一種用于商用車中冷器的擋風裝置、控制方法及商用車與流程

本發明涉及商用車熱管理設備，具體涉及一種用于商用車中冷器的擋風裝置、控制方法及商用車。

背景技術：

1、為了提高發動機的性能，增壓發動機的應用已越來越普遍。在增壓發動機中，空氣經過增壓器增壓后溫度會大幅提高，采用中冷器對增壓后的空氣進行冷卻，高溫空氣經過中冷器冷卻后再進入發動機中參與燃燒。

2、相關技術中的風冷中冷器，為滿足冷卻效果，通常將冷卻能力最大化，但在溫度較低的環境下，如北方冬季時，中冷器冷卻能力過剩，導致中冷后進氣溫度過低，影響燃油霧化效果，帶來燃燒惡化、機油稀釋等問題，當進氣溫度低于0℃時，還會帶來節氣門、進氣歧管結冰的風險。

3、現有技術中，針對商用車中冷器在低溫環境下易發生結冰、影響進氣效率和散熱性能的問題，主要采用以下防護方案：第一種是表面涂覆疏水涂層，通過在中冷器表面噴涂一層特殊疏水涂料，利用涂層表面的微納米結構，大幅降低表面能，使水汽難以在表面凝結成冰；第二種是進風口加裝擋風板，在中冷器進風口處設置一個擋板，通過遮擋部分冷空氣，減少直接流經芯體表面的冷量，從而減緩溫度下降速率，如專利號為cn106150671a的中冷器和具有它的汽車，包括：中冷器本體，所述中冷器本體具有進口、出口和位于所述進口和出口之間的風冷散熱面；擋風件，所述擋風件設在所述中冷器本體的風冷散熱面的一側且可相對所述中冷器本體運動；驅動裝置，所述驅動裝置與所述擋風件傳動連接，所述驅動裝置驅動所述擋風件運動以改變所述擋風件遮擋所述風冷散熱面的面積；第三種是利用發動機冷卻液余熱加熱，在中冷器芯體內設置盤管或加熱板，引入發動機冷卻液通過其中，利用冷卻液帶走的部分發動機余熱，加熱芯體，抬升表面溫度。

4、但是，采用表面涂覆疏水涂層的方式雖然能延緩霜凍的形成，但在溫度極低、濕度飽和的惡劣環境下，結冰仍不可避免。且涂層長期處于高速冷氣流的沖刷和顆粒物的沖蝕下，部分涂層會逐漸老化、龜裂、脫落，導致防冰性能大幅下降。據測試，使用500h后，涂層的疏水性能指標下降30％以上，一旦形成冰衣，涂層反而會加劇冰層的附著，存在防冰效果有限，且涂層易老化脫落的問題；采用進風口加裝擋風板的方式雖然能減少芯體表面的冷量，但難以精確調整擋風板的角度，在面對復雜多變的實際工況時，防冰效果難以保證，存在難以精確調整遮擋面積，進而難以保證防冰效果的問題；采用發動機冷卻液余熱加熱的方式雖然一定程度上提高了表面溫度，但存在諸多問題，一方面，發動機在怠速、低負荷等工況時，冷卻液溫度較低，余熱不足，加熱效果有限；另一方面，冷卻液溫度波動大，熱量耦合控制困難，容易造成過冷或過熱，溫控精度差。此外，冷卻液管路和密封件復雜，長期工作在高溫、高壓、高速氣流沖刷的環境下，泄漏、堵塞等故障頻發，可靠性較低，存在控溫精度低，且可靠性差的問題。

技術實現思路

1、本技術提供一種用于商用車中冷器的擋風裝置、控制方法及商用車，可以解決現有技術中三種防護方案存在的控溫精度低、難以保證防冰效果和可靠性差的問題。

2、第一方面，本技術實施例提供了一種用于商用車中冷器的擋風裝置，其包括：

3、擋風機構，其包括導軌和多個擋風板，所述擋風板可滑動地設置在所述導軌中，并與所述導軌轉動連接；

4、直線驅動機構，其與所述擋風板連接，用于驅動所述擋風板在所述導軌中移動；

5、角度調節機構，其與所述擋風板連接，用于驅動所述擋風板偏轉，以調節擋風面積，并引導部分氣流；

6、控制單元，其與所述直線驅動機構和角度調節機構信號連接，所述控制單元用于根據環境參數、發動機工況參數和行車工況參數進行分析，控制所述直線驅動機構驅動所述擋風板遮擋中冷器，并驅動所述角度調節機構實時調節所述擋風板的偏轉角度。

7、結合第一方面，在一種實施方式中，多個所述擋風板依次連接，所述擋風板通過凸輪滾軸承與所述導軌配合滑動，所述直線驅動機構與最下側的擋風板連接，當最下側的擋風板移動設定距離后，帶動與其相鄰的擋風板移動。

8、結合第一方面，在一種實施方式中，相鄰擋風板之間通過第一柔性連接件連接，當最下側的擋風板移動所述第一柔性連接件的長度后，帶動與其相鄰的擋風板移動。

9、結合第一方面，在一種實施方式中，所述角度調節機構包括第一角度調節單元和第二角度調節單元，相鄰擋風板之間通過第二柔性連接件連接，最上側擋風板的凸輪滾軸承上設有所述第一角度調節單元，最下側擋風板的凸輪滾軸承上設有所述第二角度調節單元，所述第一角度調節單元用于驅動所有擋風板向上偏轉，所述第二角度調節單元用于驅動所有擋風板向下偏轉。

10、結合第一方面，在一種實施方式中，還包括加熱機構，所述加熱機構包括多個串聯的加熱片，所述加熱片用于分別布置在所述擋風板和中冷器芯體上，所述加熱機構與所述控制單元信號連接。

11、第二方面，本技術實施例還提供了一種用于商用車中冷器的控制方法，其利用上述的一種用于商用車中冷器的擋風裝置實施，包括以下步驟：

12、根據當前環境參數、發動機工況參數和行車工況參數，獲取防冰目標溫度，以及此目標溫度下擋風板的目標偏轉角度；

13、根據擋風板的目標偏轉角度，通過直線驅動機構驅動擋風板遮擋中冷器，并驅動角度調節機構調節擋風板的偏轉角度。

14、結合第二方面，在一種實施方式中，所述的根據當前環境參數、發動機工況參數和行車工況參數，獲取防冰目標溫度，以及此目標溫度下擋風板的目標偏轉角度前，還包括：

15、通過實際樣本構建以環境參數、發動機工況參數和行車工況參數為輸入參數，以中冷器溫度場、結霜量、散熱效率以及發動機燃效、排放為輸出參數的熱管理耦合分析模型；

16、通過對熱管理耦合分析模型離線訓練，以形成環境、工況和擋風板控制參數的映射關系庫。

17、結合第二方面，在一種實施方式中，所述的根據擋風板的目標偏轉角度，通過直線驅動機構驅動擋風板遮擋中冷器，并驅動角度調節機構調節擋風板的偏轉角度，還包括：

18、根據擋風板的實際偏轉角度和目標偏轉角度，得到調整偏差；

19、通過調整偏差計算擋風板偏轉的運動補償值；

20、根據運動補償值，以及擋風板的實際偏轉角度與目標偏轉角度的差值，確定擋風板偏轉的實際調整值；

21、根據實際調整值調節擋風板。

22、結合第二方面，在一種實施方式中，所述的根據當前環境參數、發動機工況參數和行車工況參數，獲取防冰目標溫度，以及此目標溫度下擋風板的目標偏轉角度前，還包括：控制單元通過當前環境參數判斷當前結冰風險程度，并根據當前結冰風險程度判斷是否驅動直線驅動機構和角度調節機構調節擋風板。

23、第三方面，本技術實施例還提供了一種商用車，其包括上述的一種用于商用車中冷器的擋風裝置。

24、本技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果包括：

25、在使用該用于商用車中冷器的擋風裝置時，將導軌與商用車連接，擋風板可滑動地設置在導軌中，并與導軌轉動連接，直線驅動機構與擋風板連接，用于驅動擋風板在導軌中移動，角度調節機構與擋風板連接，用于驅動擋風板偏轉，以調節擋風面積，并引導部分氣流，控制單元與直線驅動機構和角度調節機構信號連接，控制單元用于根據環境參數、發動機工況參數和行車工況參數進行分析，控制直線驅動機構驅動擋風板遮擋中冷器，并驅動角度調節機構實時調節擋風板的偏轉角度。先根據當前環境參數、發動機工況參數和行車工況參數，獲取防冰目標溫度，以及此目標溫度下擋風板的目標偏轉角度；根據擋風板的目標偏轉角度，通過直線驅動機構驅動擋風板遮擋中冷器，并驅動角度調節機構調節擋風板的偏轉角度，由于先通過多個擋風板實現對中冷器迎風面100％遮擋，再通過轉動擋風板實現對中冷器迎風面1-100％遮擋面積調節，均勻性更高，更方便精確調節，進而保證防冰效果，解決了現有技術中三種防護方案存在的控溫精度低、難以保證防冰效果和可靠性差的問題。