内燃动车组用内燃机冷却系统、内燃机及冷却方法与流程

本发明涉及内燃机技术，尤其涉及一种内燃动车组用内燃机冷却系统、内燃机及冷却方法。

背景技术：

在内燃动车组用内燃机的工作过程中，由于气缸套、气缸盖、活塞和气门等机件直接与高温燃气接触，受到强烈的加热，这些机件温度很高。为了保证内燃机正常、可靠地运转，必须通过冷却系统对这些高温机件进行冷却。

目前的冷却系统中，设置冷却液温度传感器和进气歧管温度传感器采集冷却液和进气歧管的温度，冷却控制器获取冷却液温度传感器和进气歧管温度传感器采集的温度，根据采集的温度与预设的温度阈值，从而调整冷却风机的转速。

但是，上述方式中，需要在内燃机中特意设置附加的温度传感器，这导致冷却系统成本较高，且实现复杂。

技术实现要素：

本发明提供一种内燃动车组用内燃机冷却系统、内燃机及冷却方法，以降低成本和复杂度。

本发明提供一种内燃动车组用内燃机冷却系统，包括：冷却控制器及冷却风机；

所述冷却控制器分别与内燃机控制器和所述冷却风机连接；所述冷却控制器用于从所述内燃机控制器获取内燃机传感器采集的内燃机机件的温度，并根据所述温度与预设的温度阈值范围控制所述冷却风机的转速。

进一步地，所述冷却控制器通过总线与所述内燃机控制器连接。

进一步地，所述冷却控制器包括：水冷控制器和风冷控制器，所述冷却风机包括：水冷风机和风冷风机；

所述水冷控制器分别与所述内燃机控制器和所述水冷风机连接，所述风冷控制器分别与所述内燃机控制器和所述风冷风机连接；

所述水冷控制器用于从所述内燃机控制器获取所述温度，并根据所述温度与所述预设的温度阈值范围控制所述水冷风机的转速；所述风冷控制器用于从所述内燃机控制器获取所述温度，并根据所述温度与所述预设的温度阈值范围控制所述风冷风机的转速。

进一步地，所述水冷控制器通过车辆控制单元与所述内燃机控制器连接，所述风冷控制器通过所述车辆控制单元与所述内燃机控制器连接。

进一步地，所述内燃机冷却系统还包括：第一开关和第二开关；

所述第一开关设置于电源与所述水冷风机之间，所述第一开关用于控制所述电源与所述水冷风机之间通路的开闭；所述第二开关设置于所述水冷控制器与所述水冷风机之间，所述第二开关用于控制所述水冷控制器与所述水冷风机之间通路的开闭。

进一步地，所述内燃机冷却系统还包括：第三开关和第四开关；

所述第三开关设置于电源与所述风冷风机之间，所述第三开关用于控制所述电源与所述风冷风机之间通路的开闭；所述第四开关设置于所述风冷控制器与所述风冷风机之间，所述第四开关用于控制所述风冷控制器与所述风冷风机之间通路的开闭。

进一步地，所述内燃机冷却系统还包括：断路器；

所述断路器设置于所述电源与所述水冷控制器之间。

本发明还提供一种内燃动车组用内燃机，包括：内燃机控制器、内燃机传感器及如上述任一项所述的内燃机冷却系统；所述内燃机控制器与所述内燃机传感器连接。

本发明还提供一种内燃动车组用内燃机冷却方法，包括：

冷却控制器从内燃机控制器获取温度；其中，所述温度为所述内燃机控制器从内燃机传感器获取到的内燃机机件的温度；

所述冷却控制器根据所述温度与预设的温度阈值范围控制冷却风机的转速。

进一步地，所述预设的温度阈值范围包括第一预设温度阈值和第二预设温度阈值，且所述第一预设温度阈值小于所述第二预设温度阈值；

所述冷却控制器根据所述温度与预设的温度阈值范围控制冷却风机的转速，包括：

所述冷却控制器比较所述温度与所述第一预设温度阈值和所述第二预设温度阈值的大小；

若所述温度大于所述第二预设温度阈值，则所述冷却控制器控制所述冷却风机的转速增大；

若所述温度小于或者等于所述第一预设温度阈值，则所述冷却控制器控制所述冷却风机的转速减小或者关闭所述冷却风机。

本发明提供的内燃动车组用内燃机冷却系统、内燃机及冷却方法，通过设置冷却控制器及冷却风机，冷却控制器分别与内燃机控制器和冷却风机连接，冷却控制器用于从内燃机控制器获取内燃机传感器采集的内燃机机件的温度，并根据该温度与预设的温度阈值范围控制冷却风机的转速，实现了冷却控制器可以根据内燃机上已有的内燃机传感器采集的温度进行冷却风机的控制，相较于现有中特意设置附加的温度传感器的方式，降低了成本，且降低了冷却系统的复杂度。另外，冷却控制器根据温度和预设的温度阈值范围进行冷却风机的转速控制，相较于现有技术中只控制冷却风机转动或停止转动的方式，控制方式更加精细。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统实施例二的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机实施例的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却方法实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”及“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统实施例一的结构示意图。如图1所述，本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统包括：冷却控制器11和冷却风机12。

冷却控制器11分别与内燃机控制器13和冷却风机12连接。冷却控制器11用于从内燃机控制器13获取内燃机传感器14采集的内燃机机件(图中未示出)的温度，并根据温度与预设的温度阈值范围控制冷却风机12的转速。

具体地，本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统中，冷却控制器11从内燃机控制器13中获取内燃机传感器14采集的内燃机机件的温度。这里的内燃机机件可以是进气歧管、冷却液以及其他的机件的温度，本发明实施例对此不做限制。

冷却控制器11可以通过总线与内燃机控制器13连接。这里的总线可以是控制器局域网(Controller Area Network；CAN)总线或者RS-485总线等。

内燃机传感器14是内燃机控制器13自带的传感器，它可以用来采集内燃机机件的温度。内燃机控制器13可以从内燃机传感器14获取其采集到的温度。

冷却控制器11从内燃机控制器13获取该温度。一种具体的获取过程可以是冷却控制器11发送温度获取请求，内燃机控制器13接收到温度获取请求后，将温度发送给冷却控制器11。另一种具体的获取过程可以是内燃机控制器13以预设的频率将内燃机传感器14采集的温度发送给冷却控制器11。需要说明的是，冷却控制器11获取到的温度是以电信号的形式来表征的，冷却控制器11可以根据其与内燃机控制器13预先约定的通信协议，将该电信号转换为温度。

冷却控制器11从内燃机控制器13获取温度的方式，相较于现有的特意设置附加的温度传感器的方法，可以利用内燃机上已有的内燃机传感器14采集的温度，降低了成本。

冷却控制器11在获取到温度后，将该温度与预设的温度阈值范围进行比较。这里的预设的温度阈值范围可以是一个预设的温度阈值，该预设的温度阈值为根据经验数据设定的能让内燃机正常、可靠地运转的温度阈值。采集到的机件的温度大于该阈值时，需要对内燃机进行加快冷却。预设的温度阈值范围也可以是由第一预设温度阈值和大于第一预设温度阈值的第二预设温度阈值组成的温度范围，该预设的温度阈值范围为内燃机燃烧特性要求的能让内燃机正常、可靠地运转的温度范围。当采集到的温度大于第二预设温度阈值时，需要对内燃机进行加快冷却。

当预设的温度阈值范围为一个预设的温度阈值时，若该温度小于或等于该预设的温度阈值时，说明内燃机机件的温度在合理的范围内，则冷却控制器11控制冷却风机12的转速减小或者控制冷却风机12停止转动；若该温度大于该预设的温度阈值，说明内燃机机件的温度过高，需要加快冷却，则冷却控制器11控制冷却风机12的转速增大。

当预设的温度阈值范围为由第一预设温度阈值和大于第一预设温度阈值的第二预设温度阈值组成的温度范围时，若该温度小于或者等于第一预设温度阈值时，说明内燃机机件的温度已经低于其温度范围的下限了，需要降低冷却的速度，则冷却控制器11控制冷却风机12的转速减小或者关闭冷却风机12。若该温度大于第二预设温度阈值，说明内燃机机件的温度过高，需要加快冷却，则冷却控制器11控制冷却风机12的转速增大。

冷却控制器11控制冷却风机12的转速时，可以通过变电流、变电压及变频率的方式实现。即，冷却控制器11可以控制冷却风机12的输入电流，电流越大，则冷却风机12的转速越大，电流越小，则冷却风机12的转速越小。冷却控制器11也可以控制冷却风机12的输入频率，频率越大，则冷却风机12的转速越大，频率越小，则冷却风机12的转速越低。

本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统可以是风冷方式，也可以是水冷方式。本发明实施例对此不做限制。

本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统，通过设置冷却控制器及冷却风机，冷却控制器分别与内燃机控制器和冷却风机连接，冷却控制器用于从内燃机控制器获取内燃机传感器采集的内燃机机件的温度，并根据该温度与预设的温度阈值范围控制冷却风机的转速，实现了冷却控制器可以根据内燃机上已有的内燃机传感器采集的温度进行冷却风机的控制，相较于现有中特意设置附加的温度传感器的方式，降低了成本，且降低了冷却系统的复杂度。另外，冷却控制器根据温度和预设的温度阈值范围进行冷却风机的转速控制，相较于现有技术中只控制冷却风机启动/停止或者两档位转速的方式，控制方式更加精细。

图2为本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统实施例二的结构示意图。本发明实施例在图1所示实施例的基础上，对内燃动车组用内燃机冷却系统做进一步详细说明：

如图2所示，本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统中，冷却控制器包括水冷控制器111和风冷控制器112，冷却风机包括水冷风机121和风冷风机122。

水冷控制器111分别与内燃机控制器13和水冷风机121连接，风冷控制器112分别与内燃机控制器13和风冷风机122连接。

水冷控制器111用于从内燃机控制器13获取温度，并根据温度与预设的温度阈值范围控制水冷风机121的转速。风冷控制器112用于从内燃机控制器13获取温度，并根据温度与预设的温度阈值范围控制风冷风机122的转速。内燃机控制器13中的温度是内燃机传感器14采集的内燃机机件的温度。

水冷控制器111从内燃机控制器13获取温度的过程以及根据采集到的温度与预设的温度阈值范围控制水冷风机121的转速的过程与图1所示实施例类似。风冷控制器112从内燃机控制器13获取温度的过程以及根据采集到的温度与预设的温度阈值范围控制风冷风机122的转速的过程与图1所示实施例类似，此处不再赘述。通过水冷控制器控制水冷风机的转速，风冷控制器控制风冷风机的转速，可以提高内燃机的冷却效率。

可选的，水冷控制器111可以通过车辆控制单元15与内燃机控制器13连接，风冷控制器112也可以通过车辆控制单元15与内燃机控制器13连接。车辆控制单元15可以在其显示屏上显示水冷控制器111、风冷控制器112、内燃机控制器13的控制参数，以便于工作人员实时掌控内燃机冷却系统的工作状态。具体地，水冷控制器111可以通过RS-485总线或其它总线形式与车辆控制单元15连接，风冷控制器112也可以通过RS-485总线或其它总线形式与车辆控制单元15连接。车辆控制单元15通过CAN总线或其它总线形式与内燃机控制器13连接。

在一种实现方式中，本发明实施例提供的内燃机冷却系统还可以包括：第一开关16和第二开关17。第一开关16设置于电源18与水冷风机121之间，第一开关16用于控制电源18与水冷风机121之间通路的开闭；第二开关17设置于水冷控制器111与水冷风机121之间，第二开关17用于控制水冷控制器111与水冷风机121之间通路的开闭。

第一开关16和第二开关17可以是互锁设置的，即在一个时刻，第一开关16和第二开关17只能有一个是闭合的状态。在水冷控制器111工作正常的状态下，第一开关16断开，第二开关17闭合，则电源18、水冷控制器111与水冷风机121之间的通路闭合，水冷控制器111根据温度与预设的温度阈值范围对水冷风机121的转速进行控制。当水冷控制器111出现工作故障时，第一开关16闭合，第二开关17断开，则电源18与水冷风机121之间的通路闭合，水冷风机121直接在电源18的供电下工作。第一开关16与第二开关17的开闭情况，可以由工作人员手动控制，也可以由水冷控制器111自动控制。在自动控制时，水冷控制器111的故障输出端口与第一开关16和第二开关17分别连接，在水冷控制器111的故障输出端口有信号时，表示水冷控制器111出现了故障，水冷控制器111的故障输出端口的信号可以控制第一开关16由断开状态变化为闭合状态，控制第二开关17由闭合状态变化为断开状态，即水冷风机121直接在电源18的作用下转动。设置第一开关和第二开关，避免了在水冷控制器出现故障时，内燃机无法进行冷却的问题，提高了内燃机冷却系统的可靠性。

本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统还可以包括：第三开关19和第四开关20。第三开关19设置于电源18与风冷风机122之间，第三开关19用于控制电源18与风冷风机122之间通路的开闭；第四开关20设置于风冷控制器112与风冷风机122之间，第四开关20用于控制风冷控制器112与风冷风机122之间通路的开闭。

第三开关19和第四开关20可以是互锁设置的，即在一个时刻，第三开关19和第四开关20只能有一个是闭合的状态。在风冷控制器112工作正常的状态下，第三开关19断开，第四开关20闭合，则电源18、风冷控制器112与风冷风机122之间的通路闭合，风冷控制器112根据温度与预设的温度阈值范围对风冷风机122的转速进行控制。当风冷控制器112出现工作故障时，第三开关19闭合，第四开关20断开，则电源18与风冷风机122之间的通路闭合，风冷风机122直接在电源18的供电下工作。第三开关19与第四开关20的开闭情况，可以由工作人员手动控制，也可以由风冷控制器112自动控制。在自动控制时，风冷控制器112的故障输出端口与第三开关19和第四开关20分别连接，在风冷控制器112的故障输出端口有信号时，表示风冷控制器112出现了故障，风冷控制器112的故障输出端口的信号可以控制第三开关19由断开状态变化为闭合状态，控制第四开关20由闭合状态变化为断开状态，即风冷风机122直接在电源18的作用下转动。设置第三开关和第四开关，避免了在风冷控制器出现故障时，内燃机无法进行冷却的问题，提高了内燃机冷却系统的可靠性。

可选的，本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统中，还可以包括断路器21。断路器21设置于电源18与水冷控制器111之间，用于在出现过电压或过电流时，断开电源18和水冷控制器111之间的通路，防止水冷控制器在过电压或过电流下发生损坏，提高了内燃机冷却系统的安全性。可以理解的是，在电源18和风冷控制器112之间也可以设置断路器21，以防止风冷控制器在过电压或过电流下发生损坏，提高了内燃机冷却系统的安全性。

本发明实施例中的电源18可以是内燃机中的发电机，其可以是三相交流电，电源18的电压可以是380V。

本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却系统，通过冷却控制器包括水冷控制器和风冷控制器，冷却风机包括水冷风机和风冷风机，以及包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和断路器，实现了可以利用水冷方式和风冷方式同时对内燃机进行冷却，在水冷控制器和风冷控制器出现故障的情况下，可以利用第一开关闭合电源与水冷控制器之间的通路，利用第三开关闭合电源和风冷控制器之间的通路，在出现过电压或过电流时，断路器可以断开电源与水冷控制器之间的通路，实现了在降低了成本的基础上，提高了内燃机的冷却效率，以及提高了内燃机冷却系统的可靠性及安全性。

图3为本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机实施例的结构示意图。如图3所示，本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机包括：内燃机控制器31、内燃机传感器32以及图1和图2任一实施例所示的内燃机冷却系统。

本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机中，内燃机控制器31与内燃机传感器32连接。

其实现过程和技术原理与图1和图2所示实施例类似，此处不再赘述。

本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机，通过设置内燃机控制器、内燃机传感器以及内燃机冷却系统，内燃机冷却系统中的冷却控制器用于从内燃机控制器获取内燃机传感器采集的内燃机机件的温度，并根据该温度与预设的温度阈值范围控制冷却风机的转速，实现了冷却控制器可以根据内燃机上已有的内燃机传感器采集的温度进行冷却风机的控制，相较于现有中特意设置附加的温度传感器的方式，降低了成本，且降低了冷却系统的复杂度。另外，冷却控制器根据温度和预设的温度阈值范围进行冷却风机的转速控制，相较于现有技术中只控制冷却风机转动或停止转动的方式，控制方式更加精细。

图4为本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却方法实施例的流程示意图。如图4所示，本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却方法包括：

S401：冷却控制器从内燃机控制器获取温度。

其中，温度为内燃机控制器从内燃机传感器获取到的内燃机机件的温度。

S402：冷却控制器根据温度与预设的温度阈值范围控制冷却风机的转速。

具体地，预设的温度阈值范围包括第一预设温度阈值和第二预设温度阈值，且第一预设温度阈值小于第二预设温度阈值。

冷却控制器可以比较温度与第一预设温度阈值和第二预设温度阈值的大小：若温度大于第二预设温度阈值，则冷却控制器控制冷却风机的转速增大；若温度小于或者等于第一预设温度阈值，则冷却控制器控制冷却风机的转速减小或者关闭冷却风机。

本发明实施例提供的冷却方法可以由图1和图2所示实施例中的冷却控制器执行。

本发明实施例提供的内燃动车组用内燃机冷却方法，通过冷却控制器从内燃机控制器获取温度，该温度为内燃机控制器从内燃机传感器获取到的内燃机机件的温度，冷却控制器根据温度与预设的温度阈值范围控制冷却风机的转速，实现了冷却控制器可以根据内燃机上已有的内燃机传感器采集的温度进行冷却风机的控制，相较于现有中特意设置附加的温度传感器的方式，降低了成本，且降低了冷却系统的复杂度。另外，冷却控制器根据温度和预设的温度阈值范围进行冷却风机的转速控制，相较于现有技术中只控制冷却风机转动或停止转动的方式，控制方式更加精细。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。