高位散熱器防凍液加注方案的改進

張小海

（廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司，福建廈門361023）

高位散熱器防凍液加注方案的改進

張小海

（廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司，福建廈門361023）

介紹一種高位散熱器加注防凍液的改進方案及工作原理，此改進方案將提高高位散熱器防凍液補充的安全性和便捷性。

客車；高位散熱器；防凍液加注；膨脹水箱

目前，隨著國家節(jié)能減排要求越來越高，客車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)越來越多采用電子風扇、液壓風扇。此兩種冷卻風扇驅動型式，風扇位置與發(fā)動機位置獨立，水箱的位置因此不受限制[1-2]。這為布置高位散熱器提供了可能。另外，對于三開門城市客車，發(fā)動機艙后段需布置一個車門，從發(fā)動機艙布置看，高位散熱器也成為三門城市客車及類似布置車型的必選項。

由于高位散熱器的膨脹水箱要比散熱器高，而客車車身原本就高，所以，如果不對防凍液的加注方案進行改進，操作人員需要爬很高才能給膨脹水箱加防凍液，操作困難且不安全。

1 改進方案介紹

該高位散熱器加防凍液的改進方案是為解決高位膨脹水箱不易加防凍液而開發(fā)，并獲得實用新型專利[3]。該方案包含高、低位膨脹水箱以及一控制器。通過控制器，應用一定的控制邏輯把低位膨脹水箱的防凍液泵到高位。當防凍液不足時，在低位膨脹水箱補防凍液即可。其組成如圖1所示[4-6]。

該方案中，位于散熱器上方的高位膨脹水箱1與位于散熱器下方的低位膨脹水箱2通過一泵液膠管4連通，泵液膠管4上設有一單向導液機構5，單向導液機構5與控制器3電路連接。通過控制器3自動或手動將低位膨脹水箱2的防凍液泵到高位膨脹水箱1，低位膨脹水箱2用于加防凍液、儲存防凍液，高位膨脹水箱1用于儲存防凍液，提供膨脹空間等，可以解決高位散熱器不易加防凍液問題，提高日常加防凍液的方便性和安全性。

圖1 系統(tǒng)組成

單向導液機構5包括一電動泵51以及一單向閥52，電動泵51與控制器3電路連接。另外，單向閥52可以用電磁閥代替，此時電動泵與電磁閥均與控制器電路連接。通過設置單向導液機構5，使防凍液可以從下往上泵液，從上往下的水路被斷開，防止防凍液倒流。

泵液膠管4上還連通有一三通接頭6，三通接頭6與客車冷卻系統(tǒng)連通。通過此接頭，使得低位膨脹水箱2在往高位膨脹水箱1中泵防凍液時，泵液膠管4中的防凍液會先注入冷卻系統(tǒng)中，待注滿冷卻系統(tǒng)后，防凍液再進入高位膨脹水箱1中儲存?zhèn)溆谩?/p>

高位膨脹水箱1空氣腔與低位膨脹水箱2空氣腔之間還連通有一除氣膠管7。通過該膠管，可以保持高、低位膨脹水箱壓力相同，防止泵液氣阻。高位膨脹水箱1內(nèi)部的上側設有一上傳感器81、下側設有一下傳感器82，并且該上傳感器81與下傳感器82均與控制器3電路連接。通過設置上傳感器81，使得高位膨脹水箱1液位觸發(fā)上傳感器81時，控制器自動停止泵液；通過設置下傳感器82，高位膨脹水箱1液位觸發(fā)下傳感器時，控制器3自動動作從而實現(xiàn)自動泵液。

低位膨脹水箱2下側設有一液位傳感器9，并且該液位傳感器9與控制器3電路連接。液位傳感器9還與一報警器信號連接，該報警器裝設于客車車箱內(nèi)，附圖中未示出。通過設置液位傳感器，使得低位膨脹水箱液位觸發(fā)液位傳感器時自動停止泵液，并且通過設置報警器，使得液位不足時能夠自動報警，提醒加防凍液。

2 操作方法及控制邏輯

該系統(tǒng)可以自動控制，也可以手動操作。日常使用，自動控制即可自動將低位膨脹水箱的防凍液泵到高位，不需人為干預。手動控制模式為系統(tǒng)出故障時，或人為意圖泵液時使用。

自動控制為：當高位膨脹水箱1液位降低，觸發(fā)到下傳感器82時，控制器3自動啟動電動泵51使其開始泵液，液位觸發(fā)高位膨脹水箱1的上傳感器81時，泵液自動切斷[7]。手動操作為：需手動按泵液按鈕，低位膨脹水箱2通過單向導液機構5給高位膨脹水箱1泵液，液位觸發(fā)高位膨脹水箱1的上傳感器81時，泵液自動切斷。當?shù)臀慌蛎浰?的液面觸發(fā)液位傳感器9時，發(fā)出報警，提醒用戶往低位膨脹水箱2中補充防凍液。

自動泵液控制邏輯：發(fā)動機起動時高位膨脹水箱水位低及檢測時間超過25 s，并且低位膨脹水箱液位不低于最低液位，此時水泵開始自動泵液。

手動泵液控制邏輯：整車處于ACC或者ON檔時高位膨脹水箱水位非最高液位并且手動開關按下，此時可以給水泵手動泵液。

水泵停止泵液控制邏輯：高位膨脹水箱水位高或者泵液時間超過55 s。

報警控制邏輯：低位膨脹水箱水位低且檢測時間超3 s，儀表會報警+圖標+文字顯示，高位膨脹水箱水位低且檢測時間超過35 s，儀表會圖形+文字顯示[8]。

3 結束語

該方案結構簡單、實用性強，通過設置高、低位膨脹水箱，及一定的控制邏輯，可以解決高位散熱器不易加防凍液的問題，提高日常加防凍液的方便性。另外，兩個膨脹水箱的使用讓冷卻系統(tǒng)儲備防凍液更多，減少客戶加防凍液的頻率。該方案已在本公司某出口三門城市客車上使用，運行良好，深受客戶喜愛和好評。

[1]劉青.客車冷卻系統(tǒng)風扇驅動方式研究[J].客車技術與研究，2010，32（1）：29-31.

[2]孫守臣.ATS在CA6121URN2城市客車冷卻系的設計[J].客車技術與研究，2014，36（5）：27-29.

[3]廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司.一種便于給頂置散熱器加防凍液的設備：201620613460.6[P]2016-06-21.

[4]陳家瑞.汽車構造[M].3版.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[5]王望予.汽車設計[M].3版.北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[6]余志生.汽車理論[M].5版.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[7]董輝.汽車用傳感器[M].2版.北京：北京理工大學出版社，2009.

[8]Keith McIntire.aeb02152.Cooling System Heat Transfer（post-2001）-Auto&Bus Installation Requirements[S].July 30，2012.

修改稿日期：2017-03-13

Improvement of Antifreeze Filling Scheme for High Position Radiator

ZhangXiaohai
（Xiamen KingLongUnited Automotive IndustryCo.,Ltd,Xiamen 361023,China）

This paper introduces the improved scheme and working principle of antifreeze filling for high position radiator.This improvement scheme makes the high position radiator antifreeze filling become safer and more convenient.

bus/coach;high position radiator;antifreeze filling;expansion water tank

U464.138+.2

B

1006-3331（2017）03-0044-02

張小海（1982-），男，工程師；主要從事冷卻系統(tǒng)研發(fā)及應用工作。