CN106812622A - 发动机的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了发动机的冷却系统，该发动机的冷却系统可以包括：汽缸衬套，其以空心圆柱体形状形成并且压在发动机的汽缸的内侧；汽缸体冷却水套，其在径向方向上设置在汽缸衬套的外侧从而冷却汽缸体，所述汽缸体内设置所述汽缸衬套和所述汽缸体冷却水套；以及汽缸盖，所述汽缸盖接合在汽缸体上，包括排气口和进气口，并且在内部设置有汽缸盖冷却水套，所述排气口和进气口与燃烧室流体相通并且分别在排气侧和进气侧处形成，其中汽缸体冷却水套包括：上方冷却水套和下方冷却水套，并且分隔壁设置在上方冷却水套和下方冷却水套之间从而阻止流体在其间流动。

Description

发动机的冷却系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年9月11日提交的韩国专利申请第10-2015-0129218号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及发动机的冷却系统，所述冷却系统将对应于汽缸体的汽缸衬套的冷却水套沿竖直方向分开并且控制循环通过冷却水套的冷却液的流动，从而改进整体冷却效率并且减少燃烧室的异常燃烧。

背景技术

发动机通过燃烧燃料产生能量从而产生扭矩，并且排出剩余热能。特别地，冷却液在循环通过发动机、加热器和散热器时吸收热能并且释放热能。

油在发动机的低冷却液温度下变得高度粘性。当油粘稠时，摩擦和燃料消耗增加，并且废气温度逐步升高，延长催化剂活化所需的时间，并且造成废气品质的劣化。此外，加热器需要较长时间才能正常运转，因此乘客和驾驶员在低温下感觉寒冷。

当发动机的冷却液温度过高时，可能出现爆震。如果调节点火正时来抑制爆震，发动机性能可能劣化。此外，过高的润滑剂温度可能造成较差润滑。

然而，在发动机的特定区域中使用一个冷却液控制阀，所述阀控制大量冷却元件，例如将冷却液保持在高温下并且将其它区域保持在低温下。

在多个冷却元件中，汽缸体和汽缸盖是重要的，并且已经研究了分别冷却汽缸体和汽缸盖的技术。

另一方面，由于汽缸体的顶部邻近燃烧室，其温度较高，由于汽缸体的底部远离燃烧室，其温度较低，在该情况下，由于通过一个冷却水套控制冷却液，难以以最佳方式分别控制顶部和底部。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供发动机的冷却系统，所述冷却系统将对应于汽缸体的汽缸衬套的冷却水套沿竖直方向分开以形成上方冷却水套和下方冷却水套，并且控制循环通过上方冷却水套和下方冷却水套的冷却液，从而减少异常燃烧并且减少燃料消耗。

根据本发明的各个方面，一种发动机的冷却系统可以包括：汽缸衬套，所述汽缸衬套以空心圆柱体形状形成并且压在发动机的汽缸的内侧；汽缸体冷却水套，所述汽缸体冷却水套在径向方向上设置在汽缸衬套的外侧从而冷却汽缸体，所述汽缸体内设置所述汽缸衬套和所述汽缸体冷却水套；以及汽缸盖，所述汽缸盖接合在汽缸体上，包括排气口和进气口，并且在内部设置有汽缸盖冷却水套，所述排气口和进气口与燃烧室流体相通并且分别在排气侧和进气侧处形成，其中汽缸体冷却水套可以包括：上方冷却水套，所述上方冷却水套以覆盖汽缸衬套的上部的形状形成；和下方冷却水套，所述下方冷却水套以覆盖汽缸衬套的下部的形状形成并且与上方冷却水套分开，并且分隔壁可以设置在上方冷却水套和下方冷却水套之间从而阻止流体在其间流动。

上方冷却水套可以包括：在排气侧处形成的排气侧上方冷却水套，和在进气侧处形成的进气侧上方冷却水套，并且从冷却液泵中排出的冷却液可以依次经过排气侧上方冷却水套、汽缸盖冷却水套和进气侧上方冷却水套。

下方冷却水套可以包括：在排气侧处形成的排气侧下方冷却水套和在进气侧处形成的进气侧下方冷却水套，并且经过排气侧上方冷却水套、汽缸盖冷却水套和进气侧上方冷却水套的冷却液可以依次经过进气侧下方冷却水套和排气侧下方冷却水套从而实现其冷却。

从冷却液泵中排出的冷却液可以依次经过排气侧上方冷却水套、汽缸盖冷却水套、进气侧上方冷却水套、进气侧下方冷却水套和排气侧下方冷却水套并可以循环至冷却液泵从而实现其冷却。

发动机的冷却系统可以进一步包括冷却液控制模块，所述冷却液控制模块设置在从进气侧上方冷却水套连接至进气侧下方冷却水套的冷却液管路中从而控制冷却液的流动。

冷却液控制模块可以将冷却液分配至如下的至少一者：散热器，用于散发冷却液的热；EGR冷却器，用于控制再循环废气的温度；油冷却器，用于控制发动机的油温；变速器油冷却器，用于控制变速器的油温；以及加热器，所述加热器被设置为用于室内加热，并且冷却液控制模块可以控制分配的冷却液。

根据本发明的各个方面，一种发动机的冷却系统可以包括：汽缸衬套，所述汽缸衬套以空心圆柱体形状形成并且压在发动机的汽缸的内侧；汽缸体冷却水套，所述汽缸体冷却水套在径向方向上设置在汽缸衬套的外侧从而冷却汽缸体，汽缸体中设置所述汽缸衬套和所述汽缸体冷却水套；汽缸盖，所述汽缸盖接合在汽缸体上，包括排气口和进气口，并且在内部设置有汽缸盖冷却水套，所述排气口和进气口与燃烧室流体相通并且分别在排气侧和进气侧处形成，其中汽缸体冷却水套包括：在排气侧处形成的排气侧上方冷却水套；排气侧下方冷却水套，所述排气侧下方冷却水套在排气侧上方冷却水套的下方形成；进气侧上方冷却水套，所述进气侧上方冷却水套在进气侧处形成；以及进气侧下方冷却水套，所述进气侧下方冷却水套在进气侧上方冷却水套的下方形成，并且冷却液可以在依次经过排气侧上方冷却水套、汽缸盖冷却水套、进气侧上方冷却水套、进气侧下方冷却水套和排气侧下方冷却水套的同时进行冷却。

冷却液泵可以将冷却液泵送至排气侧上方冷却水套。

发动机的冷却系统可以进一步包括冷却液控制模块，从而控制从进气侧上方冷却水套排出的冷却液的流动。

发动机的冷却系统可以进一步包括在进气侧上方冷却水套和冷却液控制模块之间从冷却液管路分支出的支管，所述支管连接至进气侧下方冷却水套。

支管可以包括控制阀，所述控制阀被设置成用于控制冷却液的流动。

可以在排气侧上方冷却水套和排气侧下方冷却水套之间并且在进气侧上方冷却水套和进气侧下方冷却水套之间形成分隔壁。

汽缸体冷却水套可以沿着汽缸衬套的外表面形成。

根据本发明的各个实施方案中，对应于汽缸体的汽缸衬套的冷却水套分成上方冷却水套和下方冷却水套，从而分别控制供应至上方冷却水套和下方冷却水套的冷却液，因此进一步有效控制冷却温度。

此外，当冷却液依次流动通过排气侧上方冷却水套、汽缸盖冷却水套、进气侧上方冷却水套、进气侧下方冷却水套和排气侧下方冷却水套时，汽缸体的上测温度控制得相对较低而下侧温度控制得相对较高，因此可以减少燃料消耗且可以改进冷却效率，并且可以预先避免由于燃烧室过热造成的异常燃烧。

并且，通过使用下方冷却水套将冷却液输送至冷却液泵的结构，可以除去或缩短冷却通道，因此简单地构造其布局。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体描述，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据本发明的各个实施方案的发动机的冷却系统中的汽缸体和汽缸盖的侧视图。

图2为显示根据本发明的各个实施方案的发动机的冷却系统中的冷却液的流动的整体示意图。

图3为显示根据本发明的各个实施方案的发动机的冷却系统中的冷却液的流动的整体示意图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

图1为根据本发明的各个实施方案的发动机的冷却系统中的汽缸体和汽缸盖的侧视图。

参考图1，发动机的冷却系统包括汽缸体110和设置在汽缸体110上的汽缸盖100，并且汽缸体110设置有汽缸衬套(cylinder liner)146，所述汽缸衬套146被设置成被活塞插入。这里，汽缸衬套146可以与汽缸体110整体或一体地形成，或者在其它实施方案中可以分开安装。

汽缸体冷却水套在汽缸体110中的汽缸衬套146的外侧形成。这里，汽缸体冷却水套包括上方冷却水套130和下方冷却水套120，并且上方冷却水套130和下方冷却水套120被分隔壁145竖直分隔。

上方冷却水套130包括在排气侧形成的排气侧上方冷却水套132和在进气侧形成的进气侧上方冷却水套134。下方冷却水套120包括在排气侧形成的排气侧下方冷却水套122和在进气侧形成的进气侧下方冷却水套124。

此外，汽缸盖冷却水套102在汽缸盖100内形成，汽缸盖冷却水套102和排气侧上方冷却水套132可以连接，并且汽缸盖冷却水套102和进气侧上方冷却水套134可以连接。

图2为显示根据本发明的各个实施方案的发动机的冷却系统中的冷却液的流动的整体示意图。

参考图2，发动机的冷却系统包括冷却液泵200、排气侧上方冷却水套132、汽缸盖100、进气侧上方冷却水套134、冷却液控制模块210、进气侧下方冷却水套124、排气侧下方冷却水套122、散热器220、EGR(exhaust gas recirculation，废气再循环)冷却器232、涡轮增压器230、油冷却器242、自动变速器油(ATF)冷却器240、节流阀体260，以及加热器250。

并且，排气口104和进气口106对应于各个汽缸101在汽缸盖100中形成，汽缸盖冷却水套102围绕其内的排气口和进气口形成，并且分隔壁145在上方冷却水套130和下方冷却水套120之间形成。

在本发明的各个实施方案中，分隔壁145可以与汽缸体110整体或一体地形成，或者在其它实施方案中可以作为单独的插入元件安装。此外，本说明书中将省略涡轮增压器230、EGR冷却器232、ATF冷却器240、油冷却器242、加热器250和节流阀体260的具体描述，因为这些元件是本领域公知的。

正如上文参考图1所述，汽缸体冷却水套在径向方向上设置在汽缸衬套146的外侧，汽缸体冷却水套通过分隔壁145分成上方冷却水套130和下方冷却水套120。

通过如图2中显示的该构造，通过冷却液泵200泵送的冷却液依次流动通过排气侧上方冷却水套132、在汽缸盖100内形成的汽缸盖冷却水套102、进气侧上方冷却水套134，以及冷却液控制模块210。并且，根据冷却液控制模块210的控制模式，冷却液在依次经过进气侧下方冷却水套124和排气侧下方冷却水套122之后可以循环至冷却液泵200。因此，从冷却液泵200中排出的冷却液具有相对低的温度并且可以供应至上方冷却水套130，而经过汽缸盖100的冷却液具有相对高的温度并且可以供应至下方冷却水套120。

因此，由于汽缸衬套146的上部以低热冷却，减少了发动机的爆震。并且能够通过增加汽缸体110的下部的温度而削减燃料消耗并且减少摩擦。

冷却液控制模块210分别控制分配至进气侧下方冷却水套124、油冷却器242、节流阀体260和散热器220的冷却液。此外，冷却液控制模块210可以使从进气侧上方冷却水套134供应的冷却液从旁路到冷却液泵200而不分配至各个冷却元件。

此外，冷却液控制模块210的结构是本领域公知的，因此省略其结构的详细描述。

图3为显示根据本发明的各个实施方案的发动机的冷却系统中的冷却液的流动的整体示意图，主要关于相比于图2的特征部分来描述图3。

参考图3，发动机的冷却系统包括冷却液泵200、排气侧上方冷却水套132、汽缸盖100、进气侧上方冷却水套134、控制阀300、冷却液控制模块210、进气侧下方冷却水套124、排气侧下方冷却水套122、散热器220、EGR冷却器232、涡轮增压器230、油冷却器242、ATF冷却器240、节流阀体260，和加热器250。

并且，排气口104和进气口106对应于各个汽缸101在汽缸盖100中形成，汽缸盖冷却水套102围绕其内的排气口104和进气口106形成，并且分隔壁145在上方冷却水套130和下方冷却水套120之间形成。

通过冷却液泵200泵送的冷却液依次流动通过排气侧上方冷却水套132、汽缸盖冷却水套102、进气侧上方冷却水套134和冷却液控制模块210。

并且，在进气侧上方冷却水套134和冷却液控制模块210之间从冷却液管路135分支出支管140，支管140连接至进气侧下方冷却水套124，并且控制阀300设置在支管140中。

根据控制阀300的打开/关闭，进气侧上方冷却水套134的冷却液在通过支管140的控制阀300经过进气侧下方冷却水套124和排气侧下方冷却水套122之后循环至冷却液泵200。

在本发明的各个实施方案中，围绕汽缸体110的汽缸衬套146形成的汽缸体冷却水套分成上方冷却水套130和下方冷却水套120，并且供应至上方冷却水套130和下方冷却水套120的冷却液被分别控制，因此进一步有效控制冷却温度。

此外，由于冷却液依次流动至排气侧上方冷却水套132、汽缸盖冷却水套102、进气侧上方冷却水套134、进气侧下方冷却水套124和排气侧下方冷却水套122，汽缸体110的上部的温度控制得相对较低，而汽缸体110的下部的温度控制得相对较高，因此减少燃料消耗并且改进冷却效率。

并且，通过使用下方冷却水套120将冷却液输送至冷却液泵200的结构，可以除去或缩短冷却通道，因此简单地构造其布局。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性具体实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (13)

1.一种发动机的冷却系统，包括：

汽缸衬套，其以空心圆柱体形状形成并且压在发动机的汽缸内侧；

汽缸体冷却水套，其在径向方向上设置在汽缸衬套的外侧以冷却汽缸体，

所述汽缸体内设置所述汽缸衬套和所述汽缸体冷却水套；以及

汽缸盖，所述汽缸盖接合在汽缸体上，包括排气口和进气口，并且在汽缸盖内设置有汽缸盖冷却水套，所述排气口和进气口与燃烧室流体相通并且分别在汽缸盖的排气侧和进气侧处形成，

其中所述汽缸体冷却水套包括：

上方冷却水套，其以覆盖汽缸衬套的上部的形状形成；以及

下方冷却水套，其以覆盖汽缸衬套的下部的形状形成并且与上方冷却水套分离，并且

分隔壁设置在上方冷却水套和下方冷却水套之间从而阻止流体在上方冷却水套和下方冷却水套之间流动。

2.根据权利要求1所述的发动机的冷却系统，其中上方冷却水套包括：

在排气侧处形成的排气侧上方冷却水套；以及

在进气侧处形成的进气侧上方冷却水套，并且

其中从冷却液泵中排出的冷却液依次经过排气侧上方冷却水套、汽缸盖冷却水套和进气侧上方冷却水套。

3.根据权利要求2所述的发动机的冷却系统，其中下方冷却水套包括：

在排气侧处形成的排气侧下方冷却水套；和

在进气侧处形成的进气侧下方冷却水套，并且

其中经过排气侧上方冷却水套、汽缸盖冷却水套和进气侧上方冷却水套的冷却液依次经过进气侧下方冷却水套和排气侧下方冷却水套从而进行冷却。

4.根据权利要求3所述的发动机的冷却系统，其中从冷却液泵中排出的冷却液依次经过排气侧上方冷却水套、汽缸盖冷却水套、进气侧上方冷却水套、进气侧下方冷却水套和排气侧下方冷却水套并循环至冷却液泵从而进行冷却。

5.根据权利要求4所述的发动机的冷却系统，进一步包括冷却液控制模块，所述冷却液控制模块设置在从进气侧上方冷却水套连接至进气侧下方冷却水套的冷却液管路中从而控制冷却液的流动。

6.根据权利要求5所述的发动机的冷却系统，其中冷却液控制模块将冷却液分配至如下的至少一者：

散热器，用于散发冷却液的热；

EGR冷却器，用于控制再循环废气的温度；

油冷却器，用于控制发动机的油温；

变速器油冷却器，用于控制变速器的油温；以及

加热器，其被设置为用于室内加热，

并且冷却液控制模块控制分配的冷却液。

7.一种发动机的冷却系统，包括：

汽缸衬套，其以空心圆柱体形状形成并且压在发动机的汽缸内侧；

汽缸体冷却水套，其在径向方向上设置在汽缸衬套的外侧以冷却汽缸体，

所述汽缸体内设置所述汽缸衬套和所述汽缸体冷却水套；以及

汽缸盖，所述汽缸盖接合在汽缸体上，包括排气口和进气口，并且在汽缸体内设置有汽缸盖冷却水套，所述排气口和进气口与燃烧室流体相通并且分别在汽缸体的排气侧和进气侧处形成，

其中汽缸体冷却水套包括：

排气侧上方冷却水套，其在排气侧处形成；

排气侧下方冷却水套，其在排气侧上方冷却水套的下方形成；

进气侧上方冷却水套，其在进气侧处形成；以及

进气侧下方冷却水套，其在进气侧上方冷却水套的下方形成，并且

其中冷却液在依次经过排气侧上方冷却水套、汽缸盖冷却水套、进气侧上方冷却水套、进气侧下方冷却水套和排气侧下方冷却水套的同时进行冷却。

8.根据权利要求7所述的发动机的冷却系统，其中冷却液泵将冷却液泵送至排气侧上方冷却水套。

9.根据权利要求7所述的发动机的冷却系统，进一步包括冷却液控制模块从而控制从进气侧上方冷却水套排出的冷却液的流动。

10.根据权利要求9所述的发动机的冷却系统，进一步包括在进气侧上方冷却水套和冷却液控制模块之间从冷却液管路分支出的支管，所述支管连接至进气侧下方冷却水套。

11.根据权利要求10所述的发动机的冷却系统，其中支管包括控制阀，所述控制阀被设置成用于控制冷却液的流动。

12.根据权利要求7所述的发动机的冷却系统，其中在排气侧上方冷却水套和排气侧下方冷却水套之间并且在进气侧上方冷却水套和进气侧下方冷却水套之间形成分隔壁。

13.根据权利要求7所述的发动机的冷却系统，其中汽缸体冷却水套沿着汽缸衬套的外表面形成。