩点时散热器风扇2的实际叶尖线速度，可以提高发动机I扭矩点散热器风扇2的风量，从而提高散热器的散热效率，减小散热器的外形尺寸，降低成本，尤其是在沸点低的高原地区，以及需要持续低速上坡、需要大散热量的山区以及其他对于对散热能力要求较高的特殊工况或者环境较为苛刻条件下，具有该发动机组件100的汽车的环境适应性强，可轻松满足散热需求。另外，由于发动机I最大功率点散热器风扇2的实际叶尖线速度可以按比例降低,从而可以满足最大功率点散热器风扇2的实际叶尖线速度低于散热器风扇2的允许最大叶尖线速度，从而降低发动机I的功耗、降低噪声，提高散热器风扇2运行的可靠性。
[0055]在本发明的一个实施例中，参照图1，调速机构可以包括离合装置和传动机构42，传动机构42设在离合装置与曲轴12之间，其中传动机构42可以为皮带轮传动结构，皮带轮传动结构包括:皮带421、主动轮和从动轮，其中，曲轴12与主动轮相连，从动轮分别与主动轮和离合装置相连。
[0056]具体地，参照图1，散热器风扇2可以为轴流风扇，散热器风扇2通过传动机构42与发动机I的曲轴12相连且与水泵凸轮3同轴转动，具体地，散热器风扇2可以采用螺纹紧固件等安装在水泵凸轮3的前端，曲轴12可以视为主动轮，水泵凸轮3可以视为从动轮，主动轮与从动轮通过皮带421相连，从动轮与散热器风扇2的输入轴通过离合装置相连。
[0057]其中，主动轮的转速为曲轴12的输出转速nx，从动轮的转速为水泵凸轮3的转速
ny，从动轮与主动轮的传动比(即上文中所述的调速机构的调速比I)为ki，即Η = 〗，其中i为传统发动机组件的从动轮与主动轮的传动比，也就是说，i为传统常规发动机组件的从动轮转速与主动轮转速之比，i的取值范围可以为I < i < 1.4，k为增大幅值，优选地，
1.3，这样，当曲轴12的输出转速1不变时，k的取值越大，从动轮与主动轮的传动比ki越大，即调速机构的调速比I越大，散热器风扇2的最大叶尖线速度Smax越高，散热器风扇2的实际速比Θ的最大值越高，进而可以通过控制器调节调速机构的调速差ε，来进一步提高或者降低散热器风扇2的实际叶尖线速度S，以满足发动机组件100的实际要求。当然，本发明不限于此，传动机构42还可以为变速箱，例如齿轮箱等。
[0058]在本发明的一个实施例中，参照图4，离合装置为电控硅油离合器411，电控硅油离合器411内具有可注入硅油4112或者排空硅油4112的工作腔4111，电控硅油离合器411通过控制工作腔4111内的硅油4112的注入量而控制从动轮与散热器风扇2之间的接合程度，当工作腔4111内注入部分硅油4112后(如图4(b)所示)，由于硅油4112粘度较大，散热器风扇2的输入轴会跟随从动轮转动，当工作腔4111内注满硅油4112后(如图4(c)所示)，散热器风扇2的输入轴与从动轮可以实现几乎同步地跟转，当工作腔4111内的硅油4112排空时(如图4(a)所示)，散热器风扇2的输入轴不再跟随从动轮转动。电控硅油离合器411的结构为现有技术。
[0059]具体地，参照图3和图4，当测温装置测得的温度小于第一预设温度，例如小于77°C_83°C其中的一个值时，离合装置处于断开状态，即电控硅油离合器411工作腔4111内的硅油4112排空，此时散热器风扇2的输入轴不跟随从动轮转动，大体呈现惯性跟转、空转状态，散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着曲轴12的输出转速nx的增长呈现较为平缓的增长趋势或不增长趋势，发动机组件100的工作特性曲线例如图3中所示的第一曲线51。
[0060]参照图3和图4，当测温装置测得的温度大于等于第一预设温度，例如大于等于770C _83°C其中的一个值，且小于第二预设温度，例如小于90°C _93°C其中的一个值时，此时节温器11半开，离合装置处于半接合状态，即电控硅油离合器411工作腔4111内注入部分硅油4112，此时散热器风扇2的输入轴跟随从动轮转动，散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着曲轴12的输出转速nx的增长呈现较缓的增长趋势，此时工作特性曲线例如图3中所示的第二曲线52。这里，需要说明的是，离合装置“半接合”指的是离合装置“断开”与离合装置“完全接合”之间的一种状态。
[0061]参照图3和图4，当测温装置测得的温度大于等于第二预设温度，例如大于等于900C _93°C其中的一个值时，且测速装置测得转速小于散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度(例如91m/s的80%?85%时)，此时节温器11完全打开，离合装置处于完全接合状态，即电控娃油离合器411的工作腔4111内注满娃油4112,此时散热器风扇2的输入轴跟随从动轮几乎同步转动，但可以略有滑差，此时散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着输出转速nx的增长呈现较快的增长趋势，工作特性曲线例如图3中所示的第三曲线53。
[0062]之后，如果测温装置测得的温度小于第二预设温度，则继续判断测温装置测得的温度是否大于等于第一预设温度，当测温装置测得的温度大于等于第一预设温度且小于第二预设温度，根据上文所述的调节方式，再次使得离合装置处于半接合状态；当测温装置测得的温度小于第一预设温度，根据上文所述的调节方式，再次使得离合装置处于断开状态。
[0063]然而，参照图3和图4，当测温装置测得的温度仍然大于等于第二预设温度，例如大于等于90°C _93°C其中的一个值时，但是测速装置测得转速大于等于散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度(例如91m/s的80%?85%时)，此时节温器11完全打开，离合装置处于半接合状态，即电控硅油离合器411工作腔4111内的硅油4112部分排出，此时散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着输出转速nx的增长而增长的趋势减缓，工作特性曲线例如图3中所示的第四曲线54，以保证散热器风扇2的实际叶尖线速度S在散热器风扇2的允许最大叶尖线速度[S]max的限制范围内。
[0064]当然，本发明不限于此，在本发明的另一个实施例中，参照图5，离合装置还可以为电磁离合器412，其中，电磁离合器412为现有技术，电磁离合器412包括:永磁体-涡流主动部4121和电磁线圈主动部4122，当电磁线圈主动部4122通电后(例如沿图5中所示的A线传动)，散热器风扇2的输入轴可以实现几乎同步跟转，当永磁体-涡流主动部4121通电后(例如沿图5中所示的B线传动)，散热器风扇2的输入轴会跟随从动轮转动但不会同步跟转，当永磁体-涡流主动部4121和电磁线圈主动部4122均不通电时(例如沿图5中所示的C线传动)，散热器风扇2的输入轴不再跟随从动轮转动，处于惯性跟转，或者空转状态。
[0065]具体地，参照图3和图5，当测温装置测得的温度小于第一预设温度，例如小于77°C_83°C其中的一个值时，离合装置处于断开状态，即永磁体-涡流主动部4121和电磁线圈主动部4122均不通电(例如沿图5中所示的C线传动)，即散热器风扇2的输入轴不跟随从动轮转动，大体呈现惯性跟转、空转状态，散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着曲轴12的输出转速nx的增长呈现较为平缓的增长趋势或不增长趋势，发动机组件100的工作特性曲线例如图3中所示的第一曲线51。
[0066]参照图3和图5，当测温装置测得的温度大于等于第一预设温度，例如大于等于770C _83°C其中的一个值，且小于第二预设温度，例如小于90°C _93°C其中的一个值时，此时节温器11半开，离合装置处于半接合状态，即永磁体-涡流主动部4121通电(例如沿图5中所示的B线传动)，此时散热器风扇2的输入轴在电涡流的作用力下跟随从动轮转动，由于散热器风扇2的输入轴与永磁体-涡流主动部4121之间有很小的间隙(通常为1-1.6_)，使得散热器风扇2可以进行无摩擦自由转动，从而散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着曲轴12的输出转速nx的增长呈现较缓的增长趋势，此时工作特性曲线例如图3中所示的第二曲线52。其中，电涡流的工作原理就是利用一个闭环导体在磁场中运动产生涡流，而磁场将会阻止其运动，从而被带动旋转，控制线圈的数量可调整涡流强度，从而控制散热器风扇2被带动的转速。
[0067]参照图3和图5，当测温装置测得的温度大于等于第二预设温度，例如大于等于900C _93°C其中的一个值时，且测速装置测得转速小于散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度(例如91m/s的80%?85%时)，此时节温器11完全打开，离合装置处于完全接合状态，即电磁线圈主动部4122通电(例如沿图5中所示的A线传动)，此时散热器风扇2的输入轴在高涡流强度的作用下跟随从动轮几乎同步转动，但可以略有滑差，此时散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着输出转速nx的增长呈现较快的增长趋势，工作特性曲线例如图3中所示的第三曲线53。
[0068]之后，如果测温装置测得的温度小于第二预设温度，则继续判断测温装置测得的温度是否大于等于第一预设温度，当测温装置测得的温度大于等于第一预设温度且小于第二预设温度，根据上文所述的调节方式，再次使得离合装置处于半接合状态；当测温装置测得的温度小于第一预设温度，根据上文所述的调节方式，再次使得离合装置处于断开状态。
[0069]然而，参照图3和图5，当测温装置测得的温度仍然大于等于第二预设温度，例如大于等于90°C _93°C其中的一个值时，但是测速装置测得转速大于等于散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度(例如91m/s的80%?85%时)，此时节温器11完全打开，离合装置处于半接合状态，即电磁线圈主动部4122不再通电，永磁体-涡流主动部4121再次通电(例如沿图4中所示的B线传动)，此时散热器风扇2的输入轴在电涡流的作用力下跟随从动轮转动，由于散热器风扇2的输入轴与永磁体-涡流主动部4121之间有很小的间隙(通常为1-1.6_)，此时散热器风扇2的实际叶尖线速度S随着输出转速nx的增长而增长的趋势减缓，工作特性曲线例如图3中所示的第四曲线54，以保证散热器风扇2的实际叶尖线速度S在散热器风扇2的允许最大叶尖线速度[S]max的限制范围内。
[0070]综上所述，通过将从动轮与主动轮的传动比的增长幅值k提高到传统发动机组件100的从动轮与主动轮的传动比的1.3倍以上，从而可以将散热器风扇2的实际速比Θ的最大值提高到传统散热器风扇2的实际速比的1.3倍以上，进而可以通过控制器调节调速机构的调速差ε，来调节散热器风扇2的实际速比Θ，也就是说，控制器通过控制离合装置的接合程度，来进一步提高或者降低散热器风扇2的实际叶尖线速度S。
[0071]从而使得发动机I在低转速、即扭矩点工况下散热器风扇2的实际叶尖线速度S最大，以提高在发动机I扭矩点工况下的散热器风扇2的风量，进而提高散热效率，降低散热器的尺寸以及节约成本，散热器外形尺寸可减小20%，且在发动机I最大功率点工况下可以根据需求通过调节调速机构的调速差ε自动降低散热器风扇2的实际速比Θ，保证散热器风扇2的实际叶尖线速度S在散热器风扇2的允许最大叶尖线速度[S]max的限制范围内，以减少发动机I能耗、降低噪声以及提高风扇可靠性。
[0072]根据本发明第二方面实施例的汽车，包括根据本发明上述第一方面实施例的发动机组件100。其中，汽车可以为重型卡车，其中发动机组件100在重型卡车内的安装位置和方式可以与传统发动机组件在重型卡车内的安装位置和方式相同。
[0073]根据本发明实施例的汽车，通过设置上述第一方面实施例的发动机组件100，从而提高了汽车的整体性能。
[0074]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0075]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0076]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0077]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0078]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指吸合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式吸合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行吸合和组合。
【权利要求】
1.一种发动机组件，其特征在于，包括: 发动机，所述发动机具有曲轴； 散热器，所述散热器与所述发动机内的水套相连； 散热器风扇，所述散热器风扇邻近所述散热器设置，所述散热器风扇与所述曲轴之间设置有调速机构，所述调速机构设置成能够将来自所述曲轴的转速通过变速作用后输出给所述散热器风扇； 用于测量所述水套内冷却液温度的测温装置； 用于测量所述散热器风扇转速的测速装置；以及 控制器，所述控制器分别与所述调速机构、所述测温装置和所述测速装置相连。
2.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述调速机构包括离合装置。
3.根据权利要求2所述的发动机组件，其特征在于，所述离合装置为电磁离合器。
4.根据权利要求2所述的发动机组件，其特征在于，所述离合装置为电控硅油离合器。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的发动机组件，其特征在于，所述离合装置与所述曲轴之间设置有传动机构。
6.根据权利要求5所述的发动机组件，其特征在于，所述传动机构为皮带轮，所述皮带轮包括:皮带、主动轮和从动轮，所述主动轮与所述曲轴相连，所述从动轮与所述离合装置相连，所述从动轮与所述主动轮的传动比为ki，其中i的取值范围为I < i < 1.4，其中k 彡 1.3。
7.根据权利要求2所述的发动机组件，其特征在于， 当所述测温装置测得的温度小于第一预设温度Tl时，所述离合装置处于断开状态； 当所述测温装置测得的温度大于等于所述第一预设温度Tl且小于第二预设温度T2时，所述离合装置处于半接合状态； 当所述测温装置测得的温度大于等于所述第二预设温度T2、且所述测速装置测得转速小于散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度[S]时，所述离合装置处于完全接合状态，当所述测速装置测得的转速大于等于散热器风扇2的预留允许最大叶尖线速度[S]时，所述离合装置处于半接合状态，其中，所述预留允许最大叶尖线速度[S]满足:[S] = λ [SJfflax,[S]max为所述散热器风扇的允许最大叶尖线速度，且O < λ < I。
8.根据权利要求7所述的发动机组件，其特征在于，所述第一预设温度的取值范围为770C -83°C，所述第二预设温度的取值范围为90°C?93°C。
9.根据权利要求7所述的发动机组件，其特征在于，所述散热器风扇的允许最大叶尖线速度[S]max为91m/s。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的发动机组件。
【文档编号】F01P11/00GK104153867SQ201410367784
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】李桂强, 司尚文, 禹伟, 赵光辉, 李光旺 申请人:北京福田戴姆勒汽车有限公司