高位散热器防冻液加注方案的改进

张小海

（厦门金龙联合汽车工业有限公司，福建厦门361023）

高位散热器防冻液加注方案的改进

张小海

（厦门金龙联合汽车工业有限公司，福建厦门361023）

介绍一种高位散热器加注防冻液的改进方案及工作原理，此改进方案将提高高位散热器防冻液补充的安全性和便捷性。

客车；高位散热器；防冻液加注；膨胀水箱

目前，随着国家节能减排要求越来越高，客车发动机冷却系统越来越多采用电子风扇、液压风扇。此两种冷却风扇驱动型式，风扇位置与发动机位置独立，水箱的位置因此不受限制[1-2]。这为布置高位散热器提供了可能。另外，对于三开门城市客车，发动机舱后段需布置一个车门，从发动机舱布置看，高位散热器也成为三门城市客车及类似布置车型的必选项。

由于高位散热器的膨胀水箱要比散热器高，而客车车身原本就高，所以，如果不对防冻液的加注方案进行改进，操作人员需要爬很高才能给膨胀水箱加防冻液，操作困难且不安全。

1 改进方案介绍

该高位散热器加防冻液的改进方案是为解决高位膨胀水箱不易加防冻液而开发，并获得实用新型专利[3]。该方案包含高、低位膨胀水箱以及一控制器。通过控制器，应用一定的控制逻辑把低位膨胀水箱的防冻液泵到高位。当防冻液不足时，在低位膨胀水箱补防冻液即可。其组成如图1所示[4-6]。

该方案中，位于散热器上方的高位膨胀水箱1与位于散热器下方的低位膨胀水箱2通过一泵液胶管4连通，泵液胶管4上设有一单向导液机构5，单向导液机构5与控制器3电路连接。通过控制器3自动或手动将低位膨胀水箱2的防冻液泵到高位膨胀水箱1，低位膨胀水箱2用于加防冻液、储存防冻液，高位膨胀水箱1用于储存防冻液，提供膨胀空间等，可以解决高位散热器不易加防冻液问题，提高日常加防冻液的方便性和安全性。

图1 系统组成

单向导液机构5包括一电动泵51以及一单向阀52，电动泵51与控制器3电路连接。另外，单向阀52可以用电磁阀代替，此时电动泵与电磁阀均与控制器电路连接。通过设置单向导液机构5，使防冻液可以从下往上泵液，从上往下的水路被断开，防止防冻液倒流。

泵液胶管4上还连通有一三通接头6，三通接头6与客车冷却系统连通。通过此接头，使得低位膨胀水箱2在往高位膨胀水箱1中泵防冻液时，泵液胶管4中的防冻液会先注入冷却系统中，待注满冷却系统后，防冻液再进入高位膨胀水箱1中储存备用。

高位膨胀水箱1空气腔与低位膨胀水箱2空气腔之间还连通有一除气胶管7。通过该胶管，可以保持高、低位膨胀水箱压力相同，防止泵液气阻。高位膨胀水箱1内部的上侧设有一上传感器81、下侧设有一下传感器82，并且该上传感器81与下传感器82均与控制器3电路连接。通过设置上传感器81，使得高位膨胀水箱1液位触发上传感器81时，控制器自动停止泵液；通过设置下传感器82，高位膨胀水箱1液位触发下传感器时，控制器3自动动作从而实现自动泵液。

低位膨胀水箱2下侧设有一液位传感器9，并且该液位传感器9与控制器3电路连接。液位传感器9还与一报警器信号连接，该报警器装设于客车车箱内，附图中未示出。通过设置液位传感器，使得低位膨胀水箱液位触发液位传感器时自动停止泵液，并且通过设置报警器，使得液位不足时能够自动报警，提醒加防冻液。

2 操作方法及控制逻辑

该系统可以自动控制，也可以手动操作。日常使用，自动控制即可自动将低位膨胀水箱的防冻液泵到高位，不需人为干预。手动控制模式为系统出故障时，或人为意图泵液时使用。

自动控制为：当高位膨胀水箱1液位降低，触发到下传感器82时，控制器3自动启动电动泵51使其开始泵液，液位触发高位膨胀水箱1的上传感器81时，泵液自动切断[7]。手动操作为：需手动按泵液按钮，低位膨胀水箱2通过单向导液机构5给高位膨胀水箱1泵液，液位触发高位膨胀水箱1的上传感器81时，泵液自动切断。当低位膨胀水箱2的液面触发液位传感器9时，发出报警，提醒用户往低位膨胀水箱2中补充防冻液。

自动泵液控制逻辑：发动机起动时高位膨胀水箱水位低及检测时间超过25 s，并且低位膨胀水箱液位不低于最低液位，此时水泵开始自动泵液。

手动泵液控制逻辑：整车处于ACC或者ON档时高位膨胀水箱水位非最高液位并且手动开关按下，此时可以给水泵手动泵液。

水泵停止泵液控制逻辑：高位膨胀水箱水位高或者泵液时间超过55 s。

报警控制逻辑：低位膨胀水箱水位低且检测时间超3 s，仪表会报警+图标+文字显示，高位膨胀水箱水位低且检测时间超过35 s，仪表会图形+文字显示[8]。

3 结束语

该方案结构简单、实用性强，通过设置高、低位膨胀水箱，及一定的控制逻辑，可以解决高位散热器不易加防冻液的问题，提高日常加防冻液的方便性。另外，两个膨胀水箱的使用让冷却系统储备防冻液更多，减少客户加防冻液的频率。该方案已在本公司某出口三门城市客车上使用，运行良好，深受客户喜爱和好评。

[1]刘青.客车冷却系统风扇驱动方式研究[J].客车技术与研究，2010，32（1）：29-31.

[2]孙守臣.ATS在CA6121URN2城市客车冷却系的设计[J].客车技术与研究，2014，36（5）：27-29.

[3]厦门金龙联合汽车工业有限公司.一种便于给顶置散热器加防冻液的设备：201620613460.6[P]2016-06-21.

[4]陈家瑞.汽车构造[M].3版.北京：机械工业出版社，2009.

[5]王望予.汽车设计[M].3版.北京：机械工业出版社，2003.

[6]余志生.汽车理论[M].5版.北京：机械工业出版社，2009.

[7]董辉.汽车用传感器[M].2版.北京：北京理工大学出版社，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

张小海（1982-），男，工程师；主要从事冷却系统研发及应用工作。