CN120211953A 高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

角)(72)發(fā)明人李金星顧志鈺顧文元?jiǎng)⒓t彥所(普通合伙)11608專利代理師邰常杰F02F1/40(2006.01)高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋冷卻組件設(shè)置在進(jìn)氣口附近,對(duì)進(jìn)氣口進(jìn)行冷孔和火花塞套筒進(jìn)行冷卻,通過(guò)依次對(duì)高溫區(qū)、2所述分區(qū)冷卻機(jī)構(gòu)(2)包括噴霧冷卻組件(21)、第一冷卻組件(22)、第二冷卻組件節(jié)各冷卻組件流量進(jìn)行缸蓋殼體(1)內(nèi)部的分區(qū)冷卻,所述多通管道(23)的其中三端分別固定連通有第一電控閥(26)、第二電控閥(27)和第三電控閥(28),所述第一電控閥(26)的(25)安裝在缸蓋殼體(1)的中部,所述噴霧冷卻組件(21)的進(jìn)水端與第三冷卻組件(25)的其中,所述分區(qū)冷卻系統(tǒng)包括溫度監(jiān)測(cè)單元(7)、信號(hào)控制單元(8)和冷卻調(diào)控單元所述冷卻調(diào)控單元(9)用于根據(jù)信號(hào)控制單元(8)的計(jì)算結(jié)果,驅(qū)動(dòng)第一電控閥(26)、(22)包括第一輸送管(221),所述第一輸送管(221)的進(jìn)水端與第一電控閥(26)的出水端固所述第一冷卻水道(222)設(shè)置在所述缸蓋殼體(1)的內(nèi)部,所述第一冷卻水道(222)的一側(cè)固定連通有第一冷卻管(223),所述第一冷卻管(223)的另一端穿過(guò)缸蓋殼體(1)固定連通有第一出水管(225),所述第一冷卻水道(222)的外側(cè)固定連通有多個(gè)第二冷卻管(224),所述第二冷卻管(224)的一端穿過(guò)缸蓋殼體(1)固定連通在第一冷卻管(223)的外(24)包括第二輸送管(241),所述第二輸送管(241)的進(jìn)水端與第二電控閥(27)的出水端固定連接,所述第二輸送管(241)的出水端固定連通有第二冷卻水道(242),所述第二冷卻水道(242)設(shè)置在缸蓋殼體(1)的內(nèi)部,所述第二冷卻水道(242)的一側(cè)固定連通有第三冷卻管(243),所述第三冷卻管(243)的另一端穿過(guò)缸蓋殼體(1)固定連通有第二出水管(244),所述第二出水管(244)的出水端安裝有第二溫度傳感器(245(25)包括第三輸送管(252),所述第三輸送管(252)的進(jìn)水端與第三電控閥(28)的出水端固外側(cè)固定連通有第二螺旋管(254),所述第二螺旋管(254)的另一端穿過(guò)缸蓋殼體(1)的頂端固定連通有第一螺旋管(253),所述第一螺旋管(253)的一端固定連通有第三出水管35.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,其特征在于:所述噴霧冷卻組件(21)包括定位隔板(211)和第一連接管(212),所述第一連接管(212)的進(jìn)水端與第三輸送管(252)的進(jìn)水端固定連通,所述第一連接管(212)的另一端固定連通有微型泵(213),所述微型泵(213)的出水端固定連通有第二連接管(214),所述第二連接管(214)的另一端與定位隔板(211)的一側(cè)固定連通,所述第二連接管(214)的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有噴霧流道(216),所述第二連接管(214)的底側(cè)安裝有霧化噴頭(215)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,其特征在于:所述缸蓋殼體(1)的底部開(kāi)設(shè)有多組排氣口(3)和多組進(jìn)氣口(4),每組所述排氣口(3)和進(jìn)氣口(4)均設(shè)置有兩個(gè),且多組排氣口(3)設(shè)置在缸蓋殼體(1)的同側(cè),多組進(jìn)氣口(4)設(shè)置在缸蓋殼體(1)的另一側(cè),每組所述排氣口(3)和進(jìn)氣口(4)之間設(shè)置有火花塞安裝孔(5),所述火花塞安裝孔(5)開(kāi)設(shè)在缸蓋殼體(1)的底部,所述第二螺旋管(254)纏繞在火花塞安裝孔(5)的外圈,所述火花塞安裝孔(5)的頂端安裝有火花塞套筒(6),所述火花塞套筒(6)的另一端穿過(guò)缸蓋殼體(1)的頂端,所述第一螺旋管(253)纏繞在火花塞套筒(6)的外圈。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,其特征在于:所述溫度監(jiān)測(cè)單元(7)包括數(shù)據(jù)采集模塊(71)和預(yù)處理模塊(72);所述數(shù)據(jù)采集模塊(71)用于采集第一溫度傳感器(226)、第二溫度傳感器(245)和第三溫度傳感器(255)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的冷卻液溫度數(shù)據(jù),同時(shí)通過(guò)內(nèi)置傳感器實(shí)時(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)所述預(yù)處理模塊(72)用于對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,去除噪聲和異常數(shù)據(jù)干擾,將不同范圍的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,其特征在于:所述信號(hào)控制單元(8)包括工況識(shí)別模塊(81)、溫度預(yù)測(cè)模塊(82)和動(dòng)態(tài)修正模塊(83);所述工況識(shí)別模塊(81)用于對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,識(shí)別缸蓋殼體(1)當(dāng)前所述溫度預(yù)測(cè)模塊(82)用于建立溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型,溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型用于預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)缸蓋殼體(1)空間內(nèi)溫度分布及其隨時(shí)間變化的情況,結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前運(yùn)行參數(shù),預(yù)判溫度變化趨勢(shì);所述動(dòng)態(tài)修正模塊(83)用于定期將實(shí)測(cè)溫度與預(yù)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比,誤差超出設(shè)定閾值時(shí)對(duì)預(yù)測(cè)模型參數(shù)進(jìn)行修正。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,其特征在于:所述冷卻調(diào)控單元(9)包括策略制定模塊(91)、流量調(diào)節(jié)模塊(92)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊(93);所述策略制定模塊(91)用于預(yù)計(jì)算缸蓋熱流密度分布,生成動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜,制定冷卻策略;所述流量調(diào)節(jié)模塊(92)用于驅(qū)動(dòng)第一電控閥(26)、第二電控閥(27)和第三電控閥(28)工作,調(diào)節(jié)各冷卻組件的冷卻液流量,進(jìn)行缸蓋殼體(1)不同區(qū)域的分區(qū)冷卻控制;所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊(93)用于監(jiān)測(cè)傳感器信號(hào)跳變和閥門(mén)異常情況,進(jìn)行故障預(yù)警。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,其特征在于:在所述策略制定模塊(91)制定冷卻策略時(shí),包括以下步驟:S1、創(chuàng)建缸蓋殼體(1)的三維模型,獲取缸蓋殼體(1)內(nèi)部的溫度分布和熱流密度分布;4S2、繪制動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜,識(shí)別出不同工況下缸蓋殼體(1)冷卻需求的不同區(qū)域和變化趨勢(shì);S3、針對(duì)每個(gè)冷卻區(qū)域,根據(jù)其在動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜中的冷卻需求特征,設(shè)計(jì)冷卻參數(shù),建立分區(qū)冷卻的控制策略,進(jìn)行各冷卻區(qū)域冷卻液流量和流速的動(dòng)態(tài)控制。5技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋。背景技術(shù)[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋安裝在缸體上,從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室,其經(jīng)常與高溫高壓燃?xì)庀嘟佑|,因此發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋承受較大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷。其中,水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋內(nèi)部制有冷卻水套,缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通,利用循環(huán)水來(lái)冷卻燃燒室等高溫部件。[0003]例如公開(kāi)號(hào)為CN114893316A發(fā)明名稱為一種高效的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)布置方案的專利中,缸蓋水套采用雙層水套結(jié)構(gòu),下層水套用于冷卻缸蓋燃燒室;缸體水套下部為波浪形結(jié)構(gòu),可對(duì)冷卻液進(jìn)行引流,將冷卻液引至缸體上部,加強(qiáng)對(duì)缸體燃燒室的冷卻,采用缸間鉆孔,增強(qiáng)缸體鼻梁區(qū)的冷卻,同時(shí)缸體水套一、四缸水套上部連通、下部斷[0004]現(xiàn)有技術(shù)中,發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí),缸蓋不同區(qū)域的熱負(fù)荷差異較大,發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋內(nèi)部的冷卻水套對(duì)缸蓋進(jìn)行冷卻,而直接在缸蓋內(nèi)部安裝冷卻水套進(jìn)行循環(huán)冷卻,難以根據(jù)各部位實(shí)際熱負(fù)荷的不同提供所需的冷卻強(qiáng)度,容易導(dǎo)致高溫區(qū)域冷卻不足,而低溫區(qū)域又存在冷卻過(guò)度的情況,使得缸蓋各部位溫度不均勻,其局部高溫集中,缸蓋多為鋁合金材質(zhì),局部高溫會(huì)導(dǎo)致不均勻膨脹,不同區(qū)域膨脹程度不同,會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,引發(fā)密封失效或機(jī)械應(yīng)力集中。發(fā)明內(nèi)容[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,以解決上述背景技術(shù)提出的直接在缸蓋內(nèi)部安裝冷卻水套進(jìn)行循環(huán)冷卻,難以根據(jù)各部位實(shí)際熱負(fù)荷的不同提供所需的冷卻強(qiáng)度,導(dǎo)致局部高溫集中的問(wèn)題。[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,包括缸蓋殼體,所述缸蓋殼體的內(nèi)部安裝有分區(qū)冷卻機(jī)構(gòu);其中,所述分區(qū)冷卻機(jī)構(gòu)包括噴霧冷卻組件、第一冷卻組件、第二冷卻組件和第三冷卻組件以及多通管道,且所述分區(qū)冷卻機(jī)構(gòu)通過(guò)分區(qū)冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)各冷卻組件流量,進(jìn)行缸蓋殼體內(nèi)部的分區(qū)冷卻,所述多通管道的其中三端分別固定連通有第一電控閥、第二電控閥和第三電控閥,所述第一電控閥的一端與第一冷卻組件的進(jìn)水端固定連通,所述第二電控閥的一端與第二冷卻組件的進(jìn)水端固定連通,所述第三電控閥的一端與第三冷卻組件的進(jìn)水端固定連通,所述噴霧冷卻組件安裝在缸蓋殼體的底端,所述第一冷卻組件安裝在缸蓋殼體的一側(cè),所述第二冷卻組件安裝在缸蓋殼體的另一側(cè),所述第三冷卻組件安裝在缸蓋殼體的中部,所述噴霧冷卻組件的進(jìn)水端與第三冷卻組件的進(jìn)水端固定連通;所述分區(qū)冷卻系統(tǒng)包括溫度監(jiān)測(cè)單元、信號(hào)控制單元和冷卻調(diào)控單元;所述溫度監(jiān)測(cè)單元通過(guò)采集傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),獲取初始數(shù)據(jù),對(duì)初始數(shù)據(jù)6進(jìn)行預(yù)處理;所述信號(hào)控制單元用于接收處理后的數(shù)據(jù),計(jì)算閥門(mén)開(kāi)度,預(yù)測(cè)溫度變化情況;所述冷卻調(diào)控單元用于根據(jù)信號(hào)控制單元的計(jì)算結(jié)果,驅(qū)動(dòng)第一電控閥、第二電控閥和第三電控閥的工作,調(diào)節(jié)各冷卻組件的冷卻液流量。[0007]優(yōu)選的,所述第一冷卻組件包括第一輸送管,所述第一輸送管的進(jìn)水端與第一電控閥的出水端固定連通,所述第一輸送管的出水端固定連通有第一冷卻水道;所述第一冷卻水道設(shè)置在缸蓋殼體的內(nèi)部,所述第一冷卻水道的一側(cè)固定連通有第一冷卻管,所述第一冷卻管的另一端穿過(guò)缸蓋殼體固定連通有第一出水管,所述第一冷卻水道的外側(cè)固定連通有多個(gè)第二冷卻管,所述第二冷卻管的一端穿過(guò)缸蓋殼體固定連通在第一冷卻管的外部,所述第一出水管的出水端安裝有第一溫度傳感器。[0008]優(yōu)選的,所述第二冷卻組件包括第二輸送管,所述第二輸送管的進(jìn)水端與第二電控閥的出水端固定連接,所述第二輸送管的出水端固定連通有第二冷卻水道,所述第二冷卻水道設(shè)置在缸蓋殼體的內(nèi)部,所述第二冷卻水道的一側(cè)固定連通有第三冷卻管,所述第三冷卻管的另一端穿過(guò)缸蓋殼體固定連通有第二出水管,所述第二出水管的出水端安裝有第二溫度傳感器。[0009]優(yōu)選的,所述第三冷卻組件包括第三輸送管,所述第三輸送管的進(jìn)水端與第三電控閥的出水端固定連通,所述第三輸送管的另一端伸入缸蓋殼體的內(nèi)部,所述第三輸送管的外側(cè)固定連通有第二螺旋管,所述第二螺旋管的另一端穿過(guò)缸蓋殼體的頂端固定連通有第一螺旋管,所述第一螺旋管的一端固定連通有第三出水管,所述第三出水管的出水端安裝有第三溫度傳感器。[0010]優(yōu)選的,所述噴霧冷卻組件包括定位隔板和第一連接管,所述第一連接管的進(jìn)水端與第三輸送管的進(jìn)水端固定連通,所述第一連接管的另一端固定連通有微型泵,所述微型泵的出水端固定連通有第二連接管,所述第二連接管的另一端與定位隔板的一側(cè)固定連通,所述第二連接管的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有噴霧流道,所述第二連接管的底側(cè)安裝有霧化噴頭。[0011]優(yōu)選的,所述缸蓋殼體的底部開(kāi)設(shè)有多組排氣口和多組進(jìn)氣口,每組所述排氣口和進(jìn)氣口均設(shè)置有兩個(gè),且多組排氣口設(shè)置在缸蓋殼體的同側(cè),多組進(jìn)氣口設(shè)置在缸蓋殼體的另一側(cè),每組所述排氣口和進(jìn)氣口之間設(shè)置有火花塞安裝孔,所述火花塞安裝孔開(kāi)設(shè)在缸蓋殼體的底部,所述第二螺旋管纏繞在火花塞安裝孔的外圈,所述火花塞安裝孔的頂端安裝有火花塞套筒,所述火花塞套筒的另一端穿過(guò)缸蓋殼體的頂端,所述第一螺旋管纏繞在火花塞套筒的外圈。[0012]優(yōu)選的,所述溫度監(jiān)測(cè)單元包括數(shù)據(jù)采集模塊和預(yù)處理模塊;所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的冷卻液溫度數(shù)據(jù),同時(shí)通過(guò)內(nèi)置傳感器實(shí)時(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù),將溫度數(shù)所述預(yù)處理模塊用于對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,去除噪聲和異常數(shù)據(jù)干擾,將不同范圍的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)。[0013]優(yōu)選的,所述信號(hào)控制單元包括工況識(shí)別模塊、溫度預(yù)測(cè)模塊和動(dòng)態(tài)修正所述工況識(shí)別模塊用于對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,識(shí)別缸蓋殼體當(dāng)前的工7所述溫度預(yù)測(cè)模塊用于建立溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型,結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前運(yùn)行參數(shù),預(yù)判溫度變化趨勢(shì);所述動(dòng)態(tài)修正模塊用于定期將實(shí)測(cè)溫度與預(yù)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比,誤差超出設(shè)定閾值時(shí)對(duì)預(yù)測(cè)模型參數(shù)進(jìn)行修正。[0014]優(yōu)選的,所述冷卻調(diào)控單元包括策略制定模塊、流量調(diào)節(jié)模塊和狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊;所述策略制定模塊用于預(yù)計(jì)算缸蓋熱流密度分布,生成動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜,制定冷卻策略;所述流量調(diào)節(jié)模塊用于驅(qū)動(dòng)第一電控閥、第二電控閥和第三電控閥工作,調(diào)節(jié)各冷卻組件的冷卻液流量,進(jìn)行缸蓋殼體不同區(qū)域的分區(qū)冷卻控制;所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)傳感器信號(hào)跳變和閥門(mén)異常情況,進(jìn)行故障預(yù)警。S1、創(chuàng)建缸蓋殼體的三維模型,獲取缸蓋殼體內(nèi)部的溫度分布和熱流密度分布;S2、繪制動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜,識(shí)別出不同工況下缸蓋殼體冷卻需求的不同區(qū)域和變化趨勢(shì);S3、針對(duì)每個(gè)冷卻區(qū)域,根據(jù)其在動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜中的冷卻需求特征,設(shè)計(jì)冷卻參數(shù),建立分區(qū)冷卻的控制策略,進(jìn)行各冷卻區(qū)域冷卻液流量和流速的動(dòng)態(tài)控制。卻組件設(shè)置在進(jìn)氣口附近,對(duì)進(jìn)氣口進(jìn)行冷卻,第二螺旋管和第一螺旋管分別螺旋纏繞在火花塞安裝孔和火花塞套筒的外部,對(duì)火花塞安裝孔和火花塞套筒進(jìn)行冷卻,通過(guò)依次對(duì)高溫區(qū)、中溫區(qū)和低溫區(qū)進(jìn)行不同的冷卻,不同區(qū)域根據(jù)實(shí)際熱負(fù)荷進(jìn)行分區(qū)冷卻,能夠使缸蓋殼體各部位的溫度梯度更加合理,避免因局部過(guò)熱或過(guò)冷產(chǎn)生過(guò)大的熱應(yīng)力;2、本發(fā)明中,在第三輸送管的進(jìn)水端通過(guò)微型泵單獨(dú)控制噴霧冷卻組件的工作,微型泵將第一連接管送來(lái)的冷卻液加壓,冷卻液經(jīng)過(guò)第二連接管從定位隔板底部設(shè)置的多個(gè)霧化噴頭噴出,噴在燃燒室的外側(cè),通過(guò)冷卻液蒸發(fā)吸熱強(qiáng)化局部散熱,提高對(duì)燃燒室的散熱效率,避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象;行分析處理,識(shí)別缸蓋殼體當(dāng)前工況,預(yù)判溫度變化趨勢(shì),生成動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜,制定冷卻策略,來(lái)驅(qū)動(dòng)第一電控閥、第二電控閥和第三電控閥工作,調(diào)節(jié)各冷卻組件的冷卻液流量,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同冷卻區(qū)域冷卻液流量和流速的動(dòng)態(tài)控制,進(jìn)行分區(qū)冷卻,提高冷卻系統(tǒng)的效率和節(jié)能效果。附圖說(shuō)明[0017]圖1為本發(fā)明高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的第一立體結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的分區(qū)冷卻結(jié)構(gòu)連接結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本發(fā)明高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的分區(qū)冷卻結(jié)構(gòu)拆解結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的噴霧冷卻組件和第三冷卻組件連接結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本發(fā)明高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋封堵件的分區(qū)冷卻組件的冷卻液流動(dòng)示8圖6為本發(fā)明高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的噴霧冷卻組件和第三冷卻組件的冷卻液流動(dòng)示意圖;圖7為本發(fā)明高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的缸蓋殼體內(nèi)部平面結(jié)構(gòu)示意圖;圖8為本發(fā)明高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的第二立體結(jié)構(gòu)示意圖;圖9為本發(fā)明高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的分區(qū)冷卻系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。具體實(shí)施方式[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施條例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0020]實(shí)施例一:參照?qǐng)D1—圖8所示:高效冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,包括缸蓋殼體1,缸蓋殼體1的內(nèi)部安裝有分區(qū)冷卻機(jī)構(gòu)2,分區(qū)冷卻機(jī)構(gòu)2包括噴霧冷卻組件21、第一冷卻組件22、多通管道23、第二冷卻組件24和第三冷卻組件25四條冷卻支路以及多通管道23,且所述分區(qū)冷卻機(jī)構(gòu)2通過(guò)分區(qū)冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)各冷卻組件流量,進(jìn)行缸蓋殼體1內(nèi)部的分區(qū)冷卻,多通管道23的其中三端分別固定連通有第一電控閥26、第二電控閥27和第三電控閥28,第一電控閥26的一端與第一冷卻組件22的進(jìn)水端固定連通,第二電控閥27的一端與第二冷卻組件24的進(jìn)水端固定連通,第三電控閥28的一端與第三冷卻組件25的進(jìn)水端固定連通,噴霧冷卻組件21安裝在缸蓋殼體1的底端,第一冷卻組件22安裝在缸蓋殼體1的一側(cè),第二冷卻組件24安裝在缸蓋殼體1的另一側(cè),第三冷卻組件25安裝在缸蓋殼體1的中部,噴霧冷卻組件21的進(jìn)水端與第三冷卻組件25的進(jìn)水端固定連通;第一冷卻組件22包括第一輸送管221,第一輸送管221的進(jìn)水端與第一電控閥26的出水端固定連通,第一輸送管221的出水端固定連通有第一冷卻水道222,第一冷卻水道222設(shè)置在缸蓋殼體1的內(nèi)部,第一冷卻水道222的一側(cè)固定連通有第一冷卻管223,第一冷卻管223的另一端穿過(guò)缸蓋殼體1固定連通有第一出水管225,第一冷卻水道222的外側(cè)固定連通有多個(gè)第二冷卻管224,第二冷卻管224的一端穿過(guò)缸蓋殼體1固定連通在第一冷卻管223的外部,第一出水管225的出水端安裝有第一溫度傳感器226;第二冷卻組件24包括第二輸送管241,第二輸送管241的進(jìn)水端與第二電控閥27的出水端固定連接,第二輸送管241的出水9242的一側(cè)固定連通有第三冷卻管243,第三冷卻管243的另一端穿過(guò)缸蓋殼體1固定連通有第二出水管244,第二出水管244的出水端安裝有第二溫度傳感器245;第三冷卻組件25包括第三輸送管252,第三輸送管252的進(jìn)水端與第三電控閥28的出水端固定連通,第三輸送管252的另一端伸入缸蓋殼體1的內(nèi)部,第三輸送管252的外側(cè)固定連通有第二螺旋管254,第二螺旋管254的另一端穿過(guò)缸蓋殼體1的頂端固定連通有第一螺旋管253,第一螺旋管253的一端固定連通有第三出水管251,第三出水管[0022]第一冷卻組件22設(shè)置在排氣口3的附近,第一冷卻水道222套在多個(gè)排氣口3的外入第一冷卻水道222內(nèi)部流動(dòng),依次流經(jīng)多個(gè)第二冷卻管224和第一冷卻管223,對(duì)排氣口3冷卻管243穿過(guò)每組的兩個(gè)進(jìn)氣口4中間位置,冷卻液經(jīng)過(guò)第二輸送管241進(jìn)入第二冷卻水第三冷卻組件25用于對(duì)火花塞安裝孔5和火花塞套筒6冷卻,通過(guò)第二螺旋管254和第一螺旋管253分別螺旋纏繞在火花塞安裝孔5和火花塞套筒6的外部,增加冷卻液與高接管212,第一連接管212的進(jìn)水端與第三輸送管252的進(jìn)水端固定連通,第一連接管212的另一端固定連通有微型泵213,微型泵213的出水端固定連通有第二連接管214,第二連接管214的另一端與定位隔板211的一側(cè)固定連通,第二連接管214的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有噴霧流道216,第二連接管214的底側(cè)安裝有霧化噴頭215;缸蓋殼體1的底部開(kāi)設(shè)有多組排氣口3和多組進(jìn)組進(jìn)氣口4設(shè)置在缸蓋殼體1的另一側(cè),每組排氣口3和進(jìn)氣口花塞安裝孔5的頂端安裝有火花塞套筒6,火花塞套筒6的另一端穿過(guò)缸蓋殼體1的頂端,第一螺旋管253纏繞在火花塞套筒6的外圈。[0025]本實(shí)施例中,噴霧冷卻組件21的進(jìn)水端與第三冷卻組件25的進(jìn)水端連通,噴霧冷卻組件21用于對(duì)燃燒室所處的高溫區(qū)進(jìn)行冷卻,對(duì)燃燒室內(nèi)部溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),在第三輸送管252的進(jìn)水端通過(guò)微型泵213單獨(dú)控制噴霧冷卻組件21的工作,微型泵213為高壓泵,將第一連接管212送來(lái)的冷卻液加壓,加壓后的冷卻液經(jīng)過(guò)第二連接管214進(jìn)入定位隔板211的內(nèi)部,從定位隔板211底部設(shè)置的多個(gè)霧化噴頭215噴出,噴在燃燒室的外側(cè),噴霧中的小水滴在高溫環(huán)境下迅速蒸發(fā),吸收大量的熱量,強(qiáng)化局部散熱,提高對(duì)燃燒室的散熱效率,避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象,進(jìn)氣口4用于引導(dǎo)外界空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部,為燃燒提供充足的氧[0026]實(shí)施例三:根據(jù)圖9所示,分區(qū)冷卻系統(tǒng)包括溫度監(jiān)測(cè)單元7、信號(hào)控制單元8和冷卻調(diào)控單元9;溫度監(jiān)測(cè)單元7通過(guò)采集傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),獲取初始數(shù)據(jù),對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,溫度監(jiān)測(cè)單元7包括數(shù)據(jù)采集模塊71和預(yù)處理模塊72,數(shù)據(jù)采集模塊71用于采集第一溫度傳感器226、第二溫度傳感器245和第三溫度傳感器255實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的冷卻液溫度數(shù)據(jù),同時(shí)通過(guò)內(nèi)置傳感器實(shí)時(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù),將溫度數(shù)據(jù)和運(yùn)行參數(shù)集合,獲取初始數(shù)據(jù);預(yù)處理模塊72用于對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,去除噪聲和異常數(shù)據(jù)干擾,將不同范圍的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù),信號(hào)控制單元8用于接收處理后的數(shù)據(jù),計(jì)算閥門(mén)開(kāi)度,預(yù)測(cè)溫度變化情況,信號(hào)控制單元8包括工況識(shí)別模模塊82和動(dòng)態(tài)修正模塊83;工況識(shí)別模塊81用于對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,識(shí)別缸蓋殼體1當(dāng)前的工況,從預(yù)處理后的數(shù)據(jù)中選擇對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工況識(shí)別具有代表性和區(qū)分度的特征參數(shù),分析這些特征參數(shù)之間的關(guān)系和變化規(guī)律,提取出能夠準(zhǔn)確反映發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況的特征向量,作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器的輸入,使用準(zhǔn)備好的標(biāo)注數(shù)據(jù)集對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,得到訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器,將實(shí)時(shí)采集的傳感器數(shù)據(jù)處理后得到特征向量,輸入到訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)溫度預(yù)測(cè)模塊82用于根據(jù)傅里葉定律和能量守恒原理,建立缸蓋殼體1內(nèi)部溫度分布與熱流密度、材料屬性、邊界條件之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,構(gòu)建溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型,溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型用于預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)缸蓋殼體1空間內(nèi)溫度分布及其隨時(shí)間變化的情況,收集大量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù),包括不同工況下的輸入?yún)?shù)和對(duì)應(yīng)的缸蓋殼體1溫度實(shí)測(cè)值,對(duì)溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練,將實(shí)時(shí)采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)輸入到已經(jīng)訓(xùn)練好的溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型中,模型根據(jù)輸入?yún)?shù)計(jì)算出缸蓋殼體1各冷卻區(qū)域冷卻液當(dāng)前的溫度分布以及未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的溫度變化趨勢(shì);動(dòng)態(tài)修正模塊83用于定期將實(shí)測(cè)溫度與預(yù)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比,誤差超出設(shè)定閾值時(shí)對(duì)預(yù)測(cè)模型參數(shù)進(jìn)行修正,根據(jù)缸蓋殼體1溫度控制的精度要求和實(shí)際運(yùn)行情況,設(shè)定誤差閾值,誤差閾值的大小應(yīng)考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)工況的波動(dòng)、測(cè)量誤差以般來(lái)說(shuō),對(duì)于關(guān)鍵部位的溫度預(yù)測(cè),誤差閾值會(huì)設(shè)定得相對(duì)較小,以確保發(fā)動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行,對(duì)于一些非關(guān)鍵部位或溫度變化相對(duì)較小的區(qū)域,誤差閾值可以適當(dāng)放寬。[0027]冷卻調(diào)控單元9用于根據(jù)信號(hào)控制單元8的計(jì)算結(jié)果,驅(qū)動(dòng)第一電控閥26、第二電11控閥27和第三電控閥28的工作,調(diào)節(jié)各冷卻組件的冷卻液流量,實(shí)時(shí)檢測(cè)故障情況;冷卻調(diào)控單元9包括策略制定模塊91、流量調(diào)節(jié)模塊92和狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊93,策略制定模塊91用于預(yù)計(jì)算缸蓋熱流密度分布,生成動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜,制定冷卻策略,具體的,創(chuàng)建缸蓋殼體1的三維模型,將其導(dǎo)入到有限元分析軟件中,對(duì)缸蓋模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,將其離散為大量的有限元單元,以便進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,定義缸蓋殼體1材料的物理屬性,如導(dǎo)熱根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作情況,確定三維模型的邊界條件,包括燃燒室內(nèi)的熱負(fù)荷,通常以熱流密度的形式施加在缸蓋與燃燒室接觸的表面上,該熱流密度可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算;冷卻液的溫度和流速,作為缸蓋冷卻面的邊界條件,影響著缸蓋與冷卻液之間的熱交換,以及缸蓋與周圍環(huán)境的對(duì)流換熱條件,考慮發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的空氣流動(dòng)和溫度分布,確定缸蓋外表面與空氣之間的對(duì)流換熱系數(shù);運(yùn)用有限元分析軟件,求解三維模型在給定邊界條件下的熱傳導(dǎo)方程,得到缸蓋殼體1內(nèi)部的溫度分布和熱流密度分布,通過(guò)迭代計(jì)算,分析不同工況下缸蓋殼體1熱流密度的變化規(guī)律,為后續(xù)的冷卻策略制定提供依據(jù),以發(fā)動(dòng)機(jī)工況參數(shù)為橫坐標(biāo),以缸蓋殼體1不同冷卻區(qū)域的熱流密度或冷卻需求為縱坐標(biāo),繪制動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜,圖譜可以采用等高線圖、三維曲面圖等形式,直觀地展示在不同發(fā)動(dòng)機(jī)工況下缸蓋各部位的冷卻需求變化圖譜上表現(xiàn)為相應(yīng)區(qū)域的等高線較密集或曲面隆起,對(duì)動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜進(jìn)行特征分析,識(shí)別出不同工況下缸蓋殼體1冷卻需求的不同區(qū)域和變化趨勢(shì),針對(duì)燃燒室、火花塞、進(jìn)氣處和排氣處的熱負(fù)荷不同,根據(jù)其在動(dòng)態(tài)冷卻需求圖譜中的冷卻需求特征,設(shè)計(jì)冷卻參數(shù),對(duì)于冷卻需求較高的區(qū)域,分配較大的冷卻液流量和流速,以增強(qiáng)冷卻效果;對(duì)于冷卻需求較低的區(qū)域,則適當(dāng)降低冷卻液流量,避免冷卻液的浪費(fèi)和過(guò)度冷卻;建立分區(qū)冷卻的控制策略,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)工況,通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)中的閥門(mén)和水泵部件,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同冷卻區(qū)域冷卻液流量和流速的動(dòng)態(tài)控制,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加時(shí),相應(yīng)增加高負(fù)荷區(qū)域的冷卻液流量;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速或低負(fù)荷工況時(shí),減少冷卻液流量,以提高冷卻系統(tǒng)的效率和節(jié)能效果同時(shí),對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行分區(qū)冷卻。[0028]流量調(diào)節(jié)模塊92用于驅(qū)動(dòng)第一電控閥26、第二電控閥27和第三電控閥28工作,調(diào)節(jié)各冷卻組件的冷卻液流量,進(jìn)行缸蓋殼體1不同區(qū)域的分區(qū)冷卻控制;狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊93用于監(jiān)測(cè)傳感器信號(hào)跳變和閥門(mén)異常情況,進(jìn)行故障預(yù)警,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻系統(tǒng)中各個(gè)閥門(mén)的狀態(tài)參數(shù),如閥門(mén)的開(kāi)度、開(kāi)關(guān)位置信號(hào)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流和電

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