CN103670657B - 一种发动机冷却系统、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机冷却系统、发动机及车辆，所述的发动机冷却系统包括：冷却液泵、水套、节温器和散热器形成的第一冷却液循环支路；冷却液泵、水套、节温器和暖风散热器形成第二冷却液循环支路；冷却液泵、水套、节温器形成第三冷却液循环支路；节温器包括：在冷却液达到第一温度时呈开启状态、在冷却液未达到第一温度时呈关闭状态的主阀门，与散热器连接；在冷却液未达到第一温度时呈开启状态、达到第一温度时呈关闭状态的副阀门，与冷却泵连接；控制第二冷却液循环支路保持常通状态的第一常通口，与暖风散热器连通；与水套连通的第二常通口。该发动机冷却系统可提供充足的空调暖风，提高驾驶的舒适性；冷却液工作温度高，提高燃油经济性。

Description

一种发动机冷却系统、发动机及车辆

技术领域

本发明涉及一种发动机冷却系统、发动机及安装有该发动机冷却系统的车辆，属于汽车技术领域。

背景技术

现有的汽车发动机冷却系统通常是由冷却液泵、缸体水套、缸盖水套、节温器、涡轮增压器、散热器、暖风散热器及管路等组成。通常从冷却液泵流出的冷却液分两路，一路流经缸体水套和缸盖水套，到达节温器后通过节温器阀门分流而分别流至散热器和暖风散热器，另一路流经涡轮增压器再流入节温器，为增压器提供冷却。现有的汽车发动机冷却系统存在以下问题：一是冬季发动机暖机阶段，空调暖风量不足，降低驾驶舒适性；二是发动机冷却系统的冷却液温度在95℃左右，不利于发动机的燃油经济性；三是一般进入涡轮增压器的冷却液取自冷却液泵，流过涡轮增压器后再流入节温器，增压器与冷却液泵需通过管路连接，当两者距离较远时，连接管路复杂，冷却液泵及增压器的布置受到局限；四是冷却系统的冷却液容易产生气泡，对发动机的正常工作产生影响；五是发动机冷却系统无法为机油提供冷却，机油无法在最佳的温度范围内工作，无法保证机油的工作性能。

发明内容

为了解决现有技术中发动机冷却系统冬季发动机暖机阶段，空调暖风量不足，降低驾驶舒适性；发动机冷却系统的冷却液温度在95℃左右，不利于发动机的燃油经济性等问题，本发明提供了一种发动机冷却系统。

本发明所提供的技术方案为：

一种发动机冷却系统，包括冷却液泵、设在缸体和缸套内的水套、节温器、散热器、以及暖风散热器，其中，

冷却液泵、水套、节温器和散热器通过管路依次连通，并返回至冷却液泵，形成第一冷却液循环支路；

冷却液泵、水套、节温器和暖风散热器通过管路依次连通，并返回至冷却液泵，形成第二冷却液循环支路；

冷却液泵、水套、节温器通过管路依次连通，并返回至冷却液泵，形成第三冷却液循环支路；

所述节温器包括：

用于在冷却液达到第一温度时呈开启状态、在冷却液未达到第一温度时呈关闭状态的主阀门，与所述散热器连接；

用于在冷却液未达到第一温度时呈开启状态、达到第一温度时呈关闭状态的副阀门，与所述冷却泵连接；

用于控制所述第二冷却液循环支路保持常通状态的第一常通口，与所述暖风散热器连通；

用于与所述水套连通的第二常通口。

进一步的，所述第一温度为95℃~115℃。

进一步的，所述的发动机冷却系统还包括涡轮增压器，其通过管路连接在所述水套和所述节温器之间；

所述冷却液泵、所述水套、所述涡轮增压器与所述节温器通过管路依次连通，形成第四冷却液循环支路；

所述节温器还包括用于控制所述第四冷却液循环支路保持常通状态的第三常通口，所述第三常通口与所述涡轮增压器连通。

进一步的，所述的发动机冷却系统还包括连接在所述散热器和所述冷却液泵之间管路上的副水箱；

所述的节温器还包括第四常通口，所述第四常通口与所述副水箱的空气侧连通。

进一步的，所述冷却液泵上集成设置有用于冷却发动机中机油的机油冷却模块，利用冷却液直接为机油提供冷却。

进一步的，所述机油冷却模块包括第一冷却液通道、第一机油通道以及用于将第一机油通道内的机油与所述第一冷却液通道内的冷却液进行热交换的热交换结构；

所述冷却液泵上构造有所述第一冷却液通道、所述第一机油通道、所述热交换结构、以及用于为所述水套提供冷却液的第二冷却液通道，从而所述冷却液泵上集成设置有所述机油冷却模块。

进一步的，所述冷却液泵包括泵主体和固连于所述泵主体底部的机油冷却模块主体；

所述机油冷却模块主体包括第一冷却液进口、第一冷却液出口、第一机油进口、第一机油出口和所述热交换结构；

所述泵主体包括第二冷却液进口、第二冷却液出口、第三冷却液进口、第三冷却液出口、第二机油进口、第二机油出口、第三机油进口、第三机油出口；其中，

所述第三冷却液出口与所述水套连通，所述第二冷却液进口与所述第三冷却液出口连通，形成用于为所述水套提供冷却液的所述第二冷却液通道；

所述第二冷却液进口、所述第二冷却液出口、所述第一冷却液进口、所述第一冷却液出口、所述第三冷却液进口以及所述第三冷却液出口依次连通，形成所述第一冷却液通道；

所述第二机油进口、所述第二机油出口、所述第一机油进口、所述第一机油出口、所述第三机油进口以及所述第三机油出口依次连通，形成所述第一机油通道。

进一步的，所述泵主体还包括用于与油底壳连通的第四机油出口，所述第四机油出口与所述第三机油进口连通。

进一步的，所述冷却液泵上还设置有机油滤清总成；

所述机油滤清总成设置于所述第三机油进口与所述第三机油出口之间，用于过滤经所述机油冷却模块冷却后流向水套的机油；

和/或，所述机油滤清总成设置于所述第三机油进口与所述第四机油出口之间，用于过滤经所述机油冷却模块冷却后流向油底壳的机油。

本发明另一个目的在于还提供了一种发动机，其包括本发明的发动机冷却系统。

本发明还一个目的在于提供一种车辆，其包括本发明的发动机冷却系统。

本发明的有益效果为：

本发明的发动机冷却系统中节温器上保持常通状态的第一常通口与暖风散热器连通，可保持第二冷却液循环支路为常通状态，在冬季暖机阶段，可提供充足的空调暖风，提高驾驶的舒适性；本发明的发动机冷却系统可使得冷却液的工作温度可超过110℃，有利于提高发动机的燃油经济性。

此外，本发明的发动机冷却系统的进一步的技术方案中，将涡轮增压器与水套直接连接，而无需与冷却液泵连接，当增压器与冷却液泵相距较远时，无需设置复杂的连接管路，降低制造成本。

此外，本发明的发动机冷却系统的进一步技术方案中，在节温器与副水箱之间设置了连接管路，当整个发动机冷却系统产生气泡时，可迅速将气泡排出至副水箱，减少了对发动机的不良影响。

此外，本发明的发动机冷却系统中设置机油冷却模块，且机油冷却模块集成设置在冷却液泵上，形成集成设置有机油冷却模块的冷却液泵，其可利用冷却液直接为机油提供冷却，使得机油工作在最佳的温度范围内，保证机油的工作性能良好，机油冷却模块集成设置在冷却液泵上，两者不可拆分，结构紧凑，使得该发动机冷却系统的安装布置不会受到局限。

附图说明

图1表示本发明的发动机冷却系统的结构示意图；

图2表示集成设置机油冷却模块的冷却液泵结构示意图；

图3表示集成设置机油冷却模块的冷却液泵的原理结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

现有技术中，冬季发动机暖机阶段，空调暖风量不足，降低驾驶舒适性，发动机冷却系统的冷却液温度在95℃左右，不利于发动机的燃油经济性。为了解决上述技术问题，如图1和图2所示，本发明提供了一种发动机冷却系统，其包括冷却液泵1、设在缸体和缸套内的水套2、节温器3、散热器4、以及暖风散热器5，其中，冷却液泵1依次与水套2、节温器3和散热器4管路连接后，再返回至冷却液泵1，形成第一冷却液循环支路；冷却液泵1依次与水套2、节温器3和暖风散热器5管路连接后，再返回冷却液泵1，而形成第二冷却液循环支路；冷却液泵、水套、节温器通过管路依次连通，并返回至冷却液泵，形成第三冷却液循环支路；

其中，节温器3包括主阀门31、副阀门32、第一常通口33、第二常通口35、第三常通口34和第四常通口36，其中，

主阀门31在冷却液达到第一温度时呈开启状态、冷却液未达到第一温度时呈关闭状态，主阀门31与散热器4连接，从而使得第一冷却液循环支路在冷却液温度未达到第一温度时为断路状态，在超过第一温度时为通路状态；该第一温度的范围为95℃~115℃；

副阀门32在冷却液未达到第一温度时呈开启状态、达到第一温度时呈关闭状态，从而使得第三冷却液循环支路在冷却液温度未达到第一温度时为通路状态，在达到第一温度时为断路状态；

第一常通口33为常通状态，其与暖风散热器5连通，用于使第二冷却液循环支路保持常通状态；

第二常通口35为常通状态，与水套2连通，用于使得水套2与节温器3之间保持常通状态。

由于采用上述结构的节温器3，本发明的发动机冷却系统中，用于向车辆提供暖风的第二冷却液循环支路可保持常通状态，在冬季暖机阶段，也可提供充足的空调暖风，从而提高驾驶的舒适性。此外，本发明优选实施例中的发动机冷却系统中冷却液的正常温度可超过110℃，有利于提高发动机的燃油经济性。

此外，现有技术中，发动机冷却系统通常还包括涡轮增压器，涡轮增压器直接与冷却液泵连接，通过冷却液泵提供的冷却液冷却，再将冷却液流入到节温器，这种结构不够紧凑，当冷却液泵与涡轮增压器距离较远时，用于连接涡轮增压器和冷却液泵的连接管路布置比较复杂，冷却液泵与涡轮增压器的布置受到局限。与现有技术相比不同的是，如图1所示，本发明的发动机冷却系统中涡轮增压器6通过管路直接连接在水套2和节温器3之间，从而冷却液泵1、水套2、涡轮增压器6与节温器3依次连通，而形成第四冷却液循环支路，且节温器3上的第三常通口34为常通状态，并与涡轮增压器6连接，使得第四冷却液循环支路保持常通。

采用上述结构，使得用于冷却涡轮增压器6的冷却液直接来自缸体和缸盖的水套2，涡轮增压器6无需与冷却液泵1进行连接，无需设置冷却液泵1与涡轮增压器6之间的连接管路，在保证了涡轮增压器6冷却效果的同时，简化冷却液泵1与涡轮增压器6布置，降低了制造成本。

此外，现有技术中，发动机冷却系统中产生水泡时，会对发动机的正常工作产生影响。为了解决这一问题，本实施例中，优选的，如图1所示的，本发明的发动机冷却系统还包括副水箱7，该副水箱7具有液体侧和气体侧，散热器4的出气口与副水箱7的气体侧连通，副水箱7的液体侧与连接散热器4和冷却液泵1的管路连通，并且，节温器3的第四常通口36与副水箱7的气体侧的进气口连通。本发明的发动机冷却系统通过在副水箱7的气体侧与节温器3之间设置连接管路，当整个发动机冷却系统中产生气泡时，可迅速地将气泡排出至副水箱7的气体侧，从而减少了对发动机的不良影响。

此外，本发明的发动机冷却系统中的冷却液泵1上可以集成设置有机油冷却模块。本发明的发动机冷却系统中设置机油冷却模块，且机油冷却模块集成设置在冷却液泵上，形成集成设置有机油冷却模块的冷却液泵1，其可利用冷却液直接为机油提供冷却，使得机油工作在最佳的温度范围内，保证机油的工作性能良好，且机油冷却模块集成设置在冷却液泵1上，两者不可拆分，结构紧凑，该发动机冷却系统的安装布置不会受到局限。

通常，机油冷却模块包括第一冷却液通道、第一机油通道以及用于将第一机油通道内的机油与第一冷却液通道内的冷却液进行热交换的热交换结构；本发明中，通过在冷却液泵上构造第一冷却液通道、第一机油通道、热交换结构、以及用于为水套提供冷却液的第二冷却液通道，而将机油冷却模块与冷却液泵集成为一体，形成集成设置有所机油冷却模块的冷却液泵。

本发明的优先实施例中，提供了一种集成设置有机油冷却模块的冷却液泵1的具体结构，如图2和图3所示的，其包括泵主体10和固连于泵主体10底部的机油冷却模块主体11；

机油冷却模块主体11设置有第一冷却液进口111、第一冷却液出口112、第一机油进口113、第一机油出口114和热交换结构115；

泵主体10设置有第二冷却液进口101、第二冷却液出口102、第三冷却液进口104、第三冷却液出口105、第二机油进口106、第二机油出口107、第三机油进口108、第三机油出口109；其中，

第三冷却液出口105与水套连通，第二冷却液进口101与第三冷却液出口105连通，形成用于为水套提供冷却液的第二冷却液通道；

第二冷却液进口101、第二冷却液出口102、第一冷却液进口111、第一冷却液出口112、第三冷却液进口104以及第三冷却液出口105依次连通，形成第一冷却液通道；

第二机油进口106、第二机油出口107、第一机油进口113、第一机油出口114、第三机油进口108以及第三机油出口109依次连通，形成第一机油通道。

本实施例中的集成设置有机油冷却模块的冷却液泵1工作过程为：

机油从泵主体10的第二机油进口106进入第一机油通道，冷却液经过泵主体11的第二冷却液进口101后分支，分别进入第一冷却液通道和第二冷却液通道，其中，经过第二冷却液通道的冷却液输送至水套2内，为本发明的发动机冷却系统中提供循环的冷却液，经过第一冷却液通道的冷却液与经过第一机油通道内的机油在机油冷却模块主体11内进行换热，以冷却高温的机油，再进入第二冷却液通道，第一机油通道内经冷却后的机油再经第三机油出口流入缸体进行润滑，从而保证进入到缸体内的机油不会高温变质，不会影响润滑效果。

本实施例中，优选的，如图3所示，泵主体10还设置有用于与油底壳连通的第四机油出口110，第四机油出口110与第三机油进口108连通。经机油冷却模块主体后被冷却的机油还可以进入到油底壳内，从而为发动机提供冷却的机油，保证发动机各零部件的性能。

本实施例中，优选的，如图2所示，冷却液泵1上还设置有机油滤清总成，机油滤清总成设置于第三机油进口108与第三机油出口109之间，用于过滤经机油冷却模块主体11冷却后流向油底壳的机油；和/或，机油滤清总成设置于第三机油进口108与第四机油出口110之间，用于过滤经机油冷却模块11冷却后的机油。

以下说明本发明优选实施例中的发动机冷却系统的工作过程：

如图1所示，发动机冷却系统中的冷却液泵1开启，将冷却液泵1入发动机冷却系统内，其中，大部分冷却液流经缸体和缸盖的水套2、节温器3、涡轮增压器6、散热器4、暖风散热器5、副水箱7以及各连接管路后回到冷却液泵1内，完成用于冷却发动机的冷却液循环，同时，一小部分冷却液经泵主体10流入机油冷却模块11内循环，用于冷却机油。具体地，用于冷却发动机的冷却液有以下几个循环支路：

第二冷却液循环支路：冷却液经冷却液泵1进入缸体和缸盖的水套2，由缸体和缸盖的水套2流入节温器3，冷却液经管路由节温器3进入暖风散热器5，再经过管路回到冷却液泵1，形成第二冷却液循环支路，且该第二冷却液循环支路不受节温器3的主阀门31是否开启影响，保持常通状态，冬季暖机阶段可保证充分的空调暖风，提高驾驶舒适性；

第三冷却液循环支路：在冷却液温度未达到第一温度时，节温器3的主阀门31未完全开启，冷却液经冷却液泵1进入缸体和缸盖的水套2，由缸体和缸盖的水套2流入节温器3，再经管路直接流回冷却液泵1，而形成第三冷却液循环支路。

第四冷却液循环支路：冷却液经冷却液泵1进入缸体和缸盖的水套2，再经管路由缸体和缸盖水套2进入涡轮增压器6，流出涡轮增压器6后经管路流入节温器3，最终回到冷却液泵1，形成第四冷却液循环支路，该第四冷却液循环支路可很好地为涡轮增压器6提供冷却，不需要将涡轮增压器6直接与冷却液泵1相连，在保证增压器冷却效果的同时，可以简化增压器的布置难度；

第一冷却液循环支路：在冷却液温度超过第一温度时，节温器3的主阀门31开启，冷却液经冷却液泵1进入缸体和缸盖的水套2，由缸体和缸盖的水套2再流入节温器3，流出节温器3的冷却液经管路流入散热器4，冷却液在散热器4中得到冷却，再经管路流回至冷却液泵1，形成第一冷却液循环支路，同时，冷却液泵1回水管路与副水箱7的液体侧相连，可以减少冷却液泵1的穴蚀，提高冷却液泵1的寿命。

第五冷却液循环支路：冷却液经冷却液泵1进入缸体和缸盖水套2，由缸体和缸盖水套2流入节温器3，流出节温器3的冷却液经管路与副水箱7的气体侧连通，形成第五冷却液循环支路，该第五冷却液循环支路为常通支路，可以将冷却系统中产生的气泡排出，减少气泡爆裂时对发动机产生的不良影响。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机冷却系统，包括冷却液泵、设在缸体和缸套内的水套、节温器、散热器、以及暖风散热器，其中，

冷却液泵、水套、节温器和散热器通过管路依次连通，并返回至冷却液泵，形成第一冷却液循环支路；

冷却液泵、水套、节温器和暖风散热器通过管路依次连通，并返回至冷却液泵，形成第二冷却液循环支路；

冷却液泵、水套、节温器通过管路依次连通，并返回至冷却液泵，形成第三冷却液循环支路；

其特征在于，所述节温器包括：

用于在冷却液达到第一温度时呈开启状态、在冷却液未达到第一温度时呈关闭状态的主阀门，与所述散热器连接；

用于在冷却液未达到第一温度时呈开启状态、达到第一温度时呈关闭状态的副阀门，与所述冷却泵连接；

用于控制所述第二冷却液循环支路保持常通状态的第一常通口，与所述暖风散热器连通；以及，

用于与所述水套连通的第二常通口；

所述的发动机冷却系统还包括涡轮增压器，其通过管路连接在所述水套和所述节温器之间；

所述冷却液泵、所述水套、所述涡轮增压器与所述节温器通过管路依次连通，形成第四冷却液循环支路；

所述节温器还包括用于控制所述第四冷却液循环支路保持常通状态的第三常通口，所述第三常通口与所述涡轮增压器连通。

2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述第一温度为95℃～115℃。

3.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述的发动机冷却系统还包括连接在所述散热器和所述冷却液泵之间管路上的副水箱；

所述的节温器还包括第四常通口，所述第四常通口与所述副水箱的空气侧 连通。

4.根据权利要求1至3任一项所述的发动机冷却系统，其特征在于：

所述冷却液泵上集成设置有用于冷却发动机中机油的机油冷却模块，利用冷却液直接为机油提供冷却。

5.根据权利要求4所述的发动机冷却系统，其特征在于：

所述机油冷却模块包括第一冷却液通道、第一机油通道以及用于将第一机油通道内的机油与所述第一冷却液通道内的冷却液进行热交换的热交换结构；

所述冷却液泵上构造有所述第一冷却液通道、所述第一机油通道、所述热交换结构、以及用于为所述水套提供冷却液的第二冷却液通道，从而所述冷却液泵上集成设置有所述机油冷却模块。

6.根据权利要求5所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述冷却液泵包括泵主体和固连于所述泵主体底部的机油冷却模块主体；

所述机油冷却模块主体包括第一冷却液进口、第一冷却液出口、第一机油进口、第一机油出口和所述热交换结构；

所述泵主体包括第二冷却液进口、第二冷却液出口、第三冷却液进口、第三冷却液出口、第二机油进口、第二机油出口、第三机油进口、第三机油出口；其中，

所述第三冷却液出口与所述水套连通，所述第二冷却液进口与所述第三冷却液出口连通，形成用于为所述水套提供冷却液的所述第二冷却液通道；

所述第二冷却液进口、所述第二冷却液出口、所述第一冷却液进口、所述第一冷却液出口、所述第三冷却液进口以及所述第三冷却液出口依次连通，形成所述第一冷却液通道；

所述第二机油进口、所述第二机油出口、所述第一机油进口、所述第一机油出口、所述第三机油进口以及所述第三机油出口依次连通，形成所述第一机油通道。

7.根据权利要求6所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述泵主体还包括用于与油底壳连通的第四机油出口，所述第四机油出口与所述第三机油进口连通。

8.根据权利要求6所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述冷却液泵 上还设置有机油滤清总成；

所述机油滤清总成设置于所述第三机油进口与所述第三机油出口之间，用于过滤经所述机油冷却模块冷却后流向水套的机油；

和/或，所述机油滤清总成设置于所述第三机油进口与所述第四机油出口之间，用于过滤经所述机油冷却模块冷却后流向油底壳的机油。

9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的发动机冷却系统。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的发动机冷却系统。