CN106640318B - 一种发动机冷却系统及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机冷却系统及具有其的车辆，所述发动机冷却系统包括分别储存有冷却液且能够相互流体连通的缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路，所述缸盖冷却循环回路设有暖风设备，所述缸体冷却循环回路设有机油冷却器，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液上升到第一预设温度时，所述缸体冷却循环回路中的冷却液对所述机油冷却器冷却。本发明能够大大缩短暖机时间，暖风加热速度更快，即发动机预热快，从而实现暖风快速加热驾驶室，提高乘客舒适度。另外，本发明还能够降低缸盖冷却循环回路的管路阻力，减小缸盖冷却循环回路时开启时的负荷，最终实现缩短暖机阶段的时间，降低发动机磨损和油耗的设计目标。

Description

一种发动机冷却系统及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种发动机冷却系统及具有其的车辆。

背景技术

汽车已经成为人们日常生活中不可替代的交通工具，冷却系统的作用是满足汽车冷却性能的需求，尤其是发动机的温度控制需求，实现快速暖机和及时冷却，保证发动机在要求的温度范围内工作。但是，目前的冷却系统存在下面若干问题：

(1)现有发动机的缸体和缸盖的冷却液都只能由缸体提供，因此，对缸盖进行冷却的时候，在暖机阶段缸体中的冷却液也必须进行循环，这就延长了暖机时间，有悖于现代发动机快速暖机的设计要求，且不利于暖风的快速加热。

(2)现有的冷却系统中采用的是机械式水泵，机械式水泵的缺点是只要发动机工作，水泵就在运转，即缸体、缸盖及冷却系统中的所有零部件一直处于冷却状态，而暖机阶段缸体是不必进行强制冷却的，这会造成发动机额外的油耗损失，且降低了暖机速度。

(3)现有的冷却系统中，机油冷却器与废气再循环冷却器或暖风串联，并接在微循环(缸盖循环)中。机油冷却器由缸盖进行供水，这意味着从暖机阶段开始，机油冷却器就开始冷却，这会增加微循环中管路内阻，使水泵负荷增加进而延长暖机时间，不利于快速暖机。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机冷却系统来克服或至少减轻现有技术中的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种发动机冷却系统，所述发动机冷却系统包括分别储存有冷却液且能够相互流体连通的缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路，所述缸盖冷却循环回路设有暖风设备，所述缸体冷却循环回路设有机油冷却器，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液上升到第一预设温度时，所述缸体冷却循环回路中的冷却液对所述机油冷却器冷却；所述缸体冷却循环回路包括缸体主干支路，所述缸体主干支路设有第一节温器，所述第一节温器全开的温度为所述第一预设温度，并与所述缸盖冷却循环回路流体连通。

进一步地，所述缸体冷却循环回路还设有散热器，当所述缸体冷却循环回路中的冷却液上升到第二预设温度时，所述散热器对所述缸体冷却循环回路中的冷却液冷却。

进一步地，所述缸体冷却循环回路还包括第一支路和第二支路，所述第一支路与所述缸体主干支路构成小循环回路，所述第二支路与所述缸体主干支路构成大循环回路，所述机油冷却器设于所述第一支路中，所述散热器设于第二支路中。

进一步地，所述缸体主干支路还设有第二节温器，所述第二节温器全开的温度为所述第二预设温度，并与所述缸盖冷却循环回路流体连通。

进一步地，所述发动机冷却系统还包括低压废气再循环冷却器，所述低压废气再循环冷却器连接于所述第二节温器与所述缸盖冷却循环回路之间。

进一步地，所述缸盖冷却循环回路还包括与所述暖风设备串接的缸盖、第一泵设备和高压废气再循环冷却器，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液储存在所述缸盖中，所述缸体冷却循环回路的缸体主干支路设有串接的缸体(2)和第二泵设备。

进一步地，所述发动机冷却系统还包括废气收集支路，所述废气收集支路与所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路连接，并用于将所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中气态的冷却液降温成液态的冷却液并收集。

进一步地，所述废气收集支路包括除气罐，所述除气罐与所述第二泵设备(3)流体连通，用于将所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中气态的冷却液降温成液态的冷却液并由所述第二泵设备收集。

本发明还提供一种车辆，包括发动机冷却系统，所述发动机装置为如上所述的发动机冷却系统。

由于本发明在缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路中分别储存有冷却液，并且将暖风设备接入到缸盖冷却循环回路中，需要暖机时，仅需要使缸盖冷却循环回路中的冷却液进行循环，这样大大缩短了暖机时间，暖风加热速度更快，即发动机预热快，从而实现暖风快速加热驾驶室，提高乘客舒适度。另外，本发明还将机油冷却器从缸盖冷却循环回路中移除，而接入到缸体冷却循环回路中，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液上升到第一预设温度时，所述缸体冷却循环回路中的冷却液才对机油冷却器冷却，因此本发明还能够降低缸盖冷却循环回路的管路阻力，减小缸盖冷却循环回路时开启时的负荷，最终实现缩短暖机阶段的时间，降低发动机磨损和油耗的设计目标。

附图说明

图1为本发明所提供的发动机冷却系统一实施方式的结构示意图。

附图标记：

1	缸盖	2	缸体
				3	第二泵设备	4	第一泵设备
5	第一节温器	6	第二节温器
				7	散热器	8	暖风设备
9	高压废气再循环冷却器	10	低压废气再循环冷却器
				11	机油冷却器	12	除气罐

具体实施方式

在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本领域技术人员可以知晓：发动机冷却系统的工作过程按照时间先后顺序包括两个阶段，分别为暖机阶段和冷却阶段。本实施方式缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路，其中：缸盖冷却循环回路中储存有冷却液，用于完成如上所述的暖机阶段。缸体冷却循环回路中储存有冷却液，用于完成如上所述的冷却阶段。需要说明的是，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液在发动机冷却系统整个工作过程中一直处于循环状态。下面对缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路的具体组成进行详细说明。

所述缸盖冷却循环回路进行微循环，其设有缸盖1、暖风设备8、高压废气再循环冷却器9和第一泵设备4，缸盖1、暖风设备8、高压废气再循环冷却器9和第一泵设备4通过串接的方式连接，缸盖1储存有冷却液。第一泵设备4采用的是电子水泵。该冷却系统中，暖机阶段只开启所述缸盖冷却循环回路，由第一泵设备4独立驱动，缸盖1中的冷却液依次流经高压废气再循环冷却器9、暖风设备2和第一泵设备3，最终流回到缸盖1。需要暖机时，仅需要使缸盖冷却循环回路中的冷却液进行循环，这样大大缩短了暖机时间，暖风加热速度更快，即发动机预热快，从而实现暖风快速加热驾驶室，提高乘客舒适度。

所述缸体冷却循环回路能够与所述缸盖冷却循环回路流体连通，具体地：所述缸体冷却循环回路设有缸体2和第二泵设备3，缸体2和第二泵设备3以串接的方式连接。与现有技术相同地，缸体2储存有冷却液，与缸盖1相互独立，二者之间无冷却液的相互流通。第二泵设备3的入口流体连通所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路的出口，第二泵设备3的出口流体连通缸盖1和缸体2的进水口，在所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路因为冷却液蒸发而量减少的时候，通过第二泵设备3可以及时向缸盖1和缸体2补入冷却液，保证缸盖1和缸体2中冷却液的储存量始终保持为设定量要求。第二泵设备3可以采用机械式水泵，在发动机启动时，机械式水泵始终处于工作状态。第二泵设备3也可以采用开关式水泵，此时，开关式水泵仅在冷却阶段时处于工作状态。

所述缸体冷却循环回路还设有机油冷却器11，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液上升到第一预设温度时，所述缸体冷却循环回路中的冷却液对所述机油冷却器11冷却。与现有的发动机冷却系统相比，本实施方式将机油冷却器11从缸盖冷却循环回路中移除，而接入到缸体冷却循环回路中，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液上升到第一预设温度时，所述缸体冷却循环回路中的冷却液才对机油冷却器冷却，因此本实施方式还能够降低缸盖冷却循环回路的管路阻力，减小缸盖冷却循环回路时开启时的负荷，最终实现缩短暖机阶段的时间，降低发动机磨损和油耗的设计目标。

本实施方式的发动机冷却系统中的所述缸体冷却循环回路还包括散热器7，当所述缸体冷却循环回路中的冷却液上升到第二预设温度(第二预设温度大于第一预设温度)时，散热器7对所述缸体冷却循环回路中的冷却液冷却。也就是说，所述缸体冷却循环回路中的冷却液的温度上升，当上升到第二预设温度时，所述散热器7开始对所述缸体冷却循环回路中的冷却液实施冷却。明显地，这种方式是根据发动机中各个需要被冷却的设备的工作特点和需求，按照先后顺序进行冷却，因此有利于提高发动机冷却系统的工作效率，还可以节省整机油耗。

作为所述缸体冷却循环回路的一种优选实施方式，所述缸体冷却循环回路包括缸体主干支路、第一支路和第二支路，所述第一支路与所述缸体主干支路构成小循环回路，所述第二支路与所述缸体主干支路构成大循环回路，机油冷却器11设于所述第一支路中，散热器7设于第二支路中。暖机阶段中，所述缸盖冷却循环回路中的部分冷却液流体连通到所述缸体主干支路中，从而在所述缸盖冷却循环回路中的冷却液上升到第一预设温度后，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液可流体连通到小循环回路，进而流体连通到所述第一支路，最终对机油冷却器11进行冷却。在小循环回路开启后，随着所述缸体冷却循环回路中的冷却液对机油冷却器11的冷却，温度逐渐上升，当所述缸体冷却循环回路中的冷却液上升到第二预设温度后，大循环回路开启，进而流体连通到所述第二支路，最终对散热器7进行冷却。本实施方式中，通过根据所述缸盖冷却循环回路中的部分冷却液的实时温度来分别对机油冷却器11实施冷却，或通过散热器7所述缸体冷却循环回路中的冷却液进行冷却，从而可以避免多余的冷却液参与循环，进而达到降低发动机油耗的目的。

实现所述第一支路和所述第二支路分别与所述缸体主干支路流体连通的方法较多，比如：在所述第一支路设有第一节温器5，第一节温器5全开的温度为所述第一预设温度，并且，第一节温器5的上游(进口)与所述缸盖冷却循环回路流体连通。暖机阶段中，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液持续加热第一节温器5，暖机结束后，第一节温器5达到所述第一预设温度，第一节温器5的主阀门打开，开启所述第一支路与所述缸体主干支路流体连通，小循环回路开启，对机油冷却器11实施冷却。

同样地，在所述第二支路设有第二节温器6，第二节温器6全开的温度为所述第二预设温度，并且，第二节温器6的上游(进口)与所述缸盖冷却循环回路流体连通。所述缸盖冷却循环回路中的冷却液上升到第一预设温度后，随着对机油冷却器11的冷却，所述缸体冷却循环回路中的冷却液的温度上升，当上升到第二预设温度时，第二节温器6的主阀门打开，开启所述第二支路与所述缸体主干支路流体连通，大循环回路开启，散热器7对所述缸体冷却循环回路中的冷却液实施冷却。

所述第二支路还设有低压废气再循环冷却器10，低压废气再循环冷却器10连接于第二节温器6与所述缸盖冷却循环回路之间。第一泵设备4开启，暖机开启，从缸盖1输出的所述缸盖冷却循环回路中的冷却液分成两路，一路依次经由高压废气再循环冷却器9和暖风设备8，再从第一泵设备4流回到缸盖1。另一路经由低压废气再循环冷却器10流入到第二节温器6，在所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的初始温度较低情形下，因此无法将第二节温器6打开，从而所述缸盖冷却循环回路中的冷却液无法流入所述第二支路，大循环回路关闭；在所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的温度持续上升到所述第二预设温度情形下，第二节温器6的主阀门打开，开启所述第二支路与所述缸体主干支路流体连通，大循环回路开启，既可以对低压废气再循环冷却器10实施冷却，还可以通过散热器7对所述缸体冷却循环回路中的冷却液实施冷却。

本实施方式所提供的发动机冷却系统还包括废气收集支路，所述废气收集支路与所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路连接，并用于将所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中气态的冷却液降温成液态的冷却液并收集。优选地，所述废气收集支路包括除气罐12，除气罐12与第二泵设备3流体连通，用于将所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中气态的冷却液降温成液态的冷却液并由第二泵设备3收集，由第二泵设备3将收集到的冷却液及时补充到缸盖1和缸体2中。

本发明的工作过程如下：

暖机阶段，第一泵设备4开启，所述缸盖冷却循环回路开始进行微循环，由电子水泵4进行驱动，缸盖1中的冷却液依次流经高压废气再循环冷却器9、暖风设备8和第一泵设备4，最终流回缸盖1。随着对暖风设备8的冷却，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液的温度上升。

冷却阶段，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液持续加热第一节温器5，暖机结束后，第一节温器5达到所述第一预设温度，第一节温器5的主阀门打开，开启小循环，缸体2中的冷却液依次流经第一节温器5、第二节温器6(流经旁通阀)、机油冷却器11和第二泵设备3，最终流回缸体2。小循环回路中第二节温器6处于关闭状态，冷却液流经其旁通阀，流向第二泵设备3，最终流回缸体2，小循环中的冷却液持续加热第二节温器6。当缸体2中的冷却液温度达到第二预设温度时，第二节温器6便被打开直至全开，启动大循环回路，冷却液依次流经缸体2、第一节温器5(全开)、第二节温器6(全开)、散热器7和第二泵设备3，最终流回缸体2。

上述实施方式改变了传统方式中的只要发动机运转，缸盖1和缸体2一并进行冷却的模式，从而节省了油耗，降低发动机工作成本。

本发明还提供一种车辆，包括发动机冷却系统，所述发动机装置为上述实施方式中所述的发动机冷却系统。所述车辆的其它部分均为现有技术，在此不再展开描述。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括分别储存有冷却液且能够相互流体连通的缸盖冷却循环回路和缸体冷却循环回路，所述缸盖冷却循环回路设有暖风设备(8)，所述缸体冷却循环回路设有机油冷却器(11)，当所述缸盖冷却循环回路中的冷却液上升到第一预设温度时，所述缸体冷却循环回路中的冷却液对所述机油冷却器(11)冷却；

所述缸体冷却循环回路包括缸体主干支路，所述缸体主干支路设有第一节温器(5)，所述第一节温器(5)全开的温度为所述第一预设温度，并与所述缸盖冷却循环回路流体连通。

2.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸体冷却循环回路还设有散热器(7)，当所述缸体冷却循环回路中的冷却液上升到第二预设温度时，所述散热器(7)对所述缸体冷却循环回路中的冷却液冷却。

3.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸体冷却循环回路还包括第一支路和第二支路，所述第一支路与所述缸体主干支路构成小循环回路，所述第二支路与所述缸体主干支路构成大循环回路，所述机油冷却器(11)设于所述第一支路中，所述散热器(7)设于第二支路中。

4.如权利要求3所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸体主干支路还设有第二节温器(6)，所述第二节温器(6)全开的温度为所述第二预设温度，并与所述缸盖冷却循环回路流体连通。

5.如权利要求4所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括低压废气再循环冷却器(10)，所述低压废气再循环冷却器(10)连接于所述第二节温器(6)与所述缸盖冷却循环回路之间。

6.如权利要求1至5中任一项所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸盖冷却循环回路还包括与所述暖风设备(8)串接的缸盖(1)、第一泵设备(4)和高压废气再循环冷却器(9)，所述缸盖冷却循环回路中的冷却液储存在所述缸盖(1)中，所述缸体冷却循环回路的缸体主干支路设有串接的缸体(2)和第二泵设备(3)。

7.如权利要求6所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括废气收集支路，所述废气收集支路与所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路连接，并用于将所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中气态的冷却液降温成液态的冷却液并收集。

8.如权利要求7所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述废气收集支路包括除气罐(12)，所述除气罐(12)与所述第二泵设备(3)流体连通，用于将所述缸盖冷却循环回路和所述缸体冷却循环回路中气态的冷却液降温成液态的冷却液并由所述第二泵设备(3)收集。

9.一种车辆，包括发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机冷却系统为权利要求1至8中任一项所述的发动机冷却系统。