CN104454214B - 发动机冷却系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机冷却系统及车辆，发动机冷却系统包括设置在缸体上的缸体水套及设置在缸盖上的缸盖水套，缸体水套包括围绕发动机的缸筒由内至外依次设置的缸体内层水套及缸体外层水套，缸盖水套包括由内至外依次设置的缸盖内层水套及缸盖外层水套；缸体内层水套与缸盖内层水套连通，形成第一冷却通路，第一冷却通路具有第一进水口及第一出水口；缸体外层水套与缸盖外层水套连通，形成第二冷却通路，第二冷却通路具有第二进水口及第二出水口。本发明中的发动机冷却系统及车辆，在实现对发动机进行冷却的同时，能够有效减少发动机的热辐射，降低发动机热损失。

Description

发动机冷却系统及车辆
技术领域
本发明涉及发动机的冷却技术领域，特别涉及一种发动机冷却系统及车辆。
背景技术
发动机冷却系统通常是通过水泵向发动机冷却水套内泵入冷却液用以冷却发动机。
传统的发动机冷却水套包括设置在缸体上的缸体水套和设置在缸盖上的缸盖水套，缸体水套和缸盖水套一般采用单一水套的方式，即缸体水套的各部件相互连通，缸盖水套的各部分相互连通。冷却液自缸体上的冷却液入口进入到缸体水套中，以对缸体的各部位进行冷却，然后冷却液从缸体水套流动至缸盖水套，再对缸盖上的各部位进行冷却。
但是，发动机的这种冷却方式，发动机在高负荷运行时，不能有效减少发动机辐射热量，降低机舱内的温度，从而发动机可靠性和车辆安全性得不到保障。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机冷却系统及车辆，在对发动机进行冷却的同时，能够有效减少发动机辐射热量。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种发动机冷却系统，包括设置在缸体上的缸体水套及设置在缸盖上的缸盖水套，所述缸体水套包括围绕发动机的缸筒由内至外依次设置的缸体内层水套及缸体外层水套，所述缸盖水套包括由内至外依次设置的缸盖内层水套及缸盖外层水套；
所述缸体内层水套与所述缸盖内层水套连通，形成第一冷却通路，所述第一冷却通路具有第一进水口及第一出水口；
所述缸体外层水套与所述缸盖外层水套连通，形成第二冷却通路，所述第二冷却通路具有第二进水口及第二出水口。
进一步的，所述缸体内层水套分隔形成位于所述缸体两侧的第一缸体内层水套和第二缸体内层水套，所述第一冷却通路为依次连通的所述第一缸体内层水套、所述缸盖内层水套和所述第二缸体内层水套。
进一步的，所述第一缸体内层水套设置在所述缸体的进气侧，所述第二缸体内层水套设置在所述缸体的排气侧；或者，
所述第一缸体内层水套设置在所述缸体的排气侧，所述第二缸体内层水套设置在所述缸体的进气侧。
进一步的，所述缸体水套中设置有第一隔板，所述第一隔板将所述缸体水套分隔形成所述缸体内层水套和所述缸体外层水套；所述缸盖水套中设置有第二隔板，所述第二隔板将所述缸盖水套分隔形成所述缸盖内层水套和所述缸盖外层水套；
所述缸体内层水套中设置有第三隔板，所述第三隔板将所述缸体内层水套分隔形成所述第一缸体内层水套和所述第二缸体内层水套。
进一步的，所述第一进水口设置在所述第一缸体内层水套上，所述第一出水口设置在所述第二缸体内层水套上；
所述第二进水口设置在所述缸体外层水套上，所述第二出水口设置在所述缸盖外层水套上。
进一步的，所述第一出水口设置在所述第二缸体内层水套一端的底部位置，且所述第一出水口处流通路径的中心线斜向下与所述发动机缸筒的中心线成40°～50°夹角。
进一步的，所述缸体内层水套与所述缸体外层水套的容积之比为4：1～5：1，所述缸盖内层水套与所述缸盖外层水套的容积之比为4：1～5：1。
进一步的，所述发动机冷却系统还包括水泵、第一节温器、第二节温器以及散热器，所述第一节温器具有第一入口、第二入口及出口，所述第一入口与所述出口之间设置有主阀，所述第二入口与所述出口之间设置有副阀；
所述水泵的出水口分别连接至所述第一进水口及所述第二进水口，所述第二进水口与所述水泵之间设置有控制阀，所述第一出水口连接至所述第一节温器的所述第一入口，所述第二出水口连接至所述第一节温器的所述第二入口；
所述第一节温器的出口分别连接至所述水泵及所述散热器，所述第一节温器的出水口处设置有所述第二节温器，用以控制所述第一节温器中的水通至所述水泵及所述散热器中的其中一个，所述散热器的出口连接至所述水泵。
进一步的，从所述水泵向所述第二进水口流动的液体流量能够通过所述控制阀进行调节。
相对于现有技术，本发明提供的发动机冷却系统通过将缸盖水套及缸体水套分别设置成内层水套和外层水套，在实现对发动机进行冷却的同时，缸体及缸盖中的外层水套可起到隔热层的作用，能够减少发动机的热辐射，降低机舱内的温度，从而可提高发动机各零部件的可靠性，同时有助于降低发动机热损失，提高燃油经济性。
本发明另一方面提供一种车辆，所述车辆上设置有如上所述的发动机冷却系统。
所述车辆与上述的发动机冷却系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的发动机冷却系统中一个实施例的缸体水套的结构示意图(从底部看)；
图2为水泵与缸体水套连接的结构示意图；
图3为缸盖水套从顶部看的结构示意图；
图4为缸盖水套从底部看的结构示意图；
图5为本发明提供的发动机冷却系统中冷却液的循环结构示意图。
附图标记说明：
1-缸体水套； 11-缸体内层水套；
111-第一缸体内层水套； 112-第二缸体内层水套；
12-缸体外层水套； 13-第一隔板；
14-第一出水口； 2-缸盖水套；
21-缸盖内层水套； 22-缸盖外层水套；
23-第二隔板； 24-第二出水口；
25-第一清砂孔； 26-第二清砂孔；
27-第三清砂孔； 3-水泵；
4-第一节温器； 5-第二节温器；
6-出水总管； 7-散热器；
A-第三隔板所处位置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供一种发动机冷却系统，该冷却系统包括设置在缸体上的缸体水套1及设置在缸盖上的缸盖水套2，缸体水套1包括围绕发动机的缸筒由内至外依次设置的缸体内层水套11及缸体外层水套12，缸盖水套2包括由内至外依次设置的缸盖内层水套21及缸盖外层水套22。
其中，缸体内层水套11与缸盖内层水套21连通，形成第一冷却通路，第一冷却通路具有第一进水口及第一出水口14；缸体外层水套12与缸盖外层水套22连通，形成第二冷却通路，第二冷却通路具有第二进水口及第二出水口24。
本发明提供的发动机冷却系统，通过缸体内层水套11与缸盖内层水套21连通所形成第一冷却通路以及缸体外层水套12与缸盖外层水套22连通所形成第二冷却通路，在实现对发动机进行冷却的同时，缸体外层水套12及缸盖外层水套22还可起到隔热层的作用，能够减少发动机的热辐射，降低机舱内的温度，从而可提高发动机各零部件的可靠性，同时有助于降低发动机热损失，降低燃油消耗率，提高燃油经济性。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的具体实施方式中，缸体水套1中设置有第一隔板13，如图1所示，通过第一隔板13将缸体水套1分隔形成彼此不连通的缸体内层水套11和缸体外层水套12；缸盖水套2中设置有第二隔板23，如图3及图4所示，通过第二隔板23将缸盖水套2分隔形成彼此不连通的缸盖内层水套21和缸盖外层水套22。优选地，分隔形成的缸体内层水套11与缸体外层水套12的容积之比为4：1～5：1，缸盖内层水套21与缸盖外层水套22的容积之比为4：1～5：1。
本实施方式中，缸体内层水套11中还设置有第三隔板(图1中A为第三隔板所处位置，第三隔板未示出)，通过第三隔板将缸体内层水套11分隔形成第一缸体内层水套111及第二缸体内层水套112，在缸体中设置第一隔板13及第三隔板能够提高缸体的结构强度，同样的，在缸盖中设置第二隔板23，能够提高缸盖的结构强度。
本实施方式中，第一缸体内层水套111可设置在所述缸体的进气侧，第二缸体内层水套112设置在所述缸体的排气侧；或者，第一缸体内层水套111设置在缸体的排气侧，第二缸体内层水套112设置在所述缸体的进气侧。
所形成的第一冷却通路为依次连通的第一缸体内层水套111、缸盖内层水套21和第二缸体内层水套112，第一冷却通路为横流水模式，即第一冷却通路为从发动机的进气侧至发动机的排气侧或者从发动机的排气侧至发动机的进气侧。优选地，第一进水口设置在第一缸体内层水套111上，第一出水口14设置在第二缸体内层水套112上，第一冷却通路中的冷却液依次流经第一缸体内层水套111、缸体内层水套21及第二缸体内层水套112；第二冷却通路中，第二进水口设置在缸体外层水套12上，第二出水口24设置在缸盖外层水套12上，该第二冷却通路中的冷却液是从缸体外层水套流至缸盖外层水套12，采用的是纵流水模式。
优选地，第一出水口14设置在第二缸体内层水套112一端的底部位置，且第一出水口14处流通路径的中心线斜向下与发动机缸筒的中心线成40°～50°夹角。第一出水口14的该种布置方式利于冷却液的顺利排出，从而可增大缸体内层水套11的冷却液流量，增强缸体的冷却效果。
在此需说明的是，本发明的基本技术构思并不限于将缸体内层水套11分隔形成第一缸体内层水套111以及第二缸体内层水套112，缸体内层水套11不分隔而作为一个整体与缸盖内层水套21连通，以形成第一冷却通路的技术方案也属于本发明的保护范围。本实施方式中将缸体内层水套11分隔形成第一缸体内层水套111以及第二缸体内层水套112仅是本发明为能够实现多种工况下的循环模式(后续具体描述)所采用的优选实施方式。
本实施方式中，如图3及图4所示，在发动机缸盖上还设置有第一清砂孔25、第二清砂孔26及第三清砂孔27，便于缸盖水套的铸造与加工。
本实施方式中，如图5所示，发动机冷却系统还包括水泵3、第一节温器4、第二节温器5以及散热器7，其中，第一节温器4具有第一入口、第二入口及出口，所述第一入口与所述出口之间设置有主阀，所述第二入口与所述出口之间设置有副阀；
水泵3的出水口分别连接至第一缸体内层水套111的第一进水口及缸体外层水套12的第二进水口，以通过水泵3同时对第一缸体内层水套111及缸体外层水套12提供冷却液(如图2所示)。其中，第二进水口与水泵3之间设置有控制阀8，通过调节控制阀8可控制水泵3向第二进水口流动的液体的流量，且通过关闭控制阀8，可停止向第二进水口提供冷却液。
第二缸体内层水套112的第一出水口14连接至第一节温器4的第一入口，缸盖外层水套22的第二出水口24连接至第一节温器4的第二入口；第一节温器4的出口分别连接至水泵3及散热器6，第一节温器4的出口处设置有第二节温器5，用以控制第一节温器4中的水通至水泵3及散热器6中的其中一个，散热器6的出口连接至水泵3。这样，水泵3可分别通过第一进水口及第二进水口向第一缸体内层水套111及缸体外层水套12提供冷却液，然后第一缸体内层水套111中的冷却液依次流动至缸盖内层水套21及第二缸体内层水套112，然后从第一出水口14进入第一节温器4的第一入口，缸体外层水套12中的冷却液流动至缸盖外层水套22，然后从第二出水口24进入第一节温器4的第二入口，从第一节温器4中出来的冷却液在第二节温器5的控制下进入水泵3或者进入到散热器6，从而控制冷却液的循环工作模式。
下面结合图5对发动机冷却系统中冷却液的循环过程进行具体描述：
1、发动机的冷启动阶段
控制阀8、第一节温器4的主阀和副阀以及节温器2均关闭，缸体水套1和缸盖水套2中的冷却液不循环，以实现快速暖机。
2、小循环第一阶段
冷却液的温度上升到第一预设值时，第一节温器4的主阀开启、副阀关闭，控制阀8和第二节温器5关闭，冷却液进入到小循环第一阶段，该阶段中发动机内层冷却液循环，外层冷却液仍不循环，该阶段的循环过程如下：
水泵3—第一缸体内层水套111—缸盖内层水套21—第二缸体内层水套112—第一节温器4—出水总管6—水泵3；
3、小循环第二阶段
冷却液的温度上升到第二预设值(第二预设值大于第一预设值)时，第一节温器4的主阀和副阀开启，控制阀8开启，第二节温器5关闭，冷却液进入到小循环第二阶段，该阶段中发动机内层冷却液和外层冷却液同时进入到出水总管6，然后进入到水泵3进行循环，在循环过程中，控制阀8可调节外层水套的流量，该阶段的循环过程如下：
第一小循环路径：水泵3—第一缸体内层水套111—缸盖内层水套21—第二缸体内层水套112—第一节温器4—出水总管6—水泵3；
第二小循环路径：水泵3—缸体外层水套12—缸盖外层水套22—第一节温器4—出水总管6—水泵3。
4、大循环阶段
冷却液的温度上升到第三预设值(第三预设值大于第二预设值)时，第二节温器5的主阀开启，冷却液进入到大循环工作模式，大循环工作模式的循环过程如下：
第一大循环路径：水泵3—第一缸体内层水套111—缸盖内层水套21—第二缸体内层水套112—第一节温器4—出水总管6—第二节温器5—散热器7—水泵3；
第二大循环路径：水泵3—缸体外层水套12—缸盖外层水套22—第一节温器4—出水总管6—第二节温器5—散热器7—水泵3。
其中，大循环工作模式与小循环工作模式的区别在于，大循环工作模式中，冷却液在循环过程中需经过散热器7散热的步骤，冷却液通过散热器7，较快地降低温度，该工作模式可在发动机的负荷较大，温度较高的工况下使用。
在此需说明的是，本实施例中，第一节温器4、第二节温器5以及控制阀8是根据冷却液的温度进行控制的，从而调节冷却液的循环模式，但并不限于此，还可根据发动机的运转时间及运转速度等综合因素进行控制。
本发明另一方面还提供一种车辆，该车辆上设置有如上所述的发动机冷却系统，在实现对发动机进行冷却的同时，还能够有效减少发动机辐射热量，降低机舱内的温度，从而发动机可靠性和车辆安全性得到保障。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发动机冷却系统，包括设置在缸体上的缸体水套(1)及设置在缸盖上的缸盖水套(2)，其特征在于，所述缸体水套(1)包括围绕发动机的缸筒由内至外依次设置的缸体内层水套(11)及缸体外层水套(12)，所述缸盖水套(2)包括由内至外依次设置的缸盖内层水套(21)及缸盖外层水套(22)；
所述缸体内层水套(11)与所述缸盖内层水套(21)连通，形成第一冷却通路，所述第一冷却通路具有第一进水口及第一出水口(14)；
所述缸体外层水套(12)与所述缸盖外层水套(22)连通，形成第二冷却通路，所述第二冷却通路具有第二进水口及第二出水口(24)；
所述缸体内层水套(11)分隔形成位于所述缸体两侧的第一缸体内层水套(111)和第二缸体内层水套(112)，所述第一冷却通路为依次连通的所述第一缸体内层水套(111)、所述缸盖内层水套(21)和所述第二缸体内层水套(112)。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第一缸体内层水套(111)设置在所述缸体的进气侧，所述第二缸体内层水套(112)设置在所述缸体的排气侧；或者，
所述第一缸体内层水套(111)设置在所述缸体的排气侧，所述第二缸体内层水套(112)设置在所述缸体的进气侧。
3.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸体水套(1)中设置有第一隔板(13)，所述第一隔板(13)将所述缸体水套(1)分隔形成彼此不连通的所述缸体内层水套(11)和所述缸体外层水套(12)；所述缸盖水套(2)中设置有第二隔板(23)，所述第二隔板(23)将所述缸盖水套(2)分隔形成彼此不连通的所述缸盖内层水套(21)和所述缸盖外层水套(22)；
所述缸体内层水套(11)中设置有第三隔板，所述第三隔板将所述缸体内层水套(11)分隔形成彼此不连通的所述第一缸体内层水套(111)和所述第二缸体内层水套(112)。
4.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第一进水口设置在所述第一缸体内层水套(111)上，所述第一出水口(14)设置在所述第二缸体内层水套(112)上；
所述第二进水口设置在所述缸体外层水套(12)上，所述第二出水口(24)设置在所述缸盖外层水套(22)上。
5.根据权利要求4所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第一出水口(14)设置在所述第二缸体内层水套(112)一端的底部位置，且所述第一出水口(14)处流通路径的中心线斜向下与所述发动机缸筒的中心线成40°～50°夹角。
6.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸体内层水套(11)与所述缸体外层水套(12)的容积之比为4：1～5：1，所述缸盖内层水套(21)与所述缸盖外层水套(22)的容积之比为4：1～5：1。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机冷却系统还包括水泵(3)、第一节温器(4)、第二节温器(5)以及散热器(7)，所述第一节温器(4)具有第一入口、第二入口及出口，所述第一入口与所述出口之间设置有主阀，所述第二入口与所述出口之间设置有副阀；
所述水泵(3)的出水口分别连接至所述第一进水口及所述第二进水口，所述第二进水口与所述水泵(3)之间设置有控制阀(8)，所述第一出水口(14)连接至所述第一节温器(4)的所述第一入口，所述第二出水口(24)连接至所述第一节温器(4)的所述第二入口；
所述第一节温器(4)的出口分别连接至所述水泵(3)及所述散热器(6)，所述第一节温器(4)的出水口处设置有所述第二节温器(5)，用以控制所述第一节温器(4)中的水通至所述水泵(3)及所述散热器(6)中的其中一个，所述散热器(6)的出口连接至所述水泵(3)。
8.根据权利要求7所述的发动机冷却系统，其特征在于，从所述水泵(3)向所述第二进水口流动的液体流量能够通过所述控制阀(8)进行调节。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆上设置有权利要求1-8中任意一项所述的发动机冷却系统。
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