CN105240101B - 一种发动机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，公开了一种发动机冷却系统，缸盖的出水口与第一管路连接，所述第一管路的末端分别与并联的第二管路、第三管路连通，所述第二管路上设有串联的EGR冷却器和暖风，所述第三管路的末端与第四管路连通；所述第二管路和所述第四管路的末端均与节温器的入口连接，且在所述节温器的出口与缸体的入水口之间连接有水泵；所述第三管路的末端还连通与所述第四管路并联的第五管路，所述第五管路的末端与散热器的入口连接，且所述散热器的出口与所述节温器的入口连通。该发动机冷却系统利于提高发动机余热能的利用率，利于快速暖机，且方便后期整改匹配。

Description

一种发动机冷却系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机冷却系统。

背景技术

传统柴油发动机中的冷却系统如图1所示，节温器1'布置在发动机的出水端，当节温器1'处于关闭状态时，发动机处于小循环状态，此时发动机出水分成三路，其中一路为缸体2'出水回路，该回路流经油冷器3'以及EGR冷却器4'后经过水泵5'，返回发动机；另外两回路中，由缸盖6'出水分别流经前暖风7'以及后暖风8'后经过水泵5'返回到发动机，这三条回路均属于发动机小循环，车辆启动后，所有小循环回路始终保持畅通。当发动机水温升高，节温器1'开启后，发动机进入大循环，缸盖6'内的热水直接进入散热器9'，冷却后通过水泵5'返回发动机。另外，该冷却系统还设计了散热器除气回路、暖风除气回路以及水泵补水回路。

在上述冷却系统中，小循环时，发动机内存在三条回路，暖风单独回路，为了保证暖风的效果，发动机会牺牲部分流量，可能会导致发动机暖机慢，尤其是在寒冷环境下，这对于柴油发动机的油耗及工作效率的负面影响很大；而且油冷器与EGR冷却器串联后直接连接在小循环内，二者对冷却液流量以及彼此需要的工作温度不易控制；另外，EGR冷却器只在小循环中，不参与大循环，后期如果EGR过热，其冷却问题不易整改，增大了发动机的热负荷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机冷却系统，利于发动机快速暖机和整车热平衡，方便冷却系统匹配整改。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种发动机冷却系统，缸盖的出水口与第一管路连接，所述第一管路的末端分别与并联的第二管路、第三管路连通，所述第二管路上设有串联的EGR冷却器和暖风，所述第三管路的末端与第四管路连通；所述第二管路和所述第四管路的末端均与节温器的入口连接，且在所述节温器的出口与缸体的入水口之间连接有水泵；所述第三管路的末端还连通与所述第四管路并联的第五管路，所述第五管路的末端与散热器的入口连接，且所述散热器的出口与所述节温器的入口连通。

优选地，还包括第六管路，所述第六管路的起始端与所述EGR冷却器和所述暖风之间的第二管路连通，所述第六管路的末端与所述第三管路连通。

优选地，还包括膨胀水壶，所述膨胀水壶的出水口通过补水管路与所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路、所述第四管路、所述第五管路或所述第六管路中的一个或多个管路连通。

优选地，所述补水管路仅与所述第二管路连通。

优选地，还包括排气管路，所述排气管路的一端与所述膨胀水壶连通，且另一端与所述发动机冷却系统中位于最高点的管路或部件的排气口连通。

优选地，所述排气管路一端与所述膨胀水壶连通，另一端与所述EGR冷却器的排气口连通。

本发明的有益效果在于：

在本发明中的发动机冷却系统中，发动机温度较低时，冷却液依次经过缸盖出水口、第一管路、第二管路上的EGR冷却器和暖风、节温器旁通阀和水泵，并由缸体入水口返回发动机，形成了发动机小循环的第一回路。在此回路中，EGR冷却器和暖风串联设置，冷却液经过EGR冷却器之后，可以有效地利用EGR工作产生的热量，利于对暖风供热。另外，冷却液依次经过缸盖出水口、第一管路、第三管路、第四管路、节温器旁通阀和水泵，并由缸体入水口返回发动机，形成了发动机小循环的第二回路，在该回路中，使一部分冷却液不经过冷却部件，直接从缸盖返回缸体，由于水泵的不断加速循环，可以有效的实现发动机的快速暖机，利于降低油耗。当发动机温度升高后，节温器主阀打开，上述小循环中的第二回路被短路，冷却液依次经过缸盖出水口、第一管路、第三管路、第五管路、散热器、节温器主阀和水泵，并由缸体入水口返回发动机，形成了发动机大循环水路。在大循环进行的过程中，小循环中的第一回路始终开启，第一回路中暖风的散热作用，利于降低大循环状态下散热器的热负荷。另外，在大循环状态下，小部分冷却液经由上述第一回路，大部分冷却液经由大循环回路，大循环回路中不存在阻尼部件，当EGR气体温度过高时，只需提高散热器的功率，即可有效地提高冷却效率，方便后期的匹配整改。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中

图1为传统柴油发动机冷却系统的示意图；

图2为本发明实施例体提供的发动机冷却系统的示意图；

图3为图2中的冷却系统大循环状态下的示意图。

其中上述附图中的标号说明如下：

1'-节温器，2'-缸体，3'-油冷器，4'-EGR冷却器，5'-水泵，6'-缸盖，7'-前暖风，8'-后暖风，9'-散热器；

1-第一管路，2-第二管路，3-第三管路，4-第四管路，5-第五管路，6-第六管路，7-补水回路，8-排气回路；

a-缸盖，b-EGR冷却器，c-暖风，d-节温器，e-缸体，f-水泵，g-散热器，h-膨胀水壶。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步详细介绍。

参考图2，本发明实施例提供了一种新型的发动机冷却系统，其中，缸盖a的出水口与第一管路1连接，所述第一管路1的末端分别与并联的第二管路2、第三管路3连通，所述第二管路2上设有串联的EGR冷却器b和暖风c，所述第三管路3的末端与第四管路4连通；所述第二管路2和所述第四管路4的末端均与节温器d的入口连接，且在所述节温器d的出口与缸体e的入水口之间连接有水泵f；所述第三管路3的末端连通与所述第四管路4并联的第五管路5，所述第五管路5的末端还与散热器g的入口连接，且所述散热器g的出口与所述节温器d的入口连通。

当发动机温度较低时，发动机处于小循环，具体地，冷却液从所述缸盖a的出水口依次流经所述第一管路1、所述第二管路2上的EGR冷却器b和暖风c、所述节温器d，通过所述节温器d上的旁通阀通道流向水泵f，并通过缸体e上的入水口返回发动机，这一路径形成了小循环的第一回路，其中，冷却液经过EGR冷却器b后流向暖风c，能够充分利用EGR气体的余热能，使得冷却液温度提升后更好地对于暖风c加热，在发动机温度较低的小循环，冷却液温度不至于过低，利于发动机的冷启动。

另外，该发动机冷却系统中还存在小循环的第二回路，在第二回路中，冷却液从所述缸盖a的出水口依次流经所述第一管路1、第三管路3、第四管路4、节温器d，通过所述节温器d上的旁通阀通道流向水泵f，并通过缸体e上的入水口返回发动机。在此回路中，冷却液直接从缸盖回到缸体中，不经过任何冷却部件，利于快速暖机。两条回路的布置，合理选择管路的管径，在保证暖风c性能达标的前提下，利于提高暖机速度，特别是在寒冷的条件下利于发动机快速启动。

随车暖机过程的结束及车辆水温的不断升高，节温器主阀打开，发动机进入大循环状态。参考图3，在大循环状态，小循环中的第二回路被短路，冷却液从第三管路3中直接进入第五管路5，然后流入散热器g，冷却后经过节温器d上的旁通阀通道流向水泵f，并通过缸体e上的入水口返回发动机。在该大循环回路上，除必要的冷却部件外，没有其他阻尼部件，冷却效率较高。

在大循环状态下，小循环中的第一回路保持畅通，通过第一回路上的暖风c散热，利于减轻大循环中散热器g的热负荷，实现整车热量的合理分配。其中，小部分冷却液经由第一回路流通，大部分冷却液通过大循环回路流通，当后续使用过程中，如果发动机需要运行在EGR温度较高的工况，可通过更换大功率的散热器g，来提高系统的冷却效率，从而避免EGR冷却器受损，后期匹配整改极为方便。

在本发明实施例上述技术方案的基础上，所述发动机冷却系统，还包括第六管路6，所述第六管路6的起始端与所述EGR冷却器b和所述暖风c之间的第二管路2连通，所述第六管路6的末端与所述第三管路3连通。在小循环时，冷却液经过EGR冷却器后，分出一部分直接由第六管路6、第四管路4返回发动机，使得经过EGR加热的冷却液直接进入缸体，利于进一步提高暖机的速度，有效降低油耗。当发动机处于小循环时，由于第四管路4与节温器d连接处被短路，冷却液从第六管路6中流出后进入第五管路5中，参与大循环。

在所述发动机冷却系统中，还包括膨胀水壶h，所述膨胀水壶h的出水口通过补水管路7与所述第一管路1、所述第二管路2、所述第三管路3、所述第四管路4、所述第五管路5或所述第六管路6中的一个或多个管路连通，以方便对冷却系统补充冷却液。

在本实施例中，所述补水管路7仅与所述第二管路2连通，所述第二管路2所处的小循环第一回路为常开回路，能够随时补充冷却液，方便了管路的布置。

进一步地，所述发动机冷却系统还包括排气管路8，所述排气管路8的一端与所述膨胀水壶h连通，且另一端与所述发动机冷却系统中位于最高点的管路或部件的排气口连通，实现整个系统的排气功能，防止系统中蒸汽压力过高导致危险。

在本实施例提供的冷却系统一优选地整车布置方案中，所述EGR冷却器b的排气口为整个系统的最高点，因此将所述排气管路一端与所述膨胀水壶h连通，另一端与所述EGR冷却器b的排气口连通。并且，正如本领域技术人员所知，所述膨胀水壶h的最低液体刻线要高于所述EGR冷却器b的排气口，以保证气体的顺畅排出。

本发明实施例中的冷却系统，可以有效的完成发动机冷却系统的匹配工作，使得整车热平衡处于一个非常良好的状态，管路设计合理；从整车热管理的角度，实现了发动机的快速暖机，利于降低发动机的油耗。

Claims (5)

1.一种发动机冷却系统，其特征在于，缸盖(a)的出水口与第一管路(1)连接，所述第一管路(1)的末端分别与并联的第二管路(2)、第三管路(3)连通，所述第二管路(2)上设有串联的EGR冷却器(b)和暖风(c)，所述第三管路(3)的末端与第四管路(4)连通；所述第二管路(2)和所述第四管路(4)的末端均与节温器(d)的入口连接，且在所述节温器(d)的出口与缸体(e)的入水口之间连接有水泵(f)；所述第三管路(3)的末端还连通与所述第四管路(4)并联的第五管路(5)，所述第五管路(5)的末端与散热器(g)的入口连接，且所述散热器(g)的出口与所述节温器(d)的入口连通；

还包括第六管路(6)，所述第六管路(6)的起始端与所述EGR冷却器(b)和所述暖风(c)之间的第二管路(2)连通，所述第六管路(6)的末端与所述第三管路(3)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，还包括膨胀水壶(h)，所述膨胀水壶(h)的出水口通过补水管路(7)与所述第一管路(1)、所述第二管路(2)、所述第三管路(3)、所述第四管路(4)、所述第五管路(5)或所述第六管路(6)中的一个或多个管路连通。

3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述补水管路(7)仅与所述第二管路(2)连通。

4.根据权利要求3所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括排气管路(8)，所述排气管路(8)的一端与所述膨胀水壶(h)连通，且另一端与所述发动机冷却系统中位于最高点的管路或部件的排气口连通。

5.根据权利要求4所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述排气管路一端与所述膨胀水壶(h)连通，另一端与所述EGR冷却器(b)的排气口连通。