CN105298613A - 发动机双回路冷却系统及冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机冷却系统领域，目的是提供一种发动机双回路冷却系统及冷却方法。一种发动机双回路冷却系统，包括缸体水套和缸盖水套，主水泵；缸盖水套包括与主水泵连接的缸盖上水套和缸盖下水套；还包括与缸体水套串接的发动机油冷器，与主水泵连接的散热器，与缸盖上水套和缸盖下水套连接的缸盖节温器，与缸体水套和散热器连接的缸体节温器，与主水泵连接的膨胀水箱，与缸盖上水套和膨胀水箱连接的第一除气阀，与主水泵和膨胀水箱连接的第二除气阀，与缸盖节温器和膨胀水箱连接的第三除气阀；缸盖下水套的出口设有水温传感器。该发动机双回路冷却系统发动机的动力性、经济性和排放较好并可延长发动机使用寿命。

Description

发动机双回路冷却系统及冷却方法

技术领域

本发明涉及发动机冷却系统领域，尤其是一种发动机双回路冷却系统及冷却方法。

背景技术

汽车的发动机冷却系统担负着为发动机提供冷却，保证发动机正常可靠工作的重任。在传统发动机中，冷却系统通常为单一冷却回路的冷却系统，水泵通常布置于缸体上，冷却水由缸体进水口进入，冷却完缸体之后冷却水向上流入缸盖，完成缸盖冷却后由缸盖后端流出，在节温器及各用水器管路的作用下，流向外循环；中国专利申请号：200910172940.8的发明公开了一种发动机冷却系统以及冷却方法，冷却系统包括水泵、双阀调温器、机油冷却器、缸体水套、缸盖水套、水箱散热器以及EGR冷却器，冷却系统的水路循环为：当发动机启动时，水泵开始工作，冷却液首先流进机油冷却器，再进入缸盖水套，使缸盖的关键区域进行冷却，由缸盖垫片流通孔进入缸体水套，给缸体进行冷却，再给EGR冷却器进行冷却。传统的发动机冷却系统存在缸体及缸盖的冷却水路串联在一起，冷却水先冷却缸体后冷却缸盖或冷却水先冷却缸盖后冷却缸体，易导致缸盖或缸体的冷却水温度偏高，使发动机的动力性、经济性和排放较差并缩短发动机使用寿命的不足；因此，设计一种发动机的动力性、经济性和排放较好并可延长发动机使用寿命的发动机双回路冷却系统及冷却方法，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前的发动机冷却系统存在缸体及缸盖的冷却水路串联在一起，冷却水先冷却缸体后冷却缸盖或冷却水先冷却缸盖后冷却缸体，易导致缸盖或缸体的冷却水温度偏高，使发动机的动力性、经济性和排放较差并缩短发动机使用寿命的不足，提供一种发动机的动力性、经济性和排放较好并可延长发动机使用寿命的发动机双回路冷却系统及冷却方法。

本发明的具体技术方案是：

一种发动机双回路冷却系统，包括缸体水套和缸盖水套，出口与缸体水套的进口连接的主水泵；所述的缸盖水套包括进口与主水泵出口连接的缸盖上水套和进口与主水泵出口连接的缸盖下水套；发动机双回路冷却系统还包括与缸体水套串接的发动机油冷器，出口与主水泵的进口连接的散热器，进口分别与缸盖上水套和缸盖下水套的出口连接的缸盖节温器，分别与缸体水套的出口和散热器的进口连接的缸体节温器，与主水泵的进口连接的膨胀水箱，分别与缸盖上水套和膨胀水箱连接的第一除气阀，分别与主水泵出口和膨胀水箱连接的第二除气阀，分别与缸盖节温器的主阀门出口和膨胀水箱连接的第三除气阀；缸盖节温器的主阀门出口与散热器的进口连接，缸盖节温器的小循环阀门出口与主水泵的进口连接；缸盖下水套的出口设有水温传感器。排气歧管是将各缸的排气集中起来导入排气总管的，带有分歧的管路，常集成在缸盖上；节温器的作用是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系的能力，保证发动机在合适的温度范围内工作，当发动机温度还没有达到正常温度前节温器的主阀门处于关闭状态,水只能进行小循环，目的是让发动机快速升温，当冷却水超过正常温度后节温器主阀门打开，让水进行大循环,起到快速散热；膨胀水箱的作用是调节系统压力和起到补水溢流作用；水温传感器与汽车的控制系统电连接，通过水温传感器监测水温确保发动机安全工作；该发动机双回路冷却系统发动机的动力性、经济性和排放较好并可延长发动机使用寿命。

作为优选，所述的发动机双回路冷却系统，还包括出口与膨胀水箱连接的涡轮增压器，暖风器，变速器油冷器，出口分别与暖风器的进口和变速器油冷器的进口连接的电子水泵，分别与电子水泵的进口和缸盖下水套的出口连接的第一真空阀，分别与变速器油冷器的出口和主水泵的进口连接的第二真空阀，暖风器的出口分别与涡轮增压器的进口和主水泵的进口连接。涡轮增压器的使用可以降低燃油、机油的消耗，提高发动机功率；汽车电子水泵在电机传递的动能作用下，持续不断的吸入、排出水，形成较稳定的流量。

作为优选，所述的缸体节温器为腊式节温器；缸盖节温器为腊式节温器。腊式节温器是通用的节温器；当冷却温度低于规定值时，节温器感温体内的精致石蜡呈固态，节温器主阀门在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的通道，冷却水经水泵返回发动机，进行发动机内小循环；当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩，在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对主阀门有向下的反推力使主阀门开启，这时冷却水经由散热器和节温器主阀门，再经水泵流回发动机，进行大循环。

所述的发动机双回路冷却系统的冷却方法，（1）设定双回路冷却系统的缸盖节温器的初开温度为T1，缸体节温器的初开温度为T2，缸体节温器的初开温度T2高于缸盖节温器的初开温度T1，水温传感器与汽车的控制系统电连接；（2）冷启动暖机阶段，发动机中水的温度由常温开始上升，在温度低于T1的小循环中，水经过主水泵分别进入缸盖上水套和缸盖下水套冷却缸盖燃烧室和集成于缸盖的排气歧管后，缸盖上水套中的水与缸盖下水套中的水合在一起流到缸盖节温器进口，一部分水经过缸盖节温器的小循环阀门出口流回主水泵进口，另一部分水经开启的第一真空阀流入暖风器为暖风器提供热能加热后，经过涡轮增压器对涡轮增压器进行冷却后回到主水泵进口，实现小循环；（3）当温度达到T1时，缸盖节温器的主循环回路慢慢开启，缸盖上水套和缸盖下水套流出的水经过缸盖节温器流到散热器与空气进行热交换，冷却后的水再回到主水泵进口，随着缸盖节温器主循环回路的开度不断增大，经过散热器的水流越来越大，更多经过散热器冷却的水对发动机进行冷却，降低发动机温度；（4）当温度达到T2时，缸体节温器开启，缸体水套中的水参与循环，经过冷却发动机油冷器的大部分水经过缸体节温器，与缸盖上水套和缸盖下水套流出的水一起流向散热器进行冷却，然后回到主水泵进口，与此同时，小部分水经开启的第一真空阀流经变速器油冷器冷却变速器油；（5）当发动机启停或者停机时，主水泵不工作，电子水泵开始工作，为暖风器提供加温水，为涡轮增压器提供水冷却，在此情况下，缸盖上水套及缸盖下水套中也有微小的水流经过对缸盖进行冷却，防止缸盖鼻梁区的高温聚集；（6）通过第一除气阀、第二除气阀和第三除气阀分别将缸盖上水套和缸盖下水套、主水泵出口和缸盖节温器等处产生的空气排到膨胀水箱中，且第三除气阀可在发动机冷启动暖机工况时，限制膨胀水箱中的冷却水参与小循环，缩短暖机时间；（7）水温传感器与汽车的控制系统电连接，通过水温传感器监测水温确保发动机安全工作。发动机双回路冷却系统的冷却方法能满足发动机的冷却需要。

作为优选，所述的缸盖节温器的初开温度T1为75℃至85℃；缸体节温器的初开温度T2为100℃至110℃。使发动机双回路冷却系统处于较佳状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发动机双回路冷却系统发动机的动力性、经济性和排放较好并可延长发动机使用寿命。涡轮增压器的使用可以降低燃油、机油的消耗，提高发动机功率；汽车电子水泵在电机传递的动能作用下，持续不断的吸入、排出水，形成较稳定的流量。腊式节温器是通用的节温器。发动机双回路冷却系统的冷却方法能满足发动机的冷却需要。缸盖节温器的初开温度T1为75℃至85℃，缸体节温器的初开温度T2为100℃至110℃，使发动机双回路冷却系统处于较佳状态。

附图说明

图1是本发明的一种结构原理图。

图中：缸体水套-1、主水泵-2、缸盖上水套-3、缸盖下水套-4、发动机油冷器-5、散热器-6、缸盖节温器-7、主阀门出口71、小循环阀门出口72、缸体节温器-8、膨胀水箱-9、第一除气阀-10、第二除气阀-11、第三除气阀-12、涡轮增压器-13、暖风器-14、变速器油冷器-15、电子水泵-16、第一真空阀-17、第二真空阀-18、水温传感器-19。

具体实施方式

下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。

如附图1所示：一种发动机双回路冷却系统，包括缸体水套1和缸盖水套，出口与缸体水套1的进口连接的主水泵2；所述的缸盖水套包括进口与主水泵2出口连接的缸盖上水套3和进口与主水泵出口连接的缸盖下水套4；发动机双回路冷却系统还包括与缸体水套1串接的发动机油冷器5，出口与主水泵2的进口连接的散热器6，进口分别与缸盖上水套3和缸盖下水套4的出口连接的缸盖节温器7，分别与缸体水套1的出口和散热器6的进口连接的缸体节温器8，与主水泵2的进口连接的膨胀水箱9，分别与缸盖上水套3和膨胀水箱9连接的第一除气阀10，分别与主水泵2出口和膨胀水箱9连接的第二除气阀11，分别与缸盖节温器7的主阀门出口71和膨胀水箱9连接的第三除气阀12，出口与膨胀水箱9连接的涡轮增压器13，暖风器14，变速器油冷器15，出口分别与暖风器14的进口和变速器油冷器15的进口连接的电子水泵16，分别与电子水泵16的进口和缸盖下水套4的出口连接的第一真空阀17，分别与变速器油冷器15的出口和主水泵2的进口连接的第二真空阀18，暖风器14的出口分别与涡轮增压器13的进口和主水泵2的进口连接；缸盖节温器7的主阀门出口71与散热器6的进口连接，缸盖节温器7的小循环阀门出口72与主水泵2的进口连接；缸盖下水套4的出口设有水温传感器19。所述的缸体节温器8为腊式节温器；缸盖节温器7为腊式节温器。

所述的发动机双回路冷却系统的冷却方法，（1）设定双回路冷却系统的缸盖节温器7的初开温度为T1，缸体节温器8的初开温度为T2，缸体节温器8的初开温度T2高于缸盖节温器7的初开温度T1，水温传感器19与汽车的控制系统电连接；（2）冷启动暖机阶段，发动机中水的温度由常温开始上升，在温度低于T1的小循环中，水经过主水泵2分别进入缸盖上水套3和缸盖下水套4冷却缸盖燃烧室和集成于缸盖的排气歧管后，缸盖上水套3中的水与缸盖下水套4中的水合在一起流到缸盖节温器7进口，一部分水经过缸盖节温器7的小循环阀门出口72流回主水泵2进口，另一部分水经开启的第一真空阀17流入暖风器14为暖风器14提供热能加热后，经过涡轮增压器13对涡轮增压器13进行冷却后回到主水泵2进口，实现小循环；（3）当温度达到T1时，缸盖节温器7的主循环回路慢慢开启，缸盖上水套3和缸盖下水套4流出的水经过缸盖节温器7流到散热器6与空气进行热交换，冷却后的水再回到主水泵2进口，随着缸盖节温器7主循环回路的开度不断增大，经过散热器6的水流越来越大，更多经过散热器6冷却的水对发动机进行冷却，降低发动机温度；（4）当温度达到T2时，缸体节温器8开启，缸体水套1中的水参与循环，经过冷却发动机油冷器5的大部分水经过缸体节温器8，与缸盖上水套3和缸盖下水套4流出的水一起流向散热器6进行冷却，然后回到主水泵2进口，与此同时，小部分水经开启的第一真空阀17流经变速器油冷器15冷却变速器油；（5）当发动机启停或者停机时，主水泵2不工作，电子水泵16开始工作，为暖风器14提供加温水，为涡轮增压器13提供水冷却，在此情况下，缸盖上水套32及缸盖下水套4中也有微小的水流经过对缸盖进行冷却，防止缸盖鼻梁区的高温聚集；（6）通过第一除气阀10、第二除气阀11和第三除气阀12分别将缸盖上水套3和缸盖下水套4、主水泵2出口和缸盖节温器7等处产生的空气排到膨胀水箱9中，且第三除气阀12可在发动机冷启动暖机工况时，限制膨胀水箱9中的冷却水参与小循环，缩短暖机时间；（7）水温传感器19与汽车的控制系统电连接，通过水温传感器19监测水温确保发动机安全工作。所述的缸盖节温器的初开温度T1为80℃；缸体节温器的初开温度T2为105℃。

本发明的有益效果是：该发动机双回路冷却系统发动机的动力性、经济性和排放较好并可延长发动机使用寿命。涡轮增压器的使用可以降低燃油、机油的消耗，提高发动机功率；汽车电子水泵在电机传递的动能作用下，持续不断的吸入和排出水，形成较稳定的流量。腊式节温器是通用的节温器。发动机双回路冷却系统的冷却方法能满足发动机的冷却需要。缸盖节温器的初开温度T1为80℃；缸体节温器的初开温度T2为105℃。使发动机双回路冷却系统处于较佳状态。

本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。

Claims (5)

1.一种发动机双回路冷却系统，包括缸体水套（1）和缸盖水套，出口与缸体水套的进口连接的主水泵（2）；其特征是，所述的缸盖水套包括进口与主水泵出口连接的缸盖上水套（3）和进口与主水泵出口连接的缸盖下水套（4）；发动机双回路冷却系统还包括与缸体水套串接的发动机油冷器（8），出口与主水泵的进口连接的散热器（6），进口分别与缸盖上水套和缸盖下水套的出口连接的缸盖节温器（7），分别与缸体水套的出口和散热器的进口连接的缸体节温器（8），与主水泵的进口连接的膨胀水箱（9），分别与缸盖上水套和膨胀水箱连接的第一除气阀（10），分别与主水泵出口和膨胀水箱连接的第二除气阀（11），分别与缸盖节温器的主阀门出口和膨胀水箱连接的第三除气阀（12）；缸盖节温器的主阀门出口（71）与散热器的进口连接，缸盖节温器的小循环阀门出口（72）与主水泵的进口连接；缸盖下水套的出口设有水温传感器（19）。

2.根据权利要求1所述的发动机双回路冷却系统，其特征是：还包括出口与膨胀水箱连接的涡轮增压器（13），暖风器（14），变速器油冷器（15），出口分别与暖风器的进口和变速器油冷器的进口连接的电子水泵（16），分别与电子水泵的进口和缸盖下水套的出口连接的第一真空阀（17），分别与变速器油冷器的出口和主水泵的进口连接的第二真空阀（18），暖风器的出口分别与涡轮增压器的进口和主水泵的进口连接。

3.根据权利要求1或2所述的发动机双回路冷却系统，其特征是：所述的缸体节温器为腊式节温器；缸盖节温器为腊式节温器。

4.权利要求1所述的发动机双回路冷却系统的冷却方法，其特征是：（1）设定双回路冷却系统的缸盖节温器的初开温度为T1，缸体节温器的初开温度为T2，缸体节温器的初开温度T2高于缸盖节温器的初开温度T1，水温传感器与汽车的控制系统电连接；（2）冷启动暖机阶段，发动机中水的温度由常温开始上升，在温度低于T1的小循环中，水经过主水泵分别进入缸盖上水套和缸盖下水套冷却缸盖燃烧室和集成于缸盖的排气歧管后，缸盖上水套中的水与缸盖下水套中的水合在一起流到缸盖节温器进口，一部分水经过缸盖节温器的小循环阀门出口流回主水泵进口，另一部分水经开启的第一真空阀流入暖风器为暖风器提供热能加热后，经过涡轮增压器对涡轮增压器进行冷却后回到主水泵进口，实现小循环；（3）当温度达到T1时，缸盖节温器的主循环回路慢慢开启，缸盖上水套和缸盖下水套流出的水经过缸盖节温器流到散热器与空气进行热交换，冷却后的水再回到主水泵进口，随着缸盖节温器主循环回路的开度不断增大，经过散热器的水流越来越大，更多经过散热器冷却的水对发动机进行冷却，降低发动机温度；（4）当温度达到T2时，缸体节温器开启，缸体水套中的水参与循环，经过冷却发动机油冷器的大部分水经过缸体节温器，与缸盖上水套和缸盖下水套流出的水一起流向散热器进行冷却，然后回到主水泵进口，与此同时，小部分水经开启的第一真空阀流经变速器油冷器冷却变速器油；（5）当发动机启停或者停机时，主水泵不工作，电子水泵开始工作，为暖风器提供加温水，为涡轮增压器提供水冷却，在此情况下，缸盖上水套及缸盖下水套中也有微小的水流经过对缸盖进行冷却，防止缸盖鼻梁区的高温聚集；（6）通过第一除气阀、第二除气阀和第三除气阀分别将缸盖上水套和缸盖下水套、主水泵出口和缸盖节温器等处产生的空气排到膨胀水箱中，且第三除气阀可在发动机冷启动暖机工况时，限制膨胀水箱中的冷却水参与小循环，缩短暖机时间；（7）水温传感器与汽车的控制系统电连接，通过水温传感器监测水温确保发动机安全工作。

5.根据权利要求4所述的发动机双回路冷却系统的冷却方法，其特征是：所述的缸盖节温器的初开温度T1为75℃至85℃；缸体节温器的初开温度T2为100℃至110℃。