一种大型沙漠运输车动力系集成散热系统的制作方法

1.本发明涉及汽车冷却系统，特别是关于适用于沙漠运输车的动力系集成散热系统。


背景技术：

2.沙漠运输车要求具有越野车的特性，同时还要具有强的承载能力，对于100t级大型沙漠运输车其动力性能要求非常高，动力系统结构非常特别，而且功率选型都比较大，发动机至变速器之间需要采用远程驱动连接。并且，沙漠运输车经常在荒芜人烟的野路上行驶，需要增加驱动轮的数目，因此配置分动器，使之兼起副变速器的作用，变速器与分动器之间，以及分动器到各车桥之间，都需要设置长传动轴连接。
3.在动力系统的冷却中，需要对发动机散热、变速器散热、缓速器散热、中冷器散热、液压油散热及分动器散热，共六个功能，这就需要系统具备强大的散热能力。动力系统的庞大，使之散热系统不容易统一配置，其中，发动机的散热是最主要的，汽车发动机冷却系统的作用是在所有工况下，保证发动机在最适宜的温度工作，从而获得理想的动力输出与良好的燃油经济性，如果没有冷却系统的帮助，发动机将无法正常工作；分动器也需要加强散热。另外，系统还要求散热能力随散热介质的温度变化呈线性控制，无信号输入或断电时，系统具备故障自保护能力。另外，对于特种路况来讲，车底盘不宜太低，这就不能将散热系统布局在车底部。


技术实现要素：

4.针对现状，本发明提供一种适用于100吨级的大型沙漠运输车动力系集成散热系统，该套系统采用了模块化设计，对发动机散热、变速器散热、缓速器散热、中冷器散热和液压油散热五大功能进行了集成，对分动器散热独立设置。经过改进的散热系统使得大型运输车可以采用大功率发动机和变速器、分动器等，能够满足大负荷运载工作。
5.本发明所采用的技术方案如下：一种大型沙漠运输车动力系集成散热系统，其特征在于：分为发动机集成散热模块和分动器散热模块两部分，其中，所述发动机集成散热模块包括有主散热模块和副散热模块，所述主散热模块安装在驾驶室与车厢之间的高位空档处，所述主散热模块集成有主散热器、中冷器和风扇，主散热器、中冷器和风扇三者前后并排设置，发动机水套中的水循环经过所述主散热器，增压器中的气体循环经过所述中冷器；所述副散热模块安装在车体侧部，设置有副散热器，发动机水套中的水循环经过所述副散热器，变速器中的油循环经过所述副散热器。
6.进一步地，所述主散热模块中还包括有液压油箱。
7.进一步地，在所述风扇上安装控制器，在主散热器上设置水温传感器，在中冷器上设置气温传感器，在液压油箱上设置油温传感器，当任何一个传感器测得的值超过阈值时，
控制器都控制风扇启动。
8.进一步地，所述副散热器为油水换热器，其中水为所述发动机水套中的水，油为所述变速器中的油。
9.进一步地，所述分动器散热模块，与所述发动机集成散热模块分离设置。
10.进一步地，所述分动器散热模块，由油冷器和电子风扇组成，所述分动器与油冷器构成进、出油循环，所述电子风扇安装在所述油冷器的侧面。
11.进一步地，所述油冷器上设置温度传感器，所述电子风扇由控制器控制，所述温度传感器向所述控制器传输感应信号，当温度感应信号达到限定值时，控制器控制所述电子风扇加速运转，当所述温度传感器不向所述控制器传输感应信号时，所述电子风扇以最高转速运转。
12.进一步地，所述分动器散热模块底部设置有涉水传感器，所述涉水传感器与电子风扇的控制器电连接，当涉水传感器检测到水位高度达到限定值时，控制器控制所述电子风扇急停。
13.与现有技术相比，本发明针对100吨级以上大型运输车尤其是沙漠、涉水特种运输车结构复杂，管路繁多，零部件规格加大等特殊情况，对于动力系统的散热，考虑到车底布局困难和涉水等问题，通过利用驾驶室与车厢之间的空档建立安装架，将发动机、变速器、中冷器等主要器件的散热全部集中到高位安装架中，采用了集成化模块设计，该方案不仅合并了部分功能管路，还减少了管路长度，集成化安装还减少了散热器件的布置，且通风效果好也起到很好的散热作用，高位安装避免了涉水问题，使其能够满足大负荷运载工作。经试验验证，车辆搭载dc16-317a和6620sp自动变速器实际总最大散热量为433 kw，进气方式为增压中冷，中冷器散热量为100 kw，这种情况完全可以满足散热需要。此外，由于分动器离发动机散热模块比较远，不适宜集中，发明另外对分动器采取了散热，在分动器前端设置了电子风扇和油冷器，分动器的油路经过油冷器得到散热，电子风扇根据油温随时启停和加速，并且还设置涉水传感器避免了风扇涉水。总之，本发明的集成散热方案是前所未有的，对于本领域来讲是具有实际应用价值的。
附图说明
14.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
15.图1为发动机集成散热模块冷却原理图；图2为发动机集成散热模块结构布局主视图；图3为发动机集成散热模块结构布局俯视图；图4为主散热模块风扇和液压油箱安装图；图5为主散热模块散热器和中冷器安装图；图6为主散热模块安装侧视图；图7为分动器散热模块安装主视图；图8为分动器散热模块安装俯视图。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。本领域的技术人员应该知道，
以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。
17.本发明的散热系统为100吨级沙漠运输车动力冷却，包括发动机集成散热模块和分动器散热模块两部分，其中，发动机集成散热模块包含了对发动机、变速器、缓速器、中冷器的散热。
18.（一）发动机集成散热模块本发明的散热系统为100吨级沙漠运输车动力冷却，发动机系统冷却原理如图1所示，结构布局如图2、3所示。发动机集成散热模块包括有主散热模块1和副散热模块2，分别服务于发动机大、小循环冷却系统，发动机水套3既连接在大循环冷却系统中，也连接在小循环冷却系统中。在大循环冷却系统中，主散热模块1和副散热模块2、发动机水套3串联，主散热模块1为发动机散热，同时为副散热模块2散热，变速器4（包括缓速器）油液管通过副散热模块2，副散热模块2也为变速器4散热。在小循环冷却系统中，副散热模块2和发动机水套3串联，副散热模块2为发动机散热，同时变速器4油液管通过副散热模块2，副散热模块2也为变速器4散热。在大、小循环冷却系统之间通过设置节温器5转换控制，当节温器在感应到温度低于某一预设值时开启小循环，温度高于预设值后启动大循环。
19.所以，考虑到空间布局的合理性，本发明采用集成式主散热模块1，可以同时为发动机、变速器、缓速器、中冷器、液压油散热，主散热模块1包括有：主散热器11、中冷器12、风扇13以及液压油箱14，如图4、5所示。主散热器11为前述的发动机大循环冷却系统提供散热，中冷器12为发动机增压器6提供循环冷却气体；风扇13是在主散热模块1温度达到一定高度时启动风冷为主散热器11和中冷器12散热降温；液压油箱14为液压系统油散热。主散热器11采用油水换热器，风扇13选用吸风式风扇。
20.本发明创新地将发动机、变速器、中冷器、液压油的冷却集中在一起，减少了散热元件数量；同时，为了满足这一集成化设计，使主散热模块1有足够的安装空间，本发明还创新地将主散热模块1布置在驾驶室与车厢之间的高位空档处，采用一安装架7安装，也节约了空间，此位置无迎面风，空气从驾驶室两侧引入，通过散热器，再通过车厢散发出去，通风好；另外，将主散热模块1布置在驾驶室与车厢之间的高位空档处，使冷却系统管路由车底改装到车上，高位安装避免了发动机涉水问题；还有，本发明通过将主散热器11和中冷器12集成在一起，可以去掉增压器6前端的散热风扇，也避免了风扇涉水问题。这些都是其他车辆所没有应用到的。
21.主散热器11、中冷器12、风扇13以及液压油箱14安装在安装架7中，主散热器11、中冷器12和风扇13集成为一个组合件，前后并排设置，最佳是中冷器放置在中间，这样既可以得到主散热器11的散热，也可以得到风扇13的散热，液压油箱14安装在一侧。本发明通过合理控制风扇13的启动时机和转速，智能控制系统的冷却，节省能耗。如图6所示，在风扇上安装控制器15，在主散热器上设置水温传感器，在中冷器上设置气温传感器，在液压油箱上设置油温传感器，控制器取水温传感器、气温传感器和油温传感器的值，进行加权计算，当任一传感器的温度超过预设值时，控制器就输出控制信号至风扇控制阀块，实现控制风扇随温度升高而相应开启和提高转速，避免散热模块过热，如果任一传感器的温度都没有超过预设值，则风扇怠速。
22.如图1所示，副散热模块2是在发动机温度没达到高温限定值时的低温散热，布置
在车体侧面或者车头侧面任何空隙位置处。副散热模块2包括有副散热器21，为油水换热器，是利用发动机水套的水和变速器的油互为冷却。车辆启动初期，发动机需要预热，此时是利用变速器的油温为发动机水套升温，当发动机水套温度升高进入大循环冷却后，水又为变速器的油降温。
23.所以发动机集成散热模块只用两个散热模块，主、副散热模块串联，节省了空间，且用件量减少，管路节减，散热量大幅提升，高位安装还解决了发动机涉水问题。
24.（二）分动器散热模块本发明为分动器设置辅助散热，如图7～8所示，采用前置式分动器散热模块，由油冷器8和电子风扇9组成，安装在车架侧面。分动器10的进油管、出油路和油冷器8串联，分动器10的进油出油经由油冷器8构成回路，油冷器8中含有冷却油；油冷器8的侧面设置有导风罩，电子风扇9安装在导风罩侧面；油冷器8上设温度传感器，电子风扇9由控制器控制，温度传感器向控制器传输感应信号，电子风扇9随油温升高而增大转速，从而实现散热功率的随时变化。调速控制策略是：控制器取传感器信号，当传感器的温度达到控制阈值时，控制器就输出pwm控制信号至电子风扇驱动器，实现控制风扇随温度升高而相应提高转速。
25.进一步地，由于分动器散热模块安装在车体侧面，位置比较低，有涉水危险，所以，也为风扇设置涉水控制策略。在分动器散热模块底部安装涉水传感器（也叫水位传感器），涉水传感器与控制器电连接，当涉水传感器检测到水位高度达到限定值时，控制器就向电子风扇输出比例为“零”的pwm控制信号，电子风扇急停，待风扇脱离水面后，控制器再输出正常的pwm控制信号至电子风扇驱动器，风扇恢复工作。在传感器出现故障信号无反馈时，此状态下控制器控制电子扇以最高转速运转；在风扇故障时，控制器上传故障信息给仪表，仪表显示风扇故障以示提醒。从优先级上讲，涉水控制为最高优先级，故障控制优先于调速控制，调速控制为最低优先级。
26.综上所述，本发明经过将动力系的散热模块化，不仅使得散热系统结构紧凑，还减少了很多繁冗部件和管路，还得到集中控制，并且还避免了涉水问题。