CN100532801C - 发动机冷却系统 - Google Patents

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Abstract

一种包括气缸盖和气缸体的发动机的冷却系统,包括冷却剂进口管和冷却剂出口管。用于分别把冷却剂引入气缸盖和气缸体的冷却剂进口管分开形成,而用于分别从气缸盖和气缸体排出冷却剂的冷却剂出口管分开形成。气缸盖旁和气缸体旁的冷却剂进口管的上游端分别连接到前置腔室,所述前置腔室的横截面积大于连接冷却剂泵和前置腔室的冷却剂管的横截面积。

Description

发动机冷却系统
相关申请的相互引用
本申请要求2004年12月23日提出的韩国专利申请10-2004-0110873的优先权,它的全部内容作为参考包含在本文中。
技术领域
总体而言,本发明涉及发动机的冷却系统。更具体地说,本发明涉及发动机的冷却系统,其中用于气缸体和气缸盖的冷却剂通道分开形成。
背景技术
如图2中所示,发动机分离冷却系统指的是一种发动机冷却系统,其中用于把冷却剂引入气缸盖10和气缸体11的单独冷却剂进口管10a和11a、以及从气缸盖10和气缸体11排出冷却剂的单独冷却剂出口管10b和11b分开形成。美国专利6,595,164公开了发动机分离冷却系统的一个实例。
在分离冷却系统中,用于向气缸盖10和气缸体11提供冷却剂的冷却剂泵12,以及用于辐射从气缸盖10和气缸体11排出的冷却剂热量的散热器14共同用于冷却气缸盖10和气缸体11,但单独冷却剂进口管10a和11a以及单独冷却剂出口管10b和11b分开形成。
气缸盖旁的冷却剂出口管10b连接气缸盖10和散热器14,以便从气缸盖10排出的冷却剂直接流入散热器14,并且还设有一条冷却剂管用于使流经散热器14的冷却剂流向冷却剂泵12。具体地说,主调温器13布置在连接散热器14和冷却剂泵12的冷却剂管内。主调温器13控制冷却剂流量,以便只有当冷却剂温度位于预定温度范围内时,冷却剂才经由冷却剂泵12提供给气缸盖10和气缸体11。从气缸盖10排出的一部分冷却剂提供给加热器18,用于加热乘客舱,然后,经由主调温器13提供给冷却剂泵12。
同时,用于控制从气缸体11排出的冷却剂流量的缸体调温器15布置在气缸体旁的冷却剂出口管11b内,并且已流过缸体调温器15的冷却剂经由散热器14提供给冷却剂泵12。从气缸体旁的冷却剂出口管11b排出的一部分冷却剂用于冷却油冷器16。设有一条连接缸体调温器15和冷却剂泵12的旁通管。当从冷却剂出口管11b排出的冷却剂温度低于预定温度时,缸体调温器15关闭冷却剂管,以便从冷却剂出口管11b排出的冷却剂通过旁通管直接提供给冷却剂泵12。
然而,在这种分开提供用于气缸盖10和气缸体11的冷却剂通道的现有冷却系统中,提供给气缸盖10和气缸体11的冷却剂压力变得不均匀。另外,当缸体调温器15关闭时,气缸体11内的冷却剂流动被阻滞。这使得热量梯度被劣化,从而可能使气缸体因热而被损坏。
在发明背景部分公开的信息仅仅用于增加对发明背景的理解,而不应该作为该信息构成已经在该国为本领域普通技术人员所熟知的现有技术的确认或者任何形式的暗示。
发明内容
本发明的动机是提供一种具有下列非限定优点的发动机冷却系统:流向发动机的气缸盖和气缸体的冷却剂压力梯度被均匀化,通过使用冷却剂的热量来对加热器进行加热而使得总加热效率得以提高,并且可以防止节流阀体冻结。
在依据本发明的一个实施方案的包括气缸盖和气缸体的发动机的一个例示性冷却系统中,用于分别把冷却剂引入气缸盖和气缸体的单独冷却剂进口管分开形成,而用于分别从气缸盖和气缸体排出冷却剂的单独冷却剂出口管也分开形成,并且,气缸盖旁和气缸体旁的冷却剂进口管的上游端分别连接到前置腔室,所述前置腔室的横截面积大于连接冷却剂泵和前置腔室的冷却剂管的横截面积。
气缸盖旁的冷却剂出口管的下游端和气缸体旁的冷却剂出口管的下游端可以分别连接到用于控制冷却剂的流量的缸体调温器。用于引导冷却剂流向散热器的散热器方向的冷却剂管和用于引导冷却剂流向加热器及节流阀体的加热器方向的冷却剂管可以分别连接到缸体调温器的外壳。在冷却剂泵的上游可以提供连接到主调温器的外壳的散热器方向的冷却剂管和加热器方向的冷却剂管,以便允许冷却剂流入主调温器的外壳。
在另一个的实施方案中,包括气缸盖和气缸体的发动机的冷却系统包括:冷却剂泵;前置腔室,所述前置腔室连接到所述冷却剂泵以便临时存储由所述冷却剂泵抽吸的冷却剂;第一冷却剂管,所述第一冷却剂管连接到所述前置腔室,用于引导冷却剂流经所述气缸盖;第二冷却剂管,所述第二冷却剂管连接到所述前置腔室,用于引导冷却剂流经所述气缸体;第一调温器,所述第一调温器连接到所述第一和第二冷却剂管,以便接收从所述气缸盖和所述气缸体排出的冷却剂,所述第一调温器配置成响应冷却剂的温度来控制从所述气缸体排出的冷却剂的流量;散热器,所述散热器连接到所述第一调温器以接收从所述第一调温器排出的冷却剂的至少一部分,所述散热器配置成用于辐射冷却剂的热量;以及第二调温器,所述第二调温器连接到所述散热器和所述冷却剂泵,所述第二调温器配置成响应冷却剂的温度来控制从所述散热器到所述冷却剂泵的冷却剂的流量。
所述冷却系统还包括加热器方向的冷却剂管,所述加热器方向的冷却剂管经由加热器和节流阀体二者中的至少一个连接到所述第一和第二调温器。所述加热器方向的冷却剂管允许从所述第一调温器排出的冷却剂的至少一部分穿过加热器和节流阀体二者中的至少一个。
附图说明
附图图解了本发明的示例性实施方案,并且连同说明书一起用来解释本发明的原理,其中:
图1是依据本发明实施方案的发动机冷却系统的示意图;以及
图2是依据现有技术的发动机冷却系统的示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本发明的实施方案。
图1是依据本发明实施方案的发动机冷却系统的示意图,并且附图标记30指示前置腔室。
依据本发明实施方案的发动机冷却系统通过在发动机20中循环冷却剂和从冷却剂中辐射热量来冷却发动机20。例如,冷却剂可以是冷却水。
冷却剂泵23抽吸冷却剂以便在冷却系统中循环。
冷却系统可以包括第一冷却剂管和第二冷却剂管。第一冷却剂管连接到前置腔室30,并且引导冷却剂流经发动机20的气缸盖21。第二冷却剂管也连接到前置腔室30,并且引导冷却剂流经发动机20的气缸体22。如图1中所示,第一冷却剂管可以包括气缸盖旁的冷却剂进口管21a、气缸盖旁的冷却剂出口管21b、以及形成在气缸盖21内的冷却剂通道(未图示)。类似地,第二冷却剂管可以包括气缸体旁的冷却剂进口管22a、气缸体旁的冷却剂出口管22b、以及形成在气缸体22内的冷却剂通道(未图示)。
如图1中所示,在依据本发明的一个实施方案的发动机冷却系统中,用于把冷却剂引入气缸盖21的气缸盖旁的冷却剂进口管21a和用于把冷却剂引入气缸体22的气缸体旁的冷却剂进口管22a分开形成,而用于从气缸盖21排出冷却剂的气缸盖旁的冷却剂出口管21b和用于从气缸体22排出冷却剂的气缸体旁的冷却剂出口管22b分开形成,这与常规技术一样。
用于均衡供给气缸盖21和气缸体22的冷却剂的压力的前置腔室30提供在冷却剂管31内,通过该前置腔室,由冷却剂泵23抽吸的冷却剂流经在气缸盖旁的冷却剂进口管21a和气缸体旁的冷却剂进口管22a的分支点。也就是说,由冷却剂泵23抽吸的冷却剂供给前置腔室30,并且临时存储在这里,然后,临时存储在前置腔室30内的冷却剂分别通过冷却剂进口管21a和22a供给气缸盖21和气缸体22。
前置腔室30可以定义特定内部空间。例如,前置腔室30可以定义横截面积大于冷却剂管31的横截面积的空间,冷却剂管31连接冷却剂泵23和前置腔室30。由冷却剂泵23抽吸的冷却剂临时存储在前置腔室内,从而均匀混合,以便均衡冷却剂的压力,然后分别通过冷却剂进口管21a和22a供给气缸盖21和气缸体22。因此,供给气缸盖21和气缸体22的冷却剂压力由于前置腔室30的存在而变得充分均匀。
气缸盖旁的冷却剂出口管21b和气缸体旁的冷却剂出口管22b的下游端分别连接到缸体调温器(即第一调温器)24的外壳24a,缸体调温器24控制分别通过冷却剂出口管21b和22b从气缸盖21和气缸体22排出冷却剂的流量。也就是,缸体调温器24连接到第一和第二冷却剂管以便接收从气缸盖21和气缸体22排出的冷却剂,并且它配置成响应从气缸体22排出的冷却剂温度来控制从气缸体22排出的冷却剂流量。
用于控制冷却剂穿过气缸体旁的冷却剂出口管22b的流量的阀装置24b提供在缸体调温器24的外壳24a内部里,并且不给气缸盖旁的冷却剂出口管21b提供阀装置。
用于允许冷却剂流向散热器25的散热器方向的冷却剂管25a和用于允许冷却剂流向加热器26的加热器方向的冷却剂管26a分别连接到缸体调温器24的外壳24a。如图1中所示,经由加热器26和节流阀体27二者中的至少一个,加热器方向的冷却剂管26a连接到缸体调温器24和主调温器(即第二调温器)28。加热器方向的冷却剂管26a配置成允许从缸体调温器24排出的冷却剂的至少一部分穿过加热器26和节流阀体27二者中的至少一个。具体地说,从加热器方向的冷却剂管26a分支出节流阀体方向的冷却剂管27a,用于允许冷却剂流经节流阀体27以防止节流阀体27冻结。如图1中所示,散热器25连接到缸体调温器24来接收从缸体调温器24排出的冷却剂的至少一部分,并且它配置成辐射冷却剂热量。
冷却剂管配置成这样,以便通过散热器方向的冷却剂管25a已经流经散热器25的冷却剂和通过加热器方向的冷却剂管26a已经流经加热器26及节流阀体27的冷却剂一起在主调温器28处汇聚,该主调温器28布置在冷却剂泵23的上游,用于控制冷却剂经过冷却剂泵23的流量。阀装置28b提供在主调温器28的外壳28a内,以控制从散热器25到主调温器28的冷却剂流量,并且不给加热器方向的冷却剂管26a提供阀装置。也就是说,主调温器28连接到散热器25和冷却剂泵23,并且它配置成响应从散热器25排出的冷却剂温度来控制从散热器25到冷却剂泵23的冷却剂流量。
在下文中,将详细说明依据本发明的一个实施方案的发动机冷却系统的操作过程及效果。
因为冷却剂进口管21a和22a的上游端连接到前置腔室30,冷却剂进口管21a和22a分别连接到气缸盖21和气缸体22以便分别冷却发动机20,所以在分支进入气缸盖旁的冷却剂进口管21a和气缸体旁的冷却剂进口管22a之前,由冷却剂泵23抽吸的处于非均匀压力状态下的冷却剂在前置腔室30的内部空间内进行混合,从而使得通过冷却剂进口管21a和22a供给气缸盖21和气缸体22的冷却剂压力变得充分均匀。
另外,因为在依据本发明实施方案的发动机冷却系统内提供前置腔室30,所以由于气缸体旁的冷却剂进口管22a和出口管22b之间的压差而形成微流量,甚至当连接到气缸体旁的冷却剂出口管22a的缸体调温器24关闭时也是如此。这使得气缸体22内的热量梯度稳定,从而使得气缸内径变形和异常摩擦被最小化。具体地说,当缸体调温器24关闭时,冷却剂仍然流经气缸盖旁的冷却剂进口管21a和出口管21b,以便形成前置腔室30内的压力梯度。因为冷却剂具有粘性,前置腔室30内的这种压力梯度引起冷却剂从气缸体22到前置腔室30的微逆流。冷却剂从气缸体22到前置腔室30的这种微逆流可以冷却气缸体22,甚至当缸体调温器24关闭时也是如此。
而且,从冷却剂出口管21b和22b排出的一部分冷却剂流向散热器25,并且至少一部分冷却剂也流向加热器26和节流阀体27,从而,冷却剂的热量可以用于给加热器26提供热量、或者用于防止节流阀体27冻结。
依据本发明的一个实施方案,用于气缸盖和气缸体的冷却剂进口管从前置腔室进行分支,前置腔室提供在气缸盖和气缸体的上游,因此,流入气缸盖和气缸体的冷却剂压力变得充分均匀,并且因此,气缸盖和气缸体内的热量梯度是稳定的。而且,因为从气缸盖和气缸体排出的冷却剂的至少一部分的热量用于加热加热器和节流阀体,使得总热效率得以提高。
虽然已经结合目前认为最实用的示例性实施方案描述了本发明,但应该理解,本发明不局限于公开的实施方案,而相反,本发明旨在覆盖包含在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (3)

1.一种包括气缸盖和气缸体的发动机的冷却系统,其中用于分别把冷却剂引入气缸盖和气缸体的冷却剂进口管分开形成,而用于分别从气缸盖和气缸体排出冷却剂的冷却剂出口管分开形成,其中,气缸盖旁和气缸体旁的冷却剂进口管的上游端分别连接到前置腔室,所述前置腔室的横截面积大于连接冷却剂泵和前置腔室的冷却剂管的横截面积;其中气缸盖旁的冷却剂出口管的下游端和气缸体旁的冷却剂出口管的下游端分别连接到用于控制冷却剂的流量的缸体调温器,其中用于引导冷却剂流向散热器的散热器方向的冷却剂管和用于引导冷却剂流向加热器的加热器方向的冷却剂管分别连接到缸体调温器的外壳,并且其中在冷却剂泵的上游设置连接到主调温器的外壳的散热器方向的冷却剂管和加热器方向的冷却剂管,从而允许冷却剂流入主调温器的外壳。
2.一种包括气缸盖和气缸体的发动机的冷却系统,包括:
冷却剂泵;
前置腔室,所述前置腔室连接到所述冷却剂泵以便临时存储由所述冷却剂泵排出的冷却剂;
第一冷却剂管,所述第一冷却剂管连接到所述前置腔室,用于引导冷却剂流经所述气缸盖;
第二冷却剂管,所述第二冷却剂管连接到所述前置腔室,用于引导冷却剂流经所述气缸体;
第一调温器,所述第一调温器连接到所述第一和第二冷却剂管,以便接收从所述气缸盖和所述气缸体排出的冷却剂,所述第一调温器配置成响应冷却剂的温度来控制从所述气缸体排出的冷却剂的流量;
散热器,所述散热器连接到所述第一调温器以接收从所述第一调温器排出的冷却剂的至少一部分,所述散热器配置成用于辐射冷却剂的热量;以及
第二调温器,所述第二调温器连接到所述散热器和所述冷却剂泵,所述第二调温器配置成响应冷却剂的温度来控制从所述散热器到所述冷却剂泵的冷却剂的流量。
3.如权利要求2所述的冷却系统,还包括:加热器方向的冷却剂管,所述加热器方向的冷却剂管经由加热器和节流阀体二者中的至少一个连接到所述第一和第二调温器,所述加热器方向的冷却剂管允许从所述第一调温器排出的冷却剂的至少一部分穿过加热器和节流阀体二者中的至少一个。
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