一种发动机冷却风扇、冷却系统及控制方法与流程

本发明涉及发动机，尤其涉及一种发动机冷却风扇、冷却系统及控制方法。

背景技术：

1、发动机工作时会产生大量的热能，若不及时冷却将造成发动机零部件温度过高，尤其是直接与高温气体接触的零件，会因受热膨胀影响正常的配气间隙，导致运动件受阻甚至卡死。并且高温还会造成发动机零部件的机械强度下降，使润滑油失去作用。

2、现有技术中，发动机冷却风扇由曲轴直接带动或由发动机皮带带动，这种单一模式的冷却风扇所需要的功率约占发动机功率的3％～5％，小功率发动机甚至超过10％，风扇的功率消耗造成极大的燃油消耗，发动机风扇受发动机转速的影响，通常冷却风扇尺寸以发动机最大热负荷时散热量为参照标准，但发动机低速低负荷运转时，过大尺寸的风扇直径造成发动机严重的能源浪费，并且冷却系统温度被强制散热，也会造成冬季发动机升温困难。

技术实现思路

1、本发明提供了一种发动机冷却风扇、冷却系统及控制方法，以解决发动机冷却系统模式单一和发动机能源浪费的问题，提高发动机热效率。

2、根据本发明的一方面，提供了一种发动机冷却风扇，包括：扇叶、蜗轮和风扇壳体；扇叶和蜗轮安装在风扇壳体；风扇壳体安装在风扇皮带轮上；

3、扇叶与蜗轮啮合；

4、蜗轮与扇叶形成蜗轮-蜗杆驱动关系；

5、蜗轮能够驱动扇叶转动且在转动过程中沿着风扇壳体的轴向向外或者向内移动，以改变扇叶相对风扇壳体的直径和角度。

6、可选的，扇叶通过风扇壳体的内部轨道与蜗轮啮合；蜗轮能够驱动扇叶转动且在转动过程中沿着风扇壳体的内部轨道向外或者向内移动。

7、可选的，该发动机冷却风扇还包括旋转驱动装置，旋转驱动装置与蜗轮连接，用于驱动蜗轮转动。

8、可选的，旋转驱动装置包括电机。

9、根据本发明的另一方面，提供了一种发动机冷却系统，包括权利要求1-4任一项的发动机冷却风扇，系统还包括检测模块和控制模块；

10、检测模块用于检测发动机出水温度；

11、控制模块用于根据发动机出水温度控制蜗轮驱动扇叶沿风扇壳体的内部轨道向外或者向内移动，以调整扇叶的直径和角度。

12、可选的，检测模块包括温度传感器。

13、可选的，控制模块包括电子控制单元；

14、电子控制单元具体用于：

15、根据当前工况和发动机出水温度确定所需风量；

16、根据所需风量计算所需风扇直径和风扇角度；

17、控制蜗轮驱动扇叶沿风扇壳体的内部轨道向外或者向内移动，以调整扇叶至所需风扇直径和风扇角度。

18、根据本发明的另一方面，提供了一种发动机冷却系统的控制方法，发动机冷却系统包括权利要求1-4任一项的发动机冷却风扇，控制方法包括：

19、获取发动机出水温度；

20、根据发动机出水温度控制蜗轮驱动扇叶沿风扇壳体的内部轨道向外或者向内移动，以调整扇叶至所需风扇直径和风扇角度。

21、可选的，根据发动机出水温度控制蜗轮驱动扇叶沿风扇壳体的内部轨道向外或者向内移动，以调整扇叶至所需风扇直径和风扇角度，包括：

22、当出水温度大于第一设定值时，驱动蜗轮，扇叶在蜗轮的作用下沿着风扇壳体的内部轨道向外移动第一距离，同时使扇叶和蜗轮端面所成角度在第一设定范围。

23、可选的，根据发动机出水温度控制蜗轮驱动扇叶沿风扇壳体的内部轨道向外或者向内移动，以调整扇叶至所需风扇直径和风扇角度，还包括：

24、当出水温度小于第二设定值时，驱动蜗轮，扇叶在蜗轮的作用下沿着风扇壳体的内部轨道向内移动第二距离，同时使扇叶和蜗轮端面所成角度在第二设定范围。

25、本实施例的技术方案，通过设置发动机冷却风扇，包括：扇叶、蜗轮和风扇壳体。扇叶和蜗轮安装在风扇壳体，风扇壳体安装在风扇皮带轮上，扇叶与蜗轮啮合，蜗轮与扇叶形成蜗轮-蜗杆驱动关系，蜗轮能够驱动扇叶转动且在转动过程中沿着风扇壳体的轴向向外或者向内移动，以改变扇叶的直径和角度，进而实现调节风量的作用，解决发动机能源浪费的问题，有效降低发动机油耗，提高发动机的热效率。

26、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种发动机冷却风扇，其特征在于，包括：扇叶、蜗轮和风扇壳体；所述扇叶和所述蜗轮安装在所述风扇壳体；所述风扇壳体安装在风扇皮带轮上；

2.根据权利要求1所述的发动机冷却风扇，其特征在于，所述扇叶通过风扇壳体的内部轨道与所述蜗轮啮合；所述蜗轮能够驱动所述扇叶转动且在转动过程中沿着所述风扇壳体的内部轨道向外或者向内移动。

3.根据权利要求1所述的发动机冷却风扇，其特征在于，还包括旋转驱动装置，所述旋转驱动装置与所述蜗轮连接，用于驱动所述蜗轮转动。

4.根据权利要求3所述的发动机冷却风扇，其特征在于，所述旋转驱动装置包括电机。

5.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的发动机冷却风扇，所述系统还包括检测模块和控制模块；

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述检测模块包括温度传感器。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制模块包括电子控制单元；

8.一种发动机冷却系统的控制方法，其特征在于，发动机冷却系统包括权利要求1-4任一项所述的发动机冷却风扇，所述控制方法包括：

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机出水温度控制所述蜗轮驱动所述扇叶沿所述风扇壳体的内部轨道向外或者向内移动，以调整所述扇叶至所需风扇直径和风扇角度，包括：

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机出水温度控制所述蜗轮驱动所述扇叶沿所述风扇壳体的内部轨道向外或者向内移动，以调整所述扇叶至所需风扇直径和风扇角度，还包括：

技术总结
本发明公开一种发动机冷却风扇、冷却系统及控制方法。发动机冷却风扇包括：扇叶、蜗轮和风扇壳体；扇叶和蜗轮安装在风扇壳体；风扇壳体安装在风扇皮带轮上；扇叶与蜗轮啮合；蜗轮与扇叶形成蜗轮‑蜗杆驱动关系；蜗轮能够驱动扇叶转动且在转动过程中沿着风扇壳体的轴向向外或者向内移动，以改变扇叶的直径和角度。本发明实施例通过将扇叶和蜗轮安装在风扇壳体，风扇壳体安装在风扇皮带轮上，扇叶与蜗轮啮合，蜗轮与扇叶形成蜗轮‑蜗杆驱动关系，蜗轮能够驱动扇叶转动且在转动过程中沿着风扇壳体的轴向向外或者向内移动，以改变扇叶的直径和角度，进而实现调节风量的作用，解决发动机能源浪费的问题，有效降低发动机油耗，提高发动机的热效率。

技术研发人员：李响,董效彬,史笑晨,朱枫,张雅琦,钱运东
受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24