CN106837503B - 一种发动机冷却系统及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机冷却系统及具有其的车辆，所述发动机冷却系统包括分别储存有冷却液缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的温度上升到第一预设温度时，所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中的冷却液流体连通，以对低压废气再循环冷却器冷却。本发明能够直接由原型机升级至欧6排放要求。

Description

一种发动机冷却系统及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种发动机冷却系统及具有其的车辆。

背景技术

汽车已经成为人们日常生活中不可替代的交通工具，冷却系统的作用是满足汽车冷却性能的需求，尤其是发动机的温度控制需求，实现快速暖机和及时冷却，保证发动机在要求的温度范围内工作。但是，目前的冷却系统存在下面若干问题：

(1)现有发动机通常采用集成式废气再循环冷却器，即只有一个废气再循环模块，且必须对其进行冷却，不具备选择性冷却高压或低压废气再循环的功能，无法直接由原型机升级至欧6(全称为“欧洲排放法规Ⅵ”)排放要求。

(2)由于发动机水套为整体式，不具备缸体、缸盖中的冷却液完全分离的特点，因此冷却液只能先流经缸体再流入缸盖，所以在暖机阶段缸体中的冷却液也必须进行循环，这就延长了暖机时间，不满足现代发动机设计中快速暖机的要求。

(3)现有的冷却系统中，机油冷却器通常与废气再循环冷却器或暖风串联，通过冷却水管由机体进行供水，这就增加了冷却系统管路布置的复杂性，同时也增加了管路内阻，最终导致水泵流量需求增加，由于水泵负荷增加从而延长了暖机时间，不利于快速暖机，且增加了发动机油耗。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机冷却系统来克服或至少减轻现有技术中的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种发动机冷却系统，所述发动机冷却系统包括分别储存有冷却液缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的温度上升到第一预设温度时，所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中的冷却液流体连通，以对低压废气再循环冷却器冷却。

进一步地，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的上升到第二预设温度时，所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中的冷却液流体连通，以还对高压废气再循环冷却器冷却。

进一步地，所述缸体冷却循环回路包括缸体主干支路、缸体第一支路和缸体第二支路，所述缸体第一支路与所述缸体主干支路构成小循环回路，所述缸体第二支路、所述缸体第一支路与所述缸体主干支路构成大循环回路，所述低压废气再循环冷却器设于所述缸体第一支路中，所述高压废气再循环冷却器设于所述缸体第二支路中。

进一步地，所述缸体第一支路还设有暖风设备，所述暖风设备并联设置在所述低压废气再循环冷却器的两端，依次经由所述缸体冷却循环回路、所述缸盖冷却循环回路中的冷却液对所述暖风设备冷却。

进一步地，所述缸体第二支路还设有散热器，所述散热器并联设置在所述高压废气再循环冷却器的两端，所述散热器对依次经由所述缸体冷却循环回路、所述缸盖冷却循环回路中的冷却液冷却。

进一步地，所述发动机冷却系统还包括第一节温器，在所述第一预设温度时，所述第一节温器的主阀门全开，所述缸体主干支路、所述第一节温器和所述缸体第一支路依次流体连通以构成所述小循环回路。

进一步地，所述发动机冷却系统还包括第二节温器，在所述第二预设温度时，所述第二节温器的主阀门全开，所述缸体主干支路、所述第二节温器、所述缸体第一支路和所述缸体第二支路依次流体连通以构成所述大循环回路。

进一步地，所述缸盖冷却循环回路设有缸盖、机油冷却器和电子水泵，所述缸盖具有第一进水口、第二进水口、第一出水口和第二出水口，所述第一进水口与所述电子水泵的泵出口连接，所述第一出水口与第一节温器的进水口连接，所述第二进水口与所述机油冷却器的出水口直接连接，所述第一出水口和所述第二进水口通过管道连接，所述第二出水口与所述机油冷却器的进水口直接连接，所述第一节温器的出水口与所述电子水泵的泵入口连接，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液温度上升到第一预设温度时，所述电子水泵关闭。

进一步地，所述缸体冷却循环回路还设有缸体和机械式水泵，所述缸体主干支路设有依次串接的所述机械式水泵、所述缸体和所述缸盖，所述机械式水泵开启时，所述缸体中的冷却液经由所述缸盖进入到所述第一节温器中，所述发动机冷却系统还包括废气收集支路，所述废气收集支路用于将散热器和第一节温器中气态的冷却液降温成液态的冷却液并由所述机械式水泵收集。

本发明还提供一种车辆，包括发动机冷却系统，所述发动机装置为如上所述的发动机冷却系统。

由于本发明设置了分别储存有冷却液缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的温度上升到第一预设温度时，所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中的冷却液流体连通，以对低压废气再循环冷却器冷却，而根据国5(全称为“国家第五阶段机动车污染物排放标准”)和欧6的尾气排放要求，低压废气再循环冷却器需要在较低的温度具有较好的工作性能，因此，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的上升到第一预设温度时，便需要对低压废气再循环冷却器冷却，以保证低压废气再循环冷却器处于最佳工作状态，从而能够满足欧6的尾气排放要求，进而有助于改善发动机冷却性能。

附图说明

图1为本发明所提供的发动机冷却系统一实施方式的结构示意图。

附图标记：

1	缸体	2	缸盖
				3	机械式水泵	4	第一节温器
2a	缸盖的第一进水口	2b	缸盖的第二进水口
				2c	缸盖的第一出水口	2d	缸盖的第二出水口
5	第二节温器	6	机油冷却器
				7	暖风设备	8	低压废气再循环冷却器
9	高压废气再循环冷却器	10	散热器
				11	电子水泵	12	除气罐
13	管道

具体实施方式

在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本领域技术人员可以知晓：发动机冷却系统的工作过程按照时间先后顺序包括两个阶段，分别为暖机阶段和冷却阶段。本实施方式缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路，其中：缸盖冷却循环回路中储存有冷却液，用于完成如上所述的暖机阶段。缸体冷却循环回路中储存有冷却液，用于完成如上所述的冷却阶段。需要说明的是，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液在发动机冷却系统整个工作过程中一直处于循环状态。下面对缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路的具体组成进行详细说明。

所述缸盖冷却循环回路进行微循环，其中设有缸盖2、机油冷却器6和电子水泵11，其中：缸盖2具有第一进水口2a、第二进水口2b、第一出水口2c和第二出水口2d，第一进水口2a与电子水泵11的泵出口连接，第一出水口2c与第一节温器4的进水口连接，第二进水口2b与机油冷却器6的出水口直接连接，第一出水口2c和第二进水口2b通过管道13连接，第二出水口2d与所述机油冷却器6的进水口直接连接，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液温度上升到第一预设温度时，电子水泵11关闭。缸盖2储存有冷却液，电子水泵11开启，则暖机开启，缸盖2中的冷却液分作两路，一路依次经由缸盖2的第二出水口2d、机油冷却器6的进水口、机油冷却器6的出水口、缸盖2的第二进水口2b、管道13、缸盖2的第一出水口2c和电子水泵11，流回到缸盖2的第一进水口2a；另一路依次经由缸盖2的第一出水口2c和电子水泵11，流回到缸盖2的第一进水口2a。由此可以看出：需要暖机时，仅需要使缸盖冷却循环回路中的冷却液进行循环，通过铸造技术实现缸盖2直接向机油冷却器6提供冷却液，不仅降低了冷却管路布置的复杂性，而且能够减小冷却系统管路内阻。

所述缸体冷却循环回路进行小循环和大循环，其中设有缸体1和机械式水泵3，缸体1和机械式水泵3通过串接的方式连接，构成所述缸体冷却循环回路的一部分。缸体1储存有冷却液，机械式水泵3在小循环开启时处于工作状态。也就是说，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的上升到第一预设温度时，小循环开启，依次流经所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中的冷却液对低压废气再循环冷却器8。根据国5和欧6的尾气排放要求，低压废气再循环冷却器需要在较低的温度具有较好的工作性能，因此，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的上升到第一预设温度时，便需要对低压废气再循环冷却器冷却，以保证低压废气再循环冷却器处于最佳工作状态，从而能够满足欧6的尾气排放要求，进而有助于改善发动机冷却性能。上述第一预设温度范围可以是80～90℃，优选85℃。

由于高压废气再循环冷却器9对冷却的要求较低，因此，可选择性地在大于第一预设温度下的情形下对高压废气再循环冷却器9实施冷却。所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的上升到第二预设温度时，大循环开启，依次流经所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中的冷却液除了对所述低压废气再循环冷却器8冷却，还对所述高压废气再循环冷却器9冷却。上述第二预设温度范围可以是90～100℃，优选95℃。

所述缸盖冷却循环回路中的冷却液对机油冷却器6冷却，具体地，通过铸造工艺在缸盖2上铸造第二进水口2b和第二出水口2d，第二进水口2b与机油冷却器6的出水口直接连接，第二出水口2d与机油冷却器6的进水口直接连接，以将机油冷却器6连入到微循环回路中。“直接连接”指的是未采用管路进行连接，采用铸造工艺，在缸盖2和机油冷却器6上分别铸出对应的进出水口。暖机阶段只进行微循环，由电子水泵11进行驱动，缸盖2中的冷却液依次流经机油冷却器6和电子水泵11，最终流回到缸盖2，从而实现了对机油冷却器6冷却。此过程中，只有缸盖2和机油冷却器6参与了微循环，从而简化了冷却管路的布置，同时降低了微循环的内阻，最终达到降低水泵性能要求，降低发动机油耗的目的，此外，通过降低微循环的内阻还有助于提高暖机速度，暖风可以快速加热驾驶室，提高了乘客舒适度。

作为所述缸体冷却循环回路的一种优选实施方式，所述缸体冷却循环回路包括缸体主干支路、缸体第一支路和缸体第二支路，所述缸体第一支路与所述缸体主干支路构成小循环回路，所述缸体第二支路、所述缸体第一支路与所述缸体主干支路构成大循环回路，低压废气再循环冷却器8设于所述缸体第一支路中，高压废气再循环冷却器9设于所述缸体第二支路中，缸体1和缸盖2均设于所述缸体主干支路中。该冷却系统中，暖机阶段中，电子水泵11开启，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的温度持续上升，当缸盖2中的冷却液上升到第一预设温度时，暖机结束，电子水泵11关闭，同时机械式水泵3开启，小循环回路开启，缸盖2中的冷却液对低压废气再循环冷却器8冷却。当缸盖2中的冷却液上升到第二预设温度(大于第一预设温度)时，依次流经缸体1和缸盖2中的冷却液对高压废气再循环冷却器9冷却。以选择性地对高压废气再循环冷却器9冷却，从而实现低压废气再循环冷却器8和高压废气再循环冷却器9的各自的冷却需求，因此本实施方式能够直接由原型机升级至欧6排放要求，有助于改善发动机冷却性能。

所述缸体第一支路还设有暖风设备7，暖风设备7并联设置在低压废气再循环冷却器8的两端，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液对暖风设备7冷却。与现有的发动机冷却系统相比，本实施方式在所述缸盖冷却循环回路中的冷却液上升到第一预设温度时，缸盖2中的冷却液既对低压废气再循环冷却器8冷却，同时对暖风设备7冷却，以通过小循环回路进行冷却，暖风设备7和低压废气再循环冷却器8的并联方式可以降低小循环时的管路内阻，从而达到降低水泵性能要求，降低发动机油耗的目的，此外，通过降低微循环的内阻还有助于提高暖机速度，暖风可以快速加热驾驶室，提高了乘客舒适度。

所述缸体第二支路还设有散热器10，散热器10并联设置在高压废气再循环冷却器9的两端，散热器10对依次经由所述缸体冷却循环回路、所述缸盖冷却循环回路中的冷却液冷却。由于上述实施方式中在达到第二预设温度时，才对高压废气再循环冷却器9进行冷却，但是此时所述缸体第二支路中冷却液的温度已经较高，此时同时采用散热器10及时对所述缸体第二支路中冷却液进行冷却。也就是说，所述缸体冷却循环回路中的大循环回路中的冷却液的温度上升，当上升到第二预设温度时，散热器10开始对所述缸体冷却循环回路中的冷却液实施冷却。明显地，这种方式是根据发动机中各个需要被冷却的设备的工作特点和需求，按照先后顺序进行冷却，因此有利于提高发动机冷却系统的工作效率，还可以节省整机油耗。另外，通过温度控制高压废气再循环冷却器的冷却，在大循环中由散热器10对其进行冷却液的补给，这种冷却方式具备由原型机直接升级至欧6排放的优势。

通过控制温度的变化，分别实现对小循环回路和大循环回路的启用的方法较多，比如：所述发动机冷却系统还包括第一节温器4，第一节温器4全开的温度为所述第一预设温度。第一节温器4采用蜡式双作用节温器，第一节温器4的进水口与缸盖2的第一出水口2c连接，第一节温器4的出水口与电子水泵11的泵入口连接。电子水泵11开启，则暖机开启，缸盖2中的冷却液分作两路，一路依次经由缸盖2、机油冷却器6、第一节温器4的旁通阀和电子水泵11，流回到缸盖2；另一路依次经由缸盖2、第一节温器4的旁通阀和电子水泵11，流回到缸盖2，该过程中，缸盖2中的冷却液持续加热第一节温器4，直至上升到所述第一预设温度，第一节温器4的主阀门全开。

在所述第一预设温度时，第一节温器4的主阀门全开，电子水泵11关闭，同时机械式水泵3开启，所述缸体主干支路、所述第一节温器4和所述缸体第一支路依次流体连通以构成所述小循环回路。具体地：第一节温器4的上游(进水口)与缸盖2的出水口流体连通，第一节温器4的下游(出水口)与所述缸体第一支路的进水口流体连通。缸体1中的冷却液经由缸盖2进入到第一节温器4中，从第一节温器4流出的冷却液再次分成两股，一股冷却液依次经由低压废气再循环冷却器8和机械式水泵3，流回到缸体1；另一股冷却液依次经由暖风设备7和机械式水泵3，流回到缸体1，从而实现对低压废气再循环冷却器8和暖风设备7实施冷却。

同样地，所述发动机冷却系统还包括第二节温器5，第二节温器5为蜡式单作用节温器。第二节温器5全开的温度为所述第二预设温度，在所述第二预设温度时，所述缸体主干支路、第一节温器4、所述缸体第一支路和所述缸体第二支路依次流体连通以构成所述大循环回路。具体地：第二节温器5的上游(进水口)与所述缸体第一支路的出水口流体连通，第二节温器5的下游(出水口)与所述缸体第二支路的进水口流体连通。随着小循环回路的开启，所述缸体第一支路中的冷却液持续加热第二节温器5中的感应体，当系统中冷却液温度达到第二节温器5的主阀门的第二预设温度时，第二节温器5的主阀门便开启直至全开，开启大循环回路。所述缸体第一支路中的冷却液经由第二节温器5的主阀门，再分成两股，一股冷却液依次经由高压废气再循环冷却器9和机械式水泵3，流回到缸体1；另一股冷却液依次经由散热器10和机械式水泵3，流回到缸体1，从而实现对高压废气再循环冷却器9和散热器10实施冷却。

本实施方式所提供的发动机冷却系统还包括废气收集支路，所述废气收集支路用于将散热器10和第一节温器4中气态的冷却液降温成液态的冷却液并由机械式水泵3收集。优选地，所述废气收集支路包括除气罐12，除气罐12与机械式水泵3流体连通，用于将散热器10和第一节温器4中气态的冷却液降温成液态的冷却液并由机械式水泵3收集，由机械式水泵3将收集到的冷却液及时补充到缸体1中，并与缸体1中的冷却液混合，以降低冷却液的温度。

上述实施方式改变了传统方式中的只要发动机运转，缸盖2和缸体2一并进行冷却的模式，从而节省了油耗，降低发动机工作成本。

本发明还提供一种车辆，包括发动机冷却系统，所述发动机装置为上述实施方式中所述的发动机冷却系统。所述车辆的其它部分均为现有技术，在此不再展开描述。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括分别储存有冷却液的缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的温度上升到第一预设温度时，所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中的冷却液流体连通，以对低压废气再循环冷却器(8)冷却；所述缸体冷却循环回路包括缸体主干支路和缸体第一支路，所述缸体第一支路与所述缸体主干支路构成小循环回路，所述低压废气再循环冷却器(8)设于所述缸体第一支路中；所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的上升到第二预设温度时，所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中的冷却液流体连通，以还对高压废气再循环冷却器(9)冷却，所述第一预设温度小于所述第二预设温度。

2.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸体冷却循环回路还包括缸体第二支路，所述缸体第二支路、所述缸体第一支路与所述缸体主干支路构成大循环回路，所述高压废气再循环冷却器(9)设于所述缸体第二支路中。

3.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸体第一支路还设有暖风设备(7)，所述暖风设备(7)并联设置在所述低压废气再循环冷却器(8)的两端，依次经由所述缸体冷却循环回路、所述缸盖冷却循环回路中的冷却液对所述暖风设备(7)冷却。

4.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸体第二支路还设有散热器(10)，所述散热器(10)并联设置在所述高压废气再循环冷却器(9)的两端，所述散热器(10)对依次经由所述缸体冷却循环回路、所述缸盖冷却循环回路中的冷却液冷却。

5.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括第一节温器(4)，在所述第一预设温度时，所述第一节温器(4)的主阀门全开，所述缸体主干支路、所述第一节温器(4)和所述缸体第一支路依次流体连通以构成所述小循环回路。

6.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括第二节温器(5)，在所述第二预设温度时，所述第二节温器(5)的主阀门全开，所述缸体主干支路、所述第二节温器(5)、所述缸体第一支路和所述缸体第二支路依次流体连通以构成所述大循环回路。

7.如权利要求1至6中任一项所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸盖冷却循环回路设有缸盖(2)、机油冷却器(6)和电子水泵(11)，所述缸盖(2)具有第一进水口(2a)、第二进水口(2b)、第一出水口(2c)和第二出水口(2d)，所述第一进水口(2a)与所述电子水泵(11)的泵出口连接，所述第一出水口(2c)与第一节温器(4)的进水口连接，所述第二进水口(2b)与所述机油冷却器(6)的出水口直接连接，所述第一出水口(2c)和所述第二进水口(2b)通过管道(13)连接，所述第二出水口(2d)与所述机油冷却器(6)的进水口直接连接，所述第一节温器(4)的出水口与所述电子水泵(11)的泵入口连接，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液温度上升到第一预设温度时，所述电子水泵(11)关闭。

8.如权利要求7所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸体冷却循环回路还设有缸体(1)和机械式水泵(3)，所述缸体主干支路设有依次串接的所述机械式水泵(3)、所述缸体(1)和所述缸盖(2)，所述机械式水泵(3)开启时，所述缸体(1)中的冷却液经由所述缸盖(2)进入到所述第一节温器(4)中，所述发动机冷却系统还包括废气收集支路，所述废气收集支路用于将散热器(10)和第一节温器(4)中气态的冷却液降温成液态的冷却液并由所述机械式水泵(3)收集。

9.一种车辆，包括发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机冷却系统为权利要求8所述的发动机冷却系统。