УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ВЕНТИЛЯТОРА ОХЛАДИТЕЛЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА, ПОСТУПАЮЩЕГО В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F02B29/04 F04D25/04 F01P7/04 

Настоящее изобретение относится к устройству и способу управления приводом вентилятора охладителя наддувочного воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания (ДВС), при этом такой охладитель наддувочного воздуха используется прежде всего для охлаждения воздушного заряда, а подобное устройство имеет регулирующее устройство для управления приводом вентилятора.

Подобное устройство для регулирования температуры наддувочного воздуха, поступающего в ДВС, описано в EP 1953362 A2. Такое устройство имеет охладитель наддувочного воздуха, используемый прежде всего на рельсовых транспортных средствах, оборудованных дизельным двигателем с наддувом. Охладителем наддувочного воздуха охлаждается сжатый компрессором или турбокомпрессором впускаемый воздух перед его поступлением в цилиндры дизельного двигателя, благодаря чему удается повысить коэффициент наполнения его цилиндров. Охладитель наддувочного воздуха имеет вход для наддувочного воздуха, выход для наддувочного воздуха и предусмотренную между входом и выходом для наддувочного воздуха систему труб, по которым внутри них проходит наддувочный воздух. Снаружи систему труб при этом обтекает воздушный поток, которому наддувочный воздух отдает через стенки труб свое тепло. Воздушный поток создается осевым вентилятором, который имеет ротор, приводимый во вращение гидродвигателем. Работой гидродвигателя при этом управляет регулирующее устройство. Входными величинами, поступающими в регулирующее устройство, являются данные о температуре наддувочного воздуха, которую он имеет на входе и на выходе охладителя наддувочного воздуха и которая при этом измеряется датчиками. В зависимости от поступивших в регулирующее устройство значений температуры наддувочного воздуха можно управлять частотой вращения ротора осевого вентилятора, соответственно частотой вращения вала гидродвигателя. Недостаток подобного устройства состоит при этом в его крайне высокой стоимости из-за необходимости предусматривать в нем множество датчиков. Помимо этого качество регулирования является сравнительно низким, вследствие чего осевой вентилятор обычно охлаждает наддувочный воздух интенсивнее, чем это необходимо, что приводит к высокому расходу энергии, высокому шумообразованию при работе устройства и его высокому износу.

Исходя из вышеизложенного, в основу изобретения была положена задача разработать устройство управления приводом вентилятора охладителя наддувочного воздуха, которое имело бы малую стоимость, было бы сравнительно малошумным при работе, потребляло бы малое количество энергии и обладало бы малым износом. Задача изобретения состояла, кроме того, в разработке способа управления приводом вентилятора охладителя наддувочного воздуха, каковой способ обеспечивал бы экономичную и сравнительно малошумную работу привода вентилятора при малом потреблении им энергии и малом его износе.

Первая из указанных задач решается с помощью устройства, отличительные признаки которого представлены в п. 1 формулы изобретения, а вторая из указанных задач решается с помощью способа, заявленного в п. 11 формулы изобретения.

Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно изобретению предлагаемое в нем устройство управления приводом вентилятора охладителя наддувочного воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания (ДВС), например, в бензиновый или дизельный двигатель, имеет регулирующее устройство для управления приводом вентилятора. Вентилятор служит преимущественно для охлаждения сжатого наддувочного воздуха, соответственно воздушного заряда, поступающего в камеры сгорания в ДВС, с целью повысить коэффициент их наполнения. Регулирующее устройство преимущественно выполнено с возможностью упреждающего регулирования привода вентилятора в зависимости от параметров ДВС.

Преимущество подобного решения состоит в возможности управления охлаждением наддувочного воздуха путем регулирования привода вентилятора в зависимости от режима работы ДВС, благодаря чему, например, при увеличении частоты вращения вала ДВС такое увеличение частоты вращения его вала непосредственно приводит, например, к изменению частоты вращения привода вентилятора в результате упреждающего регулирования со стороны регулирующего устройства, поскольку наддувочный воздух при повышении мощности ДВС нагревается интенсивнее. В отличие от этого в уровне техники (см., например, EP 1953362 A2) изменение режима работы ДВС определяют путем измерения температуры наддувочного воздуха на входе и на выходе охладителя наддувочного воздуха и работу привода вентилятора согласуют с новым режимом работы ДВС лишь в ходе таких измерений или после них. Предлагаемое же в изобретении устройство позволяет, таким образом, согласовывать частоту вращения привода вентилятора уже заблаговременно или одновременно с изменением температуры наддувочного воздуха, происходящим в связи с изменением режима работы ДВС, в соответствии с чем, привод вентилятора оказывается с упреждением отрегулирован на новые условия работы. Обычно параметры ДВС регистрируются блоком управления двигателем, и поэтому для упреждающего регулирования привода вентилятора не требуются никакие дополнительные датчики в отличие от рассмотренного в начале описания уровня техники, согласно которому для управления охладителем наддувочного воздуха используются по меньшей мере два датчика, чем обусловлена высокая стоимость всего устройства. Тем самым упреждающее регулирование привода вентилятора с помощью предлагаемого в изобретении устройства позволяет непосредственно реагировать на изменение режима работы ДВС, благодаря чему повышается качество регулирования привода вентилятора, что в свою очередь приводит к уменьшению количества энергии, потребляемой охладителем наддувочного воздуха, снижению шумообразования при его работе и к уменьшению его износа.

Дополнительно к этому или альтернативно этому регулирующее устройство может управлять приводом вентилятора в зависимости от окружающей температуры. При большей окружающей температуре наддувочный воздух с учетом законодательно установленных норм на токсичность выбросов обычно также может иметь повышенную температуру, поскольку при этом допустимы повышенные выбросы системы выпуска, которой оснащен ДВС. По причине меньшей потребности в охлаждении наддувочный воздух может в меньшей степени охлаждаться вентилятором, что приводит к уменьшению количества потребляемой охладителем наддувочного воздуха энергии, снижению шумообразования при его работе и к уменьшению его износа.

Помимо этого дополнительно к описанным выше вариантам или альтернативно им регулирующее устройство может осуществлять упреждающее регулирование привода вентилятора в зависимости от плотности окружающего воздуха. С увеличением плотности окружающего воздуха возрастает охлаждающая способность охладителя наддувочного воздуха, поскольку воздушный поток, которым охлаждается наддувочный воздух, способен поглощать большее количество тепла. По этой причине при высокой плотности окружающего воздуха можно снижать охлаждающую способность охладителя наддувочного воздуха, что приводит к уменьшению количества потребляемой охладителем наддувочного воздуха энергии, снижению шумообразования при его работе и к уменьшению его износа.

Предпочтителен далее вариант, в котором регулирующее устройство управляет приводом вентилятора дополнительно в зависимости от температуры наддувочного воздуха, прежде всего от его температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха. Благодаря этому удается дополнительно повысить качество регулирования привода вентилятора, соответственно качество регулирования охладителя наддувочного воздуха и обеспечить тем самым его оптимальную работу.

Под параметрами ДВС подразумеваются, прежде всего, данные о его фактической нагрузке или поступающие в реальном масштабе времени данные о его нагрузке, которые могут представлять собой, например, данные о частоте вращения, и/или данные о требуемой нагрузке, и/или данные о давлении наддува. Требуемую нагрузку можно определять, например, по положению педали акселератора.

Плотность окружающего воздуха можно экономичным и простым путем определять на основании окружающей температуры и давления окружающего воздуха.

Для изменения охлаждающей способности вентилятора регулирующее устройство просто управляет частотой вращения привода вентилятора, с увеличением которой при этом соответственно возрастает его охлаждающая способность.

Для регистрации параметров двигателя можно использовать существующую его инфраструктуру, в которой параметры двигателя, например, считываются с линий шины, прежде всего CAN-шины, блока управления двигателем. В предпочтительном варианте в регулирующем устройстве используется тот же сетевой протокол, что и в блоке управления двигателем, при этом речь может идти о сетевом протоколе SAE J1939.

Под приводом вентилятора в предпочтительном варианте подразумевается регулируемый гидронасос, который предназначен для приведения в действие гидродвигателя, приводящего в действие вентилятор, и который выполнен, прежде всего, с регулируемой объемной подачей и с возможностью его приведения в действие двигателем внутреннего сгорания. В этом случае гидронасосом управляет регулирующее устройство. Преимущество подобного привода вентилятора состоит в том, что для его размещения требуется крайне малое по сравнению, например, с электроприводом монтажное пространство, благодаря чему его можно компактно размещать под крышей рельсового транспортного средства.

Во избежание высоких ускорений при изменении частоты вращения привода вентилятора она изменяется регулирующим устройством в соответствии со ступенчатой пилообразной функцией.

Предлагаемый в изобретении способ, осуществляемый предлагаемым в изобретении устройством, заключается в том, что на основании параметров двигателя, которые считываются, прежде всего, регулирующим устройством, определяют потребность в охлаждении и охлаждающую способность вентилятора изменяют путем регулирования его привода, прежде всего регулирующим устройством, в зависимости от параметров двигателя.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию схематичные чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - гидросхема охладителя наддувочного воздуха и

на фиг. 2 - функциональная схема предлагаемого в изобретении устройства, выполненного по одному из вариантов.

На фиг. 1 показана упрощенная гидросхема двух приводимых в действие гидроприводом охладителей 2 и 4 наддувочного воздуха, каждым из которых управляет устройство с регулирующим устройством 6, соответственно 8. Подобные охладители 2 и 4 наддувочного воздуха используются на рельсовом, в частности железнодорожном транспорте для охлаждения наддувочного воздуха, поступающего в ДВС.

Охладитель 2 наддувочного воздуха имеет гидронасос 10, которым приводится в действие гидродвигатель 12. Гидронасос 10 имеет приводной вал 14, с которым для приведения в действие гидронасоса 10 может через муфту 16 соединяться ДВС 15, прежде всего дизельный двигатель. Гидронасос 10 имеет далее входное присоединение А, к которому подсоединена всасывающая гидролиния 18. Эта всасывающая гидролиния в свою очередь подсоединена к служащему для подачи рабочей жидкости выходному присоединению S блока 20 управления (гидропанели). Помимо этого гидронасос 10 имеет напорное присоединение Р, к которому подсоединена напорная гидролиния 22, соединенная с гидродвигателем 12. Напорная гидролиния 22 соединена при этом с напорным присоединением Р гидродвигателя 12. Гидродвигатель 12 наряду с напорным присоединением Р имеет сливное присоединение В, соединенное со сливной гидролинией 24, которая в свою очередь подсоединена ко входному сливному присоединению В блока 20 управления. Кроме того, гидронасос 10 соединен со служащей для отвода просачивающейся рабочей жидкости дренажной гидролинией 26, а гидродвигатель 12 - со служащей для отвода просачивающейся рабочей жидкости дренажной гидролинией 28, каждая из которых подсоединена к своему входному дренажному присоединению L1, соответственно L2 блока 20 управления. В дренажной гидролинии 28, ведущей от гидродвигателя 12, предусмотрен открывающийся в направлении потока от гидродвигателя 12 обратный клапан 30. В сливной гидролинии 24 последовательно установлены первый и второй фильтры 32 и 34 для очистки рабочей жидкости, параллельно каждому из которых при этом установлен открывающийся в направлении потока от гидродвигателя 12 обратный клапан 36, соответственно 38, который обеспечивает перепуск рабочей жидкости в обход фильтра 32, соответственно 34 в случае его засорения.

Правый на фиг.1 гидравлический контур охладителя 4 наддувочного воздуха в основном соответствует описанному выше гидравлическому контуру. Предусмотренный в этом гидравлическом контуре гидронасос 40 при этом также приводится в действие двигателем 42 внутреннего сгорания и соединен всасывающей гидролинией 44 с блоком 20 управления, а напорной гидролинией 46 - с гидродвигателем 48. Последний соединен с блоком 20 управления сливной гидролинией 50, которая соединена со сливной гидролинией 24 первого гидравлического контура в точке между обоими предусмотренными в ней фильтрами 32 и 34. В сливной гидролинии 50 также предусмотрен фильтр 52 для очистки рабочей жидкости, параллельно которому включен обратный клапан 54. От гидронасоса 40 отходит служащая для отвода просачивающейся рабочей жидкости дренажная гидролиния 56, соединенная с блоком 20 управления, а от гидродвигателя 48 отходит служащая для отвода просачивающейся рабочей жидкости дренажная гидролиния 58, которая соединена с ведущей от гидродвигателя 12 дренажной гидролинией 28 в точке, расположенной по ходу потока после обратного клапана 30, и в которой при этом также предусмотрен обратный клапан 60.

Гидродвигатель 12 имеет выходной вал 62, соединяемый через муфту 64 с приводным валом ротора (крыльчатки) 68. Ротором 68 создается воздушный поток для охлаждения наддувочного воздуха, поступающего в ДВС 15.

Охладители 2 и 4 наддувочного воздуха имеют по в основном одинаковому гидравлическому контуру, которые используются для охлаждения потока наддувочного воздуха или каждый из которых используется для охлаждения своего потока наддувочного воздуха. Регулирующим устройством 6, соответственно 8 можно снабжать только один из охладителей 2 или 4 наддувочного воздуха. Помимо этого можно предусматривать множество подобных гидравлических контуров.

Ниже изобретение в целях упрощения поясняется на примере левого на фиг.1 охладителя 2 наддувочного воздуха. Такой охладитель предназначен для охлаждения наддувочного воздуха, сжатого компрессором или турбокомпрессором ДВС 15 для возможности повышения коэффициента наполнения его цилиндров. Частота вращения ротора 68 зависит при этом от частоты вращения выходного вала гидродвигателя 12, которым ротор приводится во вращение, а эта частота вращения в свою очередь зависит от производительности гидронасоса 10. Для охлаждения наддувочного воздуха используют обычную систему. Речь при этом может идти, например, о теплообменнике, через который внутри пропускается наддувочный воздух и который снаружи обтекает создаваемый ротором 68 воздушный поток, соответственно поток охлаждающего воздуха. Поток охлаждающего воздуха в этом случае через теплообменник поглощает тепло наддувочного воздуха. Чем выше частота вращения ротора 68, тем выше скорость потока охлаждающего воздуха, а тем самым и охлаждающая способность охладителя 2 наддувочного воздуха.

Гидронасос 10 выполнен регулируемым, благодаря чему возможно регулирование объемного расхода подаваемой им рабочей жидкости. Гидронасос 10 представляет собой, например, регулируемый аксиально-поршневой насос с наклонным диском. Для приведения в действие гидродвигателя 12 гидронасос 10 нагнетает к нему рабочую жидкость от выходного присоединения S соединенного с ее источником блока 20 управления по всасывающей гидролинии 18 и далее по напорной гидролинии 22. После гидродвигателя рабочая жидкость по сливной гидролинии 24 попадает ко входному сливному присоединению В блока 20 управления, соединенному со стоком рабочей жидкости. Объемный расход рабочей жидкости, с которым ее должен нагнетать гидронасос 10, настраивается регулирующим устройством 6 и регулируется при этом в зависимости от определенных, поступающих в него входных величин. Сказанное более подробно поясняется ниже со ссылкой на фиг.2.

На фиг.2 упрощенно в виде функциональной схемы показано устройство для управления приводом 2 вентилятора с помощью регулирующего устройства 6. При этом необходимо отметить, что приведенная на фиг.2 схема служит для пояснения принципа работы регулирующего устройства 6. В такое регулирующее устройство 6 поступает несколько входных величин 70-80, которые на фиг.2 условно обозначены стрелками. Входная величина 70 представляет собой требуемую нагрузку двигателя, данные о которой могут считываться с не показанных на чертеже линий CAN-шины ДВС 15, показанного на фиг.1. CAN-шина при этом обычным образом соединена с блоком управления двигателем 15 внутреннего сгорания и является частью его инфраструктуры. Требуемая нагрузка двигателя может определяться, например, по положению педали акселератора или ручки тяги ручного управления акселератором ДВС 15, для чего информация о таком положении, соответственно измерительный сигнал передается по линиям CAN-шины в блок управления двигателем.

Помимо этого с CAN-шины считывается информация о частоте вращения вала ДВС 15 в качестве входной величины 72 и передается в регулирующее устройство 6.

Входная величина 74 представляет собой величину, через которую обобщенно обозначены другие параметры, информация о которых может считываться с CAN-шины и на основании которых регулирующим устройством 6 может определяться потребность в охлаждении. Тем самым на основании модели двигателя по входным величинам 70-74 определяется потребность в охлаждении наддувочного воздуха, что условно обозначено на фиг.2 блоком 82.

Входная величина 76 представляет собой температуру наддувочного воздуха после его охлаждения охладителем 2. Информация о температуре 76 наддувочного воздуха также поступает по линиям CAN-шины в регулирующее устройство 6. На основании температуры 76 наддувочного воздуха регулирующее устройство 6 дополнительно определяет потребность в охлаждении наддувочного воздуха, что условно обозначено на чертеже блоком 84, на который направлена стрелка, символизирующая температуру 76 наддувочного воздуха. В блоке 84 упрощенно представлена функция, по которой на основании температуры наддувочного воздуха вычисляется потребность в его охлаждении. Температура наддувочного воздуха при этом отложена по оси абсцисс в виде сокращенного обозначения "Темп.", а потребность в охлаждении отложена по оси ординат в виде сокращенного обозначения "ПО" в %. Форма кривой, в виде которой на чертеже представлена рассматриваемая функция, свидетельствует о том, что начиная с определенной температуры наддувочного воздуха потребность в его охлаждении возрастает линейно вплоть до достижения 100%.

Оба значения, характеризующие потребность в охлаждении и определенные в блоке 82 и блоке 84, затем сравниваются между собой регулирующим устройством 6, что условно обозначено расположенным справа на фиг.2 от блоков 82 и 84 блоком 86, в который в качестве входных данных поступают оба значения, характеризующие потребность в охлаждении. На основании большего значения, характеризующего потребность в охлаждении, затем осуществляется управление приводом вентилятора в виде гидронасоса 10 и гидродвигателя 12 (см. фиг.1). Применительно к показанному на фиг.1 приводу вентилятора повышенная потребность в охлаждении означает изменение производительности гидронасоса 10 в сторону увеличения объемного расхода подаваемой им рабочей среды, в результате чего возрастает частота вращения вала гидродвигателя 12, а тем самым и частота вращения ротора 68.

Правым на фиг.2 блоком 90 условно обозначена выходная величина, которая выдается показанным на фиг.1 регулирующим устройством 6 и на основании которой осуществляется управление объемным расходом подаваемой гидронасосом 10 рабочей жидкости.

Изменение потребности в охлаждении приводит, таким образом, к изменению частоты вращения ротора охладителя 2 наддувочного воздуха, которая при этом изменяется в соответствии со ступенчатой пилообразной функцией, которая схематично представлена в блоке 88, входной величиной для которого является максимальное значение, характеризующее потребность в охлаждении и определяемое в блоке 86. По оси абсцисс графика ступенчатой пилообразной функции отложена потребность в охлаждении ПО в %, а по оси ординат отложено время, в течение которого возрастает потребность в охлаждении. При повышенной потребности в охлаждении объемный расход подаваемой гидронасосом 10 рабочей жидкости линейно изменяется в сторону увеличения. При уменьшении же потребности в охлаждении объемный расход подаваемой гидронасосом 10 рабочей жидкости вновь линейно снижается.

Существует далее возможность определять среднюю потребность в охлаждении только на основании входных величин 70, 72 и/или 74, не сравнивая потребность в охлаждении с потребностью в охлаждении, определяемой на основании температуры 76 наддувочного воздуха.

Еще одной входной величиной для определения потребности в охлаждении может служить плотность 80 окружающего воздуха, определяемая на основании окружающей температуры и давления окружающего воздуха. Определенная в блоках 82 и 84 максимальная потребность в охлаждении корректируется в зависимости от плотности 80 окружающего воздуха путем умножения на коэффициент, что условно обозначено блоком 92, который на фиг.2 расположен между блоками 88 и 90 и в который в качестве входных данных поступает значение, характеризующее потребность в охлаждении, определяемую ступенчатой пилообразной функцией в блоке 88, и значение плотности 80 окружающего воздуха. Так, например, при повышенной плотности окружающего воздуха охлаждающая способность охладителя 2 наддувочного воздуха выше, поскольку нагнетаемый этим охладителем воздух для охлаждения наддувочного воздуха может поглощать больше тепла, чем воздух с меньшей плотностью. Тем самым характеризующее потребность в охлаждении значение при повышенной плотности окружающего воздуха уменьшается, а при пониженной плотности окружающего воздуха соответственно увеличивается в блоке 92 путем умножения на определенный коэффициент. Корректировка потребности в охлаждении на соответствующий коэффициент в блоке 92 выполняется последовательно после определения характеризующего потребность в охлаждении значения в соответствии со ступенчатой пилообразной функцией в блоке 88. Информация о плотности 80 окружающего воздуха, соответственно об окружающей температуре и о давлении окружающего воздуха также может передаваться в регулирующее устройство 6 по CAN-шине.

При определении потребности в охлаждении в блоке 84 на основании температуры 76 наддувочного воздуха дополнительно можно в качестве входной величины 78 учитывать окружающую температуру, информация о которой передается в регулирующее устройство 6 по CAN-шине. Сказанное поясняется с помощью блока 94. В блоке 94 с этой целью схематично представлена соответствующая функция. По оси ординат отложено смещение в °C, а по оси ординат отложена окружающая температура. Начиная с определенной температуры задают определенное смещение, которое учитывается в блоке 84 при определении потребности в охлаждении. Величина такого смещения остается постоянной до определенной окружающей температуры, затем линейно возрастает с ростом окружающей температуры и после этого вновь остается постоянной при дальнейшем росте окружающей температуры. Отсюда следует, что начиная с определенной окружающей температуры момент, в который начинается линейное возрастание потребности в охлаждении в соответствии с функцией ее изменения в блоке 84, сдвигается вправо по оси абсцисс, для чего к значению окружающей температуры, отложенной по оси абсцисс, добавляется смещение, в результате чего потребность в охлаждении с повышением окружающей температуры снижается. Снижение потребности в охлаждении обусловлено тем, что обычно законодательно установленные предельно допустимые концентрации вредных веществ, что относится прежде всего к показателям токсичности отработавших газов, образующихся при работе показанного на фиг.1 ДВС 15, с ростом окружающей температуры также увеличиваются. Таким образом, сгорание топлива в ДВС при высокой окружающей температуре может происходить с меньшей степенью полноты, чем при более низкой окружающей температуре, вследствие чего при высокой окружающей температуре наддувочный воздух требуется охлаждать в меньшей степени.

В том случае, когда в блоке 86 невозможно определить потребность в охлаждении, предусмотрена возможность подачи заменяющего ее значения в блок 88 в виде входной величины 96 на участке между блоками 86 и 88. Для этого путем переключения переключателя 98 на вход блока 88 подают входную величину 96, а соединение 100 между блоком 86 и блоком 88 разрывают.

Ниже в качестве примера рассмотрен принцип работы показанного на фиг.1 охладителя 2 наддувочного воздуха. Изменение требуемой нагрузки двигателя распознается регулирующим устройством 6 путем считывания им соответствующей информации с CAN-шины ДВС 15 (входная величина 70). На основании этого регулирующее устройство 6 определяет потребность в охлаждении наддувочного воздуха (см. описание фиг.2) и соответствующим образом управляет охладителем 2 наддувочного воздуха. Такой охладитель в показанном на фиг.1 варианте его выполнения имеет гидронасос 10 и гидродвигатель 12. Однако охладитель 2 наддувочного воздуха может иметь и иное конструктивное исполнение, например, может иметь электродвигатель для приведения во вращение ротора 68. При, например, повышении требуемой нагрузки ДВС 15 одновременно на основании поступивших в регулирующее устройство 6 параметров двигателя можно повышать охлаждающую способность охладителя 2 наддувочного воздуха. Таким путем работу охладителя 2 наддувочного воздуха можно оптимально согласовывать с потребностью в охлаждении непосредственно в зависимости от требуемой нагрузки двигателя. В отличие от этого в рассмотренном в начале описания уровне техники потребность в охлаждении определяется с задержкой из-за повышения температуры наддувочного воздуха вследствие повышенной требуемой нагрузки двигателя. Этот фактор в уровне техники часто приводит к внезапному повышению охлаждающей способности охладителя наддувочного воздуха, что заметно по повышенному шумообразованию ("завыванию" охладителя наддувочного воздуха). В отличие от этого согласно изобретению охлаждающая способность охладителя 2 наддувочного воздуха в основном синхронно согласуется с изменением нагрузки двигателя. При возрастании нагрузки ДВС 15 возрастает также уровень излучаемого им шума. Тем самым уровень шума, излучаемого охладителем 2 наддувочного воздуха, преимущественно возрастает также в основном синхронно с возрастанием уровня шума, излучаемого ДВС. Благодаря крайне быстрому охлаждению наддувочного воздуха сокращается также появление температурных колебаний и температурных пиков в охладителе наддувочного воздуха, что увеличивает срок его службы.

Преимущество, связанное со считыванием входных величин с CAN-шины ДВС 15, состоит в отсутствии необходимости в передаче данных в регулирующее устройство 6 устройством управления более высокого уровня.

Предлагаемый в изобретении подход к регулированию вентилятора можно также использовать, например, на автомобилях, таких как грузовые или легковые автомобили, и при этом регулировать, например, вентилятор с электрическим приводом.

В изобретении, таким образом, предлагается устройство для управления приводом вентилятора охладителя наддувочного воздуха для рельсового транспортного средства, имеющее регулирующее устройство для регулирования охладителя наддувочного воздуха и/или управления охладителем наддувочного воздуха. Потребность в охлаждении наддувочного воздуха его охладителем определяют при этом на основании параметров ДВС, поступающий в который наддувочный воздух требуется охлаждать. Дополнительно к этому или альтернативно этому охладителем наддувочного воздуха можно управлять с помощью регулирующего устройства на основании окружающей температуры и/или плотности окружающего воздуха.

Перечень ссылочных обозначений

2 охладитель наддувочного воздуха

4 охладитель наддувочного воздуха

6 регулирующее устройство

8 регулирующее устройство

10 гидронасос

12 гидродвигатель

14 приводной вал

15 двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

16 муфта

A входное присоединение

B входное сливное присоединение

P напорное присоединение

S выходное присоединение

L1, L2 входное дренажное присоединение

18 всасывающая гидролиния

20 блок управления

22 напорная гидролиния

24 сливная гидролиния

26 дренажная гидролиния

28 дренажная гидролиния

30 обратный клапан

32 фильтр для очистки рабочей жидкости

34 фильтр для очистки рабочей жидкости

36 обратный клапан

38 обратный клапан

40 гидронасос

42 двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

44 всасывающая гидролиния

46 напорная гидролиния

48 гидродвигатель

50 сливная гидролиния

52 фильтр для очистки рабочей жидкости

54 обратный клапан

56 дренажная гидролиния

58 дренажная гидролиния

60 обратный клапан

62 выходной вал

64 муфта

66 приводной вал

68 ротор

70 входная величина "двигатель/требуемая нагрузка"

72 входная величина "двигатель/частота вращения"

74 входная величина "двигатель/другие параметры"

76 входная величина "двигатель/температура наддувочного воздуха"

78 входная величина "окружающие условия/температура"

80 входная величина "окружающие условия/плотность воздуха"

82 блок

84 блок

86 блок

88 блок

90 блок

92 блок

94 блок

96 входная величина/заменяющее значение

98 переключатель

100 соединение

Изобретение относится к устройству и способу управления приводом вентилятора охладителя наддувочного воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания. Устройство управления имеет регулирующее устройство для управления приводом вентилятора, в котором регулирующее устройство выполнено с возможностью упреждающего регулирования привода вентилятора в зависимости от параметров двигателя, и/или окружающей температуры, и/или плотности окружающего воздуха. Техническим результатом является снижение шума привода вентилятора и уменьшение потребления энергии. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для управления приводом вентилятора охладителя наддувочного воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания (ДВС), имеющее регулирующее устройство для управления приводом вентилятора, отличающееся тем, что регулирующее устройство выполнено с возможностью упреждающего регулирования привода вентилятора в зависимости от параметров двигателя, и/или окружающей температуры, и/или плотности окружающего воздуха.

2. Устройство по п. 1, в котором регулирующее устройство выполнено с возможностью управления приводом вентилятора в зависимости от температуры наддувочного воздуха, прежде всего от его температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха.

3. Устройство по п. 1, в котором параметры ДВС представляют собой данные о его фактической нагрузке.

4. Устройство по п. 3, в котором данные о нагрузке двигателя представляют собой данные о частоте вращения и/или данные о требуемой нагрузке, прежде всего данные о положении педали акселератора, и/или данные о давлении наддува.

5. Устройство по п. 1, в котором плотность окружающего воздуха представляет собой величину, определяемую на основании окружающей температуры и давления окружающего воздуха.

6. Устройство по п. 1, в котором регулирующее устройство выполнено с возможностью управления частотой вращения привода вентилятора.

7. Устройство по п. 1, в котором параметры двигателя, и/или данные об окружающей температуре, и/или данные о плотности окружающего воздуха считываются с линий шины, прежде всего CAN-шины, блока управления двигателем внутреннего сгорания.

8. Устройство по п. 7, в котором блок управления двигателем и регулирующее устройство используют общий сетевой протокол, прежде всего сетевой протокол SAE J1939.

9. Устройство по п. 1, в котором привод вентилятора имеет регулируемый гидронасос, предназначенный для приведения в действие гидродвигателя, приводящего в действие вентилятор, и управляемый регулирующим устройством.

10. Устройство по одному из пп. 1-9, в котором регулирующее устройство выполнено с возможностью изменения охлаждающей способности вентилятора путем регулирования его привода в соответствии со ступенчатой пилообразной функцией.

11. Способ, осуществляемый устройством по одному из пп. 1-10 и заключающийся в том, что на основании параметров двигателя определяют потребность в охлаждении и охлаждающую способность вентилятора изменяют путем регулирования его привода в зависимости от параметров двигателя.