CN104747263A - 发动机汽液混合循环冷却系统 - Google Patents

发动机汽液混合循环冷却系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104747263A
CN104747263A CN201510122687.0A CN201510122687A CN104747263A CN 104747263 A CN104747263 A CN 104747263A CN 201510122687 A CN201510122687 A CN 201510122687A CN 104747263 A CN104747263 A CN 104747263A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
liquid
radiator
evaporation tank
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510122687.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李建新
章卫群
刘小华
胡可培
彭江
黄友文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHANGFENG GROUP Co Ltd
Original Assignee
CHANGFENG GROUP Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHANGFENG GROUP Co Ltd filed Critical CHANGFENG GROUP Co Ltd
Priority to CN201510122687.0A priority Critical patent/CN104747263A/zh
Publication of CN104747263A publication Critical patent/CN104747263A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/22—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种发动机汽液混合循环冷却系统，包括水套(1)、水泵(5)和散热器(4)，所述的水套(1)的出口连接有蒸发箱(8)，冷却液在所述的蒸发箱(8)内形成有汽相端和液相端，所述的蒸发箱(8)的液相端通过所述的水泵(5)与所述的水套(1)的进口连接，所述的散热器(4)的进口端与所述的蒸发箱(8)的汽相端连接，所述的散热器(4)的出口端通过回水管(12)与所述的蒸发箱(8)连接，所述的散热器(4)上设有与大气连通的通大气阀门(9)。本发明是一种能明显提升发动机的经济性和热响应速度更快的发动机汽液混合循环冷却系统。

Description

发动机汽液混合循环冷却系统
技术领域
本发明涉及一种发动机循环冷却系统，特别是涉及一种发动机汽液混合循环冷却系统。
背景技术
传统的闭式水冷发动机冷却系统(如图1)，是通过循环水将热量带到散热器，通过流动空气散热冷却。基本结构由：(发动机缸体和缸盖内)水套1、冷却液、水泵5、节温器2、大循环管7、小循环管6、散热器4、风扇及温控系统组成。
工作时冷却液在水泵5的驱动下流经(发动机缸体和缸盖内)水套1、节温器2，高于一定温度时，节温器2开启大循环的同时关闭小循环，冷却液进入散热器4，降低温度后返回水泵上游；低于一定温度时，节温器2关闭大循环开启小循环，冷却液经小循环管6直接返回水泵上游。
如果产生了气体，需要排出，为了水路排气又不减少冷却液，同时也可以补水水路中还设置了膨胀箱3。
由于这样的系统水泵流量、散热器散热量和发动机的发热量并不能完全匹配，当发动机负荷较低而冷却液温度超过一定温度比如95℃时，发动机温控系统会启动风扇吹拂散热器，直至将冷却液温度降低到某一特定温度比如88℃风扇停止，水温会在这一范围内脉动；发动机加热过程，由于节温器的存在，使得节温器开启时，大量的低温冷却液介入，冷却液由节温器开启温度上升到风扇开启温度是一个缓慢的过程。考虑到急加速需要，冷却液此时并不能及时将发动机发热量带走而是会继续使冷却液温度上升，所以风扇开启的温度设定值比发动机低负荷适宜的温度值(比如109℃)要低，使发动机低负荷的经济性得不到充分发挥。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能明显提升发动机的经济性和热响应速度更快的发动机汽液混合循环冷却系统。
为了解决上述技术问题，本提供的发动机汽液混合循环冷却系统，包括水套、水泵和散热器，所述的水套的出口连接有蒸发箱，冷却液在所述的蒸发箱内形成有汽相端和液相端，所述的蒸发箱的液相端通过所述的水泵与所述的水套的进口连接，所述的散热器的进口端与所述的蒸发箱的汽相端连接，所述的散热器的出口端通过回水管与所述的蒸发箱连接，所述的散热器上设有与大气连通的通大气阀门。
所述的回水管上设有回水泵。
还包括一个膨胀箱，所述的通大气阀门的出口端与所述的膨胀箱的汽相端连接，所述的膨胀箱的液相端通过单向阀与所述的蒸发箱连接。
采用上述技术方案的发动机汽液混合循环冷却系统，采用了不同于现有发动机水冷系统的方法：冷却液在发动机内部的水套的循环与水冷系统一致，冷却液流出发动机出水口进入蒸发箱后分成两部分，一部分为液体，直接回到水泵的上游，另一部分则成为蒸汽进入散热器冷却并凝结成水后再回到(利用重力流回或者通过回水泵泵回)蒸发箱与发动机流出的液体混合并降低温度后进入水泵上游。
这种方法由于冷凝水回到蒸发箱中与冷却液接触时，水先会吸收热量，达到水的沸点时，水会沸腾，这样使发动机进水能够稳定在水的沸点(如100℃)和冷却液的名义沸点(如50％-50％乙二醇沸点为107℃)之间。
低负荷运转时，发动机发热量小，冷却液的蒸发量少，回水量也少，进水温度接近冷却液沸点(比如107℃)；急加速时，发动机发热量增加，发动机出水的蒸发量增大，通过关闭通大气阀门，散热器积水室压力降低，使更多蒸汽进入，加大散热量，冷凝的回水也相应增加，回水量的增加能够有效降低发动机进水温度，此时发动机进水温度更靠近水的沸点(比如100℃)，加之乙二醇在50％浓度左右蒸发量的变化对沸点的影响较小(10％的浓度变化，沸点变化不足2℃)所以能够快速降低进水到合适的温度而使出水温度变化很小(比如2℃)。
实际中，由于水套的压力高于蒸发箱的压力，液体沸点较高，所以当蒸发箱的液体沸腾时，水套的液体并不会沸腾；由于水的分离，发动机循环水的浓度会升高，能够减少水套中冷却液沸腾的可能性，有效地提高低负荷时的运行工作温度，提高发动机热效率。
这样就可以将保证发动机的低负荷工作温度稳定在发动机出水进入蒸发箱时处于沸腾的状态。
发动机低温启动时，由于蒸发箱上部主要是空气，热阻很大，热量通过蒸汽冷却的热量较少，所以实际上冷却液升温速度不低于节温器时的速度，可以不再设置节温器；没有节温器将冷却液分隔成两部分顺序加热，冷却液的加热速度不会出现因节温器开启突然变慢的现象。
也能通过通大气阀门的开闭，降低冷却系统在高负荷时蒸发箱内压力，以降低冷却液的沸点，使冷却液达到比较低的温度，以适应高负荷较低的冷却液温度可以获得较高的散热能力的需要，进一步提升高负荷的经济性。
单向阀保障了蒸发箱内压力变化时，液体不会流到膨胀箱而导致实际冷却液量的不足或者溢出。
综上所述，本发明是一种能明显提升发动机的经济性和热响应速度更快的发动机汽液混合循环冷却系统。
附图说明
图1是传统的闭式水冷发动机冷却系统示意图。
图2是本发明提供的发动机冷却系统示意图。
图3是本发明提供的发动机冷却系统改进示意图。
图4是本发明提供的发动机冷却系统进一步改进示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图2，水套1的出口连接有蒸发箱8，冷却液在蒸发箱8内形成有汽相端和液相端，蒸发箱8的液相端通过水泵5与水套1的进口连接，散热器4的进口端与蒸发箱8的汽相端连接，散热器4的出口端通过回水管12与蒸发箱8连接，散热器4上设有与大气连通的通大气阀门9。
参见图3，水套1的出口连接有蒸发箱8，冷却液在蒸发箱8内形成有汽相端和液相端，蒸发箱8的液相端通过水泵5与水套1的进口连接，散热器4的进口端与蒸发箱8的汽相端连接，散热器4的出口端通过回水管12与蒸发箱8连接，回水管12上设有回水泵11，散热器4上设有与大气连通的通大气阀门9。
参见图4，水套1的出口连接有蒸发箱8，冷却液在蒸发箱8内形成有汽相端和液相端，蒸发箱8的液相端通过水泵5与水套1的进口连接，散热器4的进口端与蒸发箱8的汽相端连接，散热器4的出口端通过回水管12与蒸发箱8连接，回水管12上设有回水泵11，散热器4上设有通大气阀门9，还包括一个膨胀箱3，通大气阀门9的出口端与膨胀箱3的汽相端连接，膨胀箱3的液相端通过单向阀10与所述的蒸发箱8连接。
参见图,2、图3和图4，本发明采用了不同于现有发动机水冷系统的方法：在发动机内部的循环的水套1与水冷系统一致，冷却液流出发动机出水口即水套1进入蒸发箱8后分成两部分，一部分液体，直接回到水泵5的上游，另一部分则成为蒸汽进入散热器4冷却并凝结成水后再回到(利用重力流回或者通过回水泵11泵回)蒸发箱8与发动机流出的液体混合并降低温度后进入水泵上游。
这种方法由于冷凝水回到蒸发箱8中与冷却液接触时，水先会吸收热量，达到水的沸点时，水会沸腾，这样使发动机进水能够稳定在水的沸点(如100℃)和冷却液的名义沸点(如50％-50％乙二醇沸点为107℃)之间。
低负荷运转时，发动机发热量小，冷却液的蒸发量少，回水量也少，进水温度接近冷却液沸点(比如107℃)；急加速时，发动机发热量增加，发动机出水的蒸发量增大，通过关闭通大气阀门9，散热器4积水室压力降低，使更多蒸汽进入，加大散热量，冷凝的回水也相应增加，回水量的增加能够有效降低发动机进水温度，此时发动机进水温度更靠近水的沸点(比如100℃)，加之乙二醇在50％浓度左右蒸发量的变化对沸点的影响较小(10％的浓度变化，沸点变化不足2℃)所以能够快速降低进水到合适的温度而使出水温度变化很小(比如2℃)。
实际中，由于水套1的压力高于蒸发箱8的压力，液体沸点较高，所以当蒸发箱8的液体沸腾时，水套1的液体并不会沸腾；由于水的分离，发动机循环水的浓度会升高，能够减少水套1中冷却液沸腾的可能性，有效地提高低负荷时的运行工作温度，提高发动机热效率。
这样就可以将保证发动机的低负荷工作温度稳定在发动机出水进入蒸发箱8时处于沸腾的状态。
发动机低温启动时，由于蒸发箱8上部主要是空气，热阻很大，热量通过蒸汽冷却的热量较少，所以实际上冷却液升温速度不低于节温器时的速度，可以不再设置节温器2；没有节温器2将冷却液分隔成两部分顺序加热，冷却液的加热速度不会出现因节温器2开启突然变慢的现象。
也能通过通大气阀门9的开闭，降低冷却系统在高负荷时蒸发箱8内压力，以降低冷却液的沸点，使冷却液达到比较低的温度，以适应高负荷较低的冷却液温度可以获得较高的散热能力的需要，进一步提升高负荷的经济性。
单向阀10保障了蒸发箱8内压力变化时，液体不会流到膨胀箱3而导致实际冷却液量的不足或者溢出。

Claims (3)

1.一种发动机汽液混合循环冷却系统，包括水套(1)、水泵(5)和散热器(4)，其特征是：所述的水套(1)的出口连接有蒸发箱(8)，冷却液在所述的蒸发箱(8)内形成有汽相端和液相端，所述的蒸发箱(8)的液相端通过所述的水泵(5)与所述的水套(1)的进口连接，所述的散热器(4)的进口端与所述的蒸发箱(8)的汽相端连接，所述的散热器(4)的出口端通过回水管(12)与所述的蒸发箱(8)连接，所述的散热器(4)上设有与大气连通的通大气阀门(9)。
2.根据权利要求1所述的发动机汽液混合循环冷却系统，其特征是：所述的回水管(12)上设有回水泵(11)。
3.根据权利要求1或2所述的发动机汽液混合循环冷却系统，其特征是：还包括一个膨胀箱(3)，所述的通大气阀门(9)的出口端与所述的膨胀箱(3)的汽相端连接，所述的膨胀箱(3)的液相端通过单向阀(10)与所述的蒸发箱(8)连接。
CN201510122687.0A 2015-03-19 2015-03-19 发动机汽液混合循环冷却系统 Pending CN104747263A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510122687.0A CN104747263A (zh) 2015-03-19 2015-03-19 发动机汽液混合循环冷却系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510122687.0A CN104747263A (zh) 2015-03-19 2015-03-19 发动机汽液混合循环冷却系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104747263A true CN104747263A (zh) 2015-07-01

Family

ID=53587439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510122687.0A Pending CN104747263A (zh) 2015-03-19 2015-03-19 发动机汽液混合循环冷却系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104747263A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4367699A (en) * 1981-01-27 1983-01-11 Evc Associates Limited Partnership Boiling liquid engine cooling system
CN86103731A (zh) * 1985-07-05 1987-02-04 日产自动车株式会社 汽车发动机或类似装置的冷却系统
CN101012768A (zh) * 2007-02-09 2007-08-08 李自增 汽车发动机热管冷却散热器
CN200982221Y (zh) * 2006-12-12 2007-11-28 李东杰 发动机水、汽混合冷却系统
CN204610003U (zh) * 2015-03-19 2015-09-02 长丰集团有限责任公司 发动机汽液混合循环冷却系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4367699A (en) * 1981-01-27 1983-01-11 Evc Associates Limited Partnership Boiling liquid engine cooling system
CN86103731A (zh) * 1985-07-05 1987-02-04 日产自动车株式会社 汽车发动机或类似装置的冷却系统
CN200982221Y (zh) * 2006-12-12 2007-11-28 李东杰 发动机水、汽混合冷却系统
CN101012768A (zh) * 2007-02-09 2007-08-08 李自增 汽车发动机热管冷却散热器
CN204610003U (zh) * 2015-03-19 2015-09-02 长丰集团有限责任公司 发动机汽液混合循环冷却系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109057937A (zh) 一种冷却液循环系统
RU152105U1 (ru) Система отопления салона транспортного средства
CN111396186B (zh) 一种发动机分体式冷却系统和方法
CN105298613A (zh) 发动机双回路冷却系统及冷却方法
CN201627631U (zh) 一种发动机冷却系统
US8695543B2 (en) Internal combustion engine cooling unit
CN102650232A (zh) 用于内燃机的冷却系统
CN108643998A (zh) 一种发动机热管理系统
CN201896658U (zh) 一种发动机的快速水冷系统
JP2014009617A (ja) 内燃機関の冷却装置
RU2018118659A (ru) Термодинамический бойлер с тепловым компрессором
CN109139224A (zh) 一种发动机双循环冷却系统
CN109139219A (zh) 一种发动机冷却系统
CN206592196U (zh) 全电控的发动机冷却系统及汽车
CN204610003U (zh) 发动机汽液混合循环冷却系统
CN107339141A (zh) 一种汽车发动机舱冷却系统
RU155350U1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением со вторичным контуром
CN104454214B (zh) 发动机冷却系统及车辆
CN207005142U (zh) 一种匹配液力缓速器的冷却系统
CN104747263A (zh) 发动机汽液混合循环冷却系统
CN209083391U (zh) 一种冷却液循环系统
CN105240101A (zh) 一种发动机冷却系统
CN109057941A (zh) 一种相互独立的发动机高低温冷却系统
EP3168442B1 (en) Boiling cooling device
CN205135776U (zh) 冷却系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150701

RJ01 Rejection of invention patent application after publication