[發明專利]一種可控的發動機潤滑油冷卻系統及控制方法

在審

• 申請號: 202110778216.0
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113323739A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 鄔斌揚;字振源;李金澤;靳守營
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F01M5/00
• 分類號: F01M5/00;F01M5/02;F01M11/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 吳學穎

本發明公開了一種可控的發動機潤滑油冷卻系統及控制方法：包括潤滑油箱、一號溫度傳感器、流量計、潤滑油濾清器、潤滑油泵、二號溫度傳感器、螺旋形散熱管、冷卻水箱、冷卻水濾清器、水泵、電磁閥、電加熱器和三號溫度傳感器。發動機流出的潤滑油流入潤滑油箱，一號溫度傳感器測潤滑油瞬態溫度，流量計測潤滑油流量；二號溫度傳感器測得潤滑油溫度，計算出潤滑油交換的熱流量、所需冷卻水的流量；發動機在大負荷下工作時，冷卻水箱冷卻水溫度大于85℃時，注入冷水，冷卻水溫度降至指定溫度，對潤滑油箱內潤滑油降溫；發動機冷啟動及在小負荷下工作時，加熱冷卻水至85℃，加熱潤滑油。本發明適用于發動機實驗臺架和特種發動機。

技術領域

本發明涉及發動機領域，更具體的說，是涉及一種可控的發動機潤滑油冷卻系統及控制方法。

背景技術

潤滑系統在發動機中主要起潤滑和冷卻作用，由于發動機長期在高溫環境下工作，因此需要對潤滑系統內的潤滑油進行冷卻，以防止潤滑油因溫度過高變質而引起的發動機的熱力性能和機械性能的劣化，目前亟待解決的就是潤滑系統溫度精確控制的問題。

發明內容

本發明針對潤滑系統面臨的溫度精確控制問題，提出一種可控的發動機潤滑油冷卻系統及控制方法，可以根據潤滑油的當前溫度，實時的調節冷卻水流量，進而實現潤滑油溫度的精確控制。

本發明的目的可通過以下技術方案實現。

本發明可控的發動機潤滑油冷卻系統，包括潤滑油箱，所述潤滑油箱上端連接有潤滑油入口管，下端連接有潤滑油出口管，所述潤滑油入口管設置有一號溫度傳感器和流量計，所述潤滑油出口管沿液體流動方向設置有潤滑油濾清器和潤滑油泵；

所述潤滑油箱內設置有二號溫度傳感器和螺旋形散熱管，所述螺旋形散熱管的出液口通過冷卻水管路連接冷卻水箱的循環冷卻水進口，所述螺旋形散熱管的進液口通過冷卻水管路連接冷卻水箱的循環冷卻水出口，且該冷卻水管路沿冷卻水流動方向設置有冷卻水濾清器和水泵；

所述冷卻水箱頂部連接有外接冷水管，所述外接冷水管設置有電磁閥，所述冷卻水箱側壁設置有出水口；所述冷卻水箱內設置有電加熱器和三號溫度傳感器；

所述一號溫度傳感器、二號溫度傳感器、三號溫度傳感器、流量計、潤滑油泵、水泵、電磁閥、電加熱器均與ECU連接。

所述潤滑油箱采用橫置的圓柱油桶。

所述潤滑油入口管與潤滑油箱上端左側的潤滑油入口連接，所述潤滑油出口管與潤滑油箱下端右側的潤滑油出口連接。

所述螺旋形散熱管從潤滑油入口延伸至潤滑油出口，其螺旋圈數呈由密到疏的變化。

本發明的目的還可通過以下技術方案實現。

本發明可控的發動機潤滑油冷卻系統的控制方法，包括以下過程：

第一步：從發動機中流出的潤滑油經潤滑油入口管流入潤滑油箱，通過一號溫度傳感器測得潤滑油的瞬態溫度T₁，并反饋給ECU，同時，流量計將當前的潤滑油流量q_m反饋給ECU；

第二步：二號溫度傳感器測得潤滑油箱內的潤滑油溫度T₂，并反饋給ECU，ECU計算出潤滑油箱內潤滑油交換的熱流量Φ，同時計算出所需冷卻水的流量，進而通過控制水泵轉速實現實時的冷卻水流量的精確控制；

第三步：當發動機在大負荷下工作時，通過三號溫度傳感器監測冷卻水箱溫度T_w，當冷卻水溫度大于85℃時，ECU控制電磁閥打開，注入冷水，當冷卻水溫度降低至指定溫度后，關閉電磁閥，通過冷卻水對潤滑油箱內的潤滑油進行降溫，使其達到正常工作溫度；其中，冷卻水箱內多余的水將從出水口排出；