技术领域
[0001] 本公开涉及发动机涡轮增压技术领域，尤其涉及一种涡轮增压器冷却系统及其冷却方法。
相关背景技术
[0002] 随着汽车工业的快速发展，发动机的性能要求越来越高，涡轮增压技术已成为提高发动机性能的重要手段。然而，涡轮增压器在高温环境下的运行问题是影响发动机性能和寿命的关键因素之一。涡轮增压器作为发动机的核心部件之一，其散热性能直接影响涡轮增压器的效率和寿命。
[0003] 传统的涡轮增压器冷却方法主要依赖于根据发动机的转速、进气压力、流量等参数对电子水泵进行开启或关闭的简单操作，对于涡轮增压器的温度调节不够智能，无法使得涡轮增压器能够处在较优性能状态，从而无法保证涡轮增压器的可靠性。
具体实施方式
[0024] 为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0026] 图1是本公开实施例提供的一种涡轮增压器冷却系统的结构示意图，参考图1，本实施例提供一种涡轮增压器冷却系统，包括：
[0027] 水冷循环回路，水冷循环回路上设置有涡轮机10、散热器20和电子水泵30，涡轮机10包括双层壳体，双层壳体内具有阻隔开并行设置的气体流道11和冷却液流道12；
[0028] 控制器40，控制器40与电子水泵30电连接，控制器40用于根据发动机的废气流量调节电子水泵30的转速。
[0029] 具体的，参与燃烧的空气由空气滤清器流经压气机50，再从压气机50流经中冷器，进而流至发动机各气缸，燃烧后的废气由发动机各气缸流至增压器的涡轮机10，再从涡轮机10排出。关于空气滤清器、压气机50、中冷器以及发动机各气缸的气体流动路径为现有技术，此处不再对相关的其他技术进行赘述。
[0030] 本公开实施例提供的涡轮增压器冷却系统中，涡轮机10包括双层壳体，双层壳体内具有阻隔开并行设置的气体流道11和冷却液流道12，水冷循环回路中冷却液可由电子水泵30流向涡轮机10的冷却液流道12，然后再由涡轮机10的冷却液流道12流向散热器20，涡轮机10中冷却液流道12的设置可对涡轮机10起到冷却的作用，确保其在高温、高负荷的工作环境下能够持续、可靠地运行。
[0031] 电子水泵30与控制器40电连接，控制器40用于根据发动机的废气流量调节电子水泵30的转速。其中，该控制器40例如可以是电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)。控制器40可基于发动机的废气流量调节电子水泵30的转速，从而可基于涡轮机10的工作负荷调节电子水泵30的转速，从而调节冷却液流道12的冷却液流量，可精准控制冷却液流量，从而实现对涡轮机10温度的精准控制，使得涡轮机10的冷却效率处于较优状态，避免涡轮机10温度过高导致涡轮增压器性能下降和使用寿命缩短的问题，同时，避免涡轮机10温度过低影响涡轮增压器效率。从而使得涡轮增压器可适应于不同工作电荷和环境温度的变化，具有较好的适应性。
[0032] 可选的，控制器40记录发动机的废气流量和与其对应的冷却液流道12内的安全流量形成对应表，其中，在冷却液流道12内的流量为安全流量时，气体流道11的温度小于安全阈值。即控制器40根据实验记录发动机的废气流量为各不同值时分别与其对应的冷却液流道12内的安全流量形成对应表，对应表中记录有发动机的废气流量为各不同值时分别与其对应的冷却液流道12内的安全流量。
[0033] 需要说明的是，冷却液流道12内的安全流量可根据涡轮机10的材料等因素进行针对性的设置，本公开对比不做具体限定。
[0034] 控制器40基于对应表根据发动机的废气流量调节电子水泵30的转速。即控制器40基于对应表根据发动机的废气流量可得到与其对应的冷却液流道12内的安全流量，根据冷却液流道12内的安全流量调节电子水泵30的转速，使得冷却液流道12内的流量为安全流量，使得气体流道11的温度小于安全阈值，可精准控制冷却液流量，从而实现对涡轮机10温度的精准控制，使得涡轮机10的冷却效率处于较优状态，避免涡轮机10温度过高导致的涡轮增压器性能下降和使用寿命缩短的问题，同时，避免涡轮机10温度过低影响涡轮增压器效率。从而使得涡轮增压器可适应于不同工作电荷和环境温度的变化，具有较好的适应性。
[0035] 继续参考图1，在一些可选实施例中，涡轮增压器冷却系统还包括压气机50，压气机50的进气口管路设置有空气流量计51，压气机50的出气口管路设置有温度压力传感器52；
[0036] 控制器40与空气流量计51和温度压力传感器52电连接，控制器40用于根据空气流量计51反馈的流量和温度压力传感器52反馈的压力计算发动机的废气流量。
[0037] 压气机50与电子执行器80连接，电子执行器80与控制器40电连接，控制器40根据发动机扭矩需求调整电子执行器80位置，压气机50的进气口管路设置有空气流量计51，空气流量计51可测量进入压气机50的气体的流量，压气机50的出气口管路设置有温度压力传感器52，温度压力传感器52可检测加压后的气体的温度和压力，控制器40可根据空气流量计51反馈的流量和温度压力传感器52反馈的压力计算发动机的废气流量。
[0038] 继续参考图1，在一些可选实施例中，涡轮增压器冷却系统还包括温度传感器60，温度传感器60用于检测涡轮机10中气体流道11的温度；
[0039] 控制器40与温度传感器60电连接，控制器40还用于根据温度传感器60反馈的温度调节电子水泵30的转速。
[0040] 涡轮增压器冷却系统还包括温度传感器60，温度传感器60用于实时检测涡轮机10中气体流道11的温度。控制器40与温度传感器60电连接，可基于温度传感器60检测出涡轮机10中气体流道11的温度进一步调节电子水泵30的转速。在温度传感器60检测出涡轮机10中气体流道11的温度高于安全阈值时，可进一步增大电子水泵30的转速，在温度传感器60检测出涡轮机10中气体流道11的温度较低时，可进一步减小电子水泵30的转速。从而可进一步精准控制冷却液流量，从而实现对涡轮机10温度的精准控制，使得涡轮机10的冷却效率处于较优状态，避免涡轮机10温度过高导致的涡轮增压器性能下降和使用寿命缩短的问题，同时，避免涡轮机10温度过低影响涡轮增压器效率。
[0041] 同时，温度传感器60可实时检测涡轮机10中气体流道11的温度，在温度较高或较低时可及时发出警报，提醒驾驶员或维修人员及时处理，避免涡轮增压器的性能下降和损坏。
[0042] 继续参考图1，在一些可选实施例中，水冷循环回路上还设置有可控流量阀70，可控流量阀70位于电子水泵30和涡轮机10之间；
[0043] 控制器40与可控流量阀70电连接，控制器40还用于根据发动机的废气流量和温度传感器60反馈的温度调节可控流量阀70的开度。可选的，控制器40可通过调节控制信号的占空比控制可控流量阀70的开度。
[0044] 水冷循环回路上还设置有可控流量阀70，可控流量阀70位于电子水泵30和涡轮机10之间，即水冷循环回路中冷却液可由电子水泵30流向可控流量阀70，再由可控流量阀70流向涡轮机10的冷却液流道12，然后再由涡轮机10的冷却液流道12流向散热器20。控制器
40与可控流量阀70电连接，控制器40还用于根据发动机的废气流量和温度传感器60反馈的温度调节可控流量阀70的开度，从而调节冷却液流道12的冷却液流量，即可同时通过电子水泵30的转速和可控流量阀70的开度调节冷却液流量，可进一步提高对冷却液流量的控制精度，从而实现对涡轮机10温度的精准控制，使得涡轮机10的冷却效率处于较优状态，避免涡轮机10温度过高导致的涡轮增压器性能下降和使用寿命缩短的问题，同时，避免涡轮机
10温度过低影响涡轮增压器效率。
[0045] 图2是本公开提供的一种涡轮增压器冷却方法的流程示意图，本公开提供的涡轮增压器冷却方法应用于本公开实施例提供的任一涡轮增压器冷却系统，在此不再一一赘述。如图2所示，冷却方法包括如下步骤：
[0046] 步骤S110、根据发动机的废气流量调节电子水泵的转速。
[0047] 具体的，结合图1和图2，控制器40可基于发动机的废气流量调节电子水泵30的转速，从而可基于涡轮机10的工作负荷调节电子水泵30的转速，从而调节冷却液流道12的冷却液流量，可精准控制冷却液流量，从而实现对涡轮机10温度的精准控制，使得涡轮机10的冷却效率处于较优状态，避免涡轮机10温度过高导致的涡轮增压器性能下降和使用寿命缩短的问题，同时，避免涡轮机10温度过低影响涡轮增压器效率。从而使得涡轮增压器可适应于不同工作电荷和环境温度的变化，具有较好的适应性。
[0048] 图3是本公开提供的另一种涡轮增压器冷却方法的流程示意图，参考图3，在一些可选实施例中，涡轮增压器冷却方法还包括：
[0049] 步骤S100、记录发动机的废气流量和与其对应的冷却液流道内的安全流量形成对应表，其中，在冷却液流道内的流量为安全流量时，气体流道的温度小于安全阈值。
[0050] 步骤S111、基于对应表根据发动机的废气流量调节电子水泵的转速。
[0051] 具体的，结合图1和图3，控制器40记录发动机的废气流量和与其对应的冷却液流道12内的安全流量形成对应表，其中，在冷却液流道12内的流量为安全流量时，气体流道11的温度小于安全阈值。即控制器40根据实验记录发动机的废气流量为各不同值时分别与其对应的冷却液流道12内的安全流量形成对应表，对应表中记录有发动机的废气流量为各不同值时分别与其对应的冷却液流道12内的安全流量。
[0052] 控制器40基于对应表根据发动机的废气流量调节电子水泵30的转速。即控制器40基于对应表根据发动机的废气流量可得到与其对应的冷却液流道12内的安全流量，根据冷却液流道12内的安全流量调节电子水泵30的转速，使得冷却液流道12内的流量为安全流量，使得气体流道11的温度小于安全阈值，可精准控制冷却液流量，从而实现对涡轮机10温度的精准控制，使得涡轮机10的冷却效率处于较优状态，避免涡轮机10温度过高导致的涡轮增压器性能下降和使用寿命缩短的问题，同时，避免涡轮机10温度过低影响涡轮增压器效率。从而使得涡轮增压器可适应于不同工作电荷和环境温度的变化，具有较好的适应性。
[0053] 继续参考图1，在一些可选实施例中，涡轮增压器冷却系统还包括压气机50，压气机50的进气口管路设置有空气流量计51，压气机50的出气口管路设置有温度压力传感器52；控制器40与空气流量计51和温度压力传感器52电连接。
[0054] 图4是本公开提供的又一种涡轮增压器冷却方法的流程示意图，参考图4，涡轮增压器冷却方法还包括：
[0055] 步骤S120、根据空气流量计反馈的流量和温度压力传感器反馈的压力计算发动机的废气流量。
[0056] 具体的，结合图1和图4，压气机50与电子执行器80连接，电子执行器80与控制器40电连接，控制器40根据发动机扭矩需求调整电子执行器80位置，压气机50的进气口管路设置有空气流量计51，空气流量计51可测量进入压气机50的气体的流量，压气机50的出气口管路设置有温度压力传感器52，温度压力传感器52可检测加压后的气体的温度和压力，控制器40可根据空气流量计51反馈的流量和温度压力传感器52反馈的压力计算发动机的废气流量。从而后续控制器40可基于发动机的废气流量调节电子水泵30的转速。
[0057] 继续参考图1，在一些可选实施例中，涡轮增压器冷却系统还包括温度传感器60，控制器40与温度传感器60电连接。
[0058] 参考图4，涡轮增压器冷却方法还包括：
[0059] 步骤S130、根据温度传感器反馈的温度调节电子水泵的转速，其中，温度传感器反馈的温度为涡轮机中气体流道的温度。
[0060] 具体的，涡轮增压器冷却系统还包括温度传感器60，温度传感器60用于实时检测涡轮机10中气体流道11的温度。控制器40与温度传感器60电连接，可基于温度传感器60检测出涡轮机10中气体流道11的温度进一步调节电子水泵30的转速。在温度传感器60检测出涡轮机10中气体流道11的温度高于安全阈值时，可进一步增大电子水泵30的转速，在温度传感器60检测出涡轮机10中气体流道11的温度较低时，可进一步减小电子水泵30的转速。从而可进一步精准控制冷却液流量，从而实现对涡轮机10温度的精准控制，使得涡轮机10的冷却效率处于较优状态，避免涡轮机10温度过高导致的涡轮增压器性能下降和使用寿命缩短的问题，同时，避免涡轮机10温度过低影响涡轮增压器效率。
[0061] 继续参考图1，在一些可选实施例中，水冷循环回路上还设置有可控流量阀70，可控流量阀70位于电子水泵30和涡轮机10之间；控制器40与可控流量阀70电连接；
[0062] 参考图4，涡轮增压器冷却方法还包括：
[0063] 步骤S140、根据发动机的废气流量和温度传感器反馈的温度调节可控流量阀的开度。
[0064] 具体的，水冷循环回路上还设置有可控流量阀70，可控流量阀70位于电子水泵30和涡轮机10之间，即水冷循环回路中冷却液可由电子水泵30流向可控流量阀70，再由可控流量阀70流向涡轮机10的冷却液流道12，然后再由涡轮机10的冷却液流道12流向散热器20。控制器40与可控流量阀70电连接，控制器40还用于根据发动机的废气流量和温度传感器60反馈的温度调节可控流量阀70的开度，从而调节可控流量阀70的冷却液流量，即可同时通过电子水泵30的转速和可控流量阀70的开度调节冷却液流量，可进一步提高对冷却液流量的控制精度，从而实现对涡轮机10温度的精准控制，使得涡轮机10的冷却效率处于较优状态，避免涡轮机10温度过高导致的涡轮增压器性能下降和使用寿命缩短的问题，同时，避免涡轮机10温度过低影响涡轮增压器效率。
[0065] 图5是本公开提供的又一种涡轮增压器冷却方法的流程示意图，参考图5，在一些可选实施例中，涡轮增压器冷却方法还包括：
[0066] 步骤S150、对比温度传感器反馈的温度和第一阈值；
[0067] 步骤S160、在温度传感器反馈的温度大于第一阈值时，调节电子水泵的转速和可控流量阀的开度均为最大值；
[0068] 步骤S170、第一时间段后，在温度传感器反馈的温度大于第一阈值时，切断发动机喷油并报警。
[0069] 具体的，结合图1和图5，温度传感器60可实时检测涡轮机10中气体流道11的温度，对比温度传感器60反馈的温度和第一阈值，在温度传感器60反馈的温度大于第一阈值时，即检测到涡轮机10中气体流道11的温度过高，为预防发动机受到损坏或影响性能，控制器40会触发保护策略，调节电子水泵30的转速和可控流量阀70的开度均为最大值，最大限度冷却涡轮机10中气体流道11的温度。第一时间段后，在温度传感器60反馈的温度仍然大于第一阈值时，切断发动机喷油停止燃烧以确保涡轮增压器及发动机的安全运行，并进行报警，提醒驾驶员或维修人员及时处理，避免涡轮增压器的性能下降和损坏。即具有预警和故障诊断功能，能够及时发现并处理潜在故障，提高运行的安全性。
[0070] 需要说明的是，第一阈值可根据涡轮机10的材料等因素进行针对性的设置，本公开对比不做具体限定。第一时间段的具体时间可根据生产需求进行设置，本公开在此不再进行赘述。
[0071] 以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
[0072] 此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
[0073] 尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
[0074] 以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
