CN108049956B - 发动机冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机冷却系统，包括水泵、缸体、缸盖、电子节温器、机油冷却器、暖风机、散热器、膨胀水壶和循环水管；所述电子节温器固定在缸盖上，所述机油冷却器固定在缸体上；电子节温器包括水套出水室、堵盖、弹簧和汇流管，水套出水室一端与缸盖水套出水口连通且另一端与电子节温器的内腔连通；所述汇流管设置在小循环出口外侧，大循环进水连接管和水套进水管通过汇流管连通，所述堵盖和弹簧均设置在汇流管中，自然状态下堵盖在弹簧的作用下关闭小循环出口。本冷却系统将电子节温器、机油冷却器和发动机集成设置，结构紧凑，占用空间小，缩短了发动机暖机时间，提升了机油冷却器冷却效果。

Description

发动机冷却系统
技术领域
本发明涉及一种冷却系统，具体是涉及一种发动机冷却系统。
背景技术
发动机冷却系统的作用是将受热零部件吸收的热量及时散发出去，保证发动机在最合适的温度状态下工作。发动机冷却系统，一般包括水泵、发动机水套(设置缸体中的缸体水套和设置缸盖中的缸盖水套)、节温器、机油冷却器、暖风机、散热器、膨胀水壶和循环水管；水泵设置在缸体水套进水端，循环水管包括暖风进水管、暖风回水管、大循环进水管和大循环回水管；暖风机设置在暖风回水管与暖风进水管之间，散热器设置在大循环回水管与大循环进水管之间；膨胀水壶的作用是为了将冷却系统里面的气体排出，还可以给冷却系统相应的补给冷却液，通过提高冷却系统的压力来提高水泵的压力，也可以防止水泵气蚀的危害产生。
发动机刚启动时，水温较低，节温器的主阀门关闭且副阀门开启，冷却水从发动机水套经节温器的副阀门流出后直接被水泵重新压入发动机水套，此时，冷却水在冷却系内的循环称为小循环。
发动机启后，水温升高过程中，节温器的主阀门开启且副阀门关闭，冷却水从发动机水套经节温器的主阀门流出后全部流入散热器散热，散热后的冷却水被水泵压入发动机水套，此时冷却水在冷却系中的循环称作大循环。
现有很多车型的发动机在大循环和小循环两种状态下发动机与暖风机之间的冷却液均在循环，由于发动机刚启动时，温度较低，冷却液在发动机中的循环量关系到发动机的暖机时间，因此，如何进一步减少冷却液在发动机中的循环量使发动机尽快达到较佳的工作温度是目前需要解决的问题。
现有发动机冷却系统中通常设置有机油冷却器，机油冷却器的作用是冷却润滑油，保持油温在正常工作范围之内。发动机运转时，由于机油粘度随温度升高而变稀，降低了润滑能力，因此，发动机装用了机油冷却器，其作用是降低机油温度，保持润滑油一定的粘度，机油冷却器置于冷却水路中，利用冷却水的温度来控制润滑油的温度。当润滑油温度高时，靠冷却水降温，发动机启动时，则从冷却水吸收热量使润滑油迅速提高温度。现有发动机的冷却系统中，冷却液经过水泵后，先后流进缸体水套和缸盖水套，再流向调温器，在调温器上进行分流，一部分支流流向散热器，另一部分流向机油冷却器，流过机油冷却器的冷却液再流向发动机水泵进水口，形成冷却循环。在上述冷却系统中，由于流过机油冷却器的冷却液先通过了发动机的缸体水套和缸盖水套，所以进入到机油冷却器中的冷却液温度较高，这对机油的冷却效果会大大降低，进而降低了机油的润滑能力，导致发动机磨损加快。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提出一种发动机冷却系统，本发动机冷却系统不但缩短了发动机暖机时间，提升了机油冷却器冷却效果，而且发动机、电子节温器和机油冷却器布置结构紧凑，占用空间小。
为此，本发明技术方案为：一种发动机冷却系统，包括水泵、缸体、缸盖、电子节温器、机油冷却器、暖风机、散热器、膨胀水壶和循环水管；所述缸体设置有缸体水套，所述缸盖设置有缸盖水套，所述水泵设置在缸体水套进水端，所述循环水管包括暖风进水管、暖风回水管、大循环进水管、大循环回水管和水套进水管；所述暖风机设置在暖风回水管与暖风进水管之间，所述散热器设置在大循环回水管与大循环进水管之间；所述电子节温器固定在缸盖上，电子节温器包括水套出水室、主阀门、副阀门、大循环进水连接管、大循环回水连接管、小循环出口、堵盖、弹簧和汇流管；所述汇流管设置在小循环出口外侧，所述堵盖和弹簧均设置在汇流管中，弹簧一端与堵盖相抵接且另一端与汇流管的内腔壁相抵接，自然状态下堵盖在弹簧的作用下关闭小循环出口；堵盖关闭小循环出口时，冷却液主要流经路线为：缸体水套→机油冷却器和缸盖水套→水套出水室→暖风回水连接管→暖风回水管→暖风机→暖风进水管→暖风进水连接管→汇流管→水套进水管→水泵→缸体水套；电子节温器的主阀门关闭且堵盖打开小循环出口时冷却系统进行小循环，冷却液小循环主要流经路线为：缸体水套→机油冷却器和缸盖水套→水套出水室→电子节温器的内腔→小循环出口→汇流管→水套进水管→水泵→缸体水套；电子节温器的主阀门打开且副阀门关闭小循环出口时冷却系统进行大循环，冷却液大循环主要流经路线为：缸体水套→机油冷却器和缸盖水套→水套出水室电子节温器的内腔→大循环回水连接管→大循环回水管→散热器→大循环进水管→大循环进水连接管→汇流管→水套进水管→水泵→缸体水套。
本冷却系统将水套出水室和电子节温器集成设置，将电子节温器和缸盖集成设置，结构紧凑，占用空间小；启动发动机时，在发动机转速较低的状态下，小循环处于关闭状态(堵盖在弹簧的作用下关闭小循环出口)，减少了冷却液的循环量，缩短了暖机时间，提高燃油经济性。
进一步，所述机油冷却器固定在缸体上，机油冷却器的进水口与缸体水套连接，机油冷却器的出水口与水套出水室之间通过机油冷却器回水管连通。本冷却系统将机油冷却器和缸体集成设置，机油冷却器冷却水道的进水口直接与缸体水套相通，缸体水套中的冷却液(相对缸盖出水端的水温要低)直接进入机油冷却器对机油进行冷却，然后通过机油冷却器回水管排至水套出水室，提高了机油冷却器冷却效果。
进一步，所述机油冷却器回水管下端与缸体固定，机油冷却器的出水口与机油冷却器回水管下端之间的缸体上设置有机油冷却器回水通道。机油冷却器回水通道的设置，使机油冷却器回水通道的出口位于缸体上，便于安装机油冷却器回水管。
进一步，所述大循环进水连接管轴线和大循环回水连接管轴线平行，所述汇流管轴线和大循环回水连接管轴线垂直；所述暖风进水连接管与汇流管连接并靠近大循环进水连接管，所述堵盖和弹簧位于暖风进水连接管和汇流管下端之间。电子节温器各部件结构紧凑，占用空间少。
进一步，所述膨胀水壶与水泵之间连接有第一补水管，膨胀水壶与散热器之间连接有第二补水管；水套进水管下部设置有补水管接口，第一补水管下端与补水管接口连接。第一补水管和第二补水管的设置便于膨胀水壶对冷却系统补充冷却液。
进一步，所述膨胀水壶顶部与缸盖水套顶部之间连接有排气管。排气管将缸盖顶部的蒸汽排至膨胀水壶冷却液化。
本发明的有益效果：
1、本冷却系统将水套出水室和电子节温器集成设置，将电子节温器和缸盖集成设置，结构紧凑，占用空间小；启动发动机时，在发动机转速较低的状态下，小循环处于关闭状态(堵盖在弹簧的作用下关闭小循环出口)，减少了冷却液的循环量，缩短了暖机时间，提高燃油经济性；
2、本冷却系统将机油冷却器和缸体集成设置，机油冷却器的冷却水道的进水口直接与缸体水套相通，缸体水套中的冷却液(相对缸盖出水端的水温要低)直接进入机油冷却器对机油进行冷却，然后直接排至水套出水室，提高了机油冷却器冷却效果。
附图说明
图1是本发明冷却系统循环示意图；
图2是电子节温器、机油冷却器和发动机集成结构示意图；
图3是图2的右视图；
图4是图3的A-A视图；
图5是机油冷却器与缸体的连接结构示意图。
附图中：1-缸体；2-缸盖；3-电子节温器；4-机油冷却器；5-水套进水管；6-机油冷却器回水管；7-暖风进水连接管；8-暖风回水连接管；9-补水管接口；
11-缸体水套；12-机油冷却器回水通道；21-缸盖水套；22-缸盖水套出水口；31-水套出水室；32-主阀门；33-副阀门；34-大循环进水连接管；35-大循环回水连接管；36-小循环出口；37-堵盖；38-弹簧；39-汇流管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1至图4所示，本实施例的一种发动机冷却系统，具有水泵、缸体1、缸盖2、电子节温器3、机油冷却器4、暖风机、散热器、膨胀水壶和循环水管；缸体1设置有缸体水套11，所述缸盖2设置有缸盖水套21，水泵设置在缸体水套11进水端，循环水管包括暖风进水管、暖风回水管、大循环进水管、大循环回水管和水套进水管5；暖风机设置在暖风回水管与暖风进水管之间，散热器设置在大循环回水管与大循环进水管之间。
如图2至图4所示，本实施例中，电子节温器3固定在缸盖2上，电子节温器3包括水套出水室31、主阀门32、副阀门33、大循环进水连接管34、大循环回水连接管35、小循环出口36、堵盖37、弹簧38和汇流管39；水套出水室31与电子节温器3的内腔连通，大循环回水连接管35位于主阀门32侧，小循环出口36位于副阀门33侧，汇流管39设置在小循环出口36外侧，大循环进水连接管34和汇流管39的上端连接，堵盖37和弹簧38均设置在汇流管39中，弹簧38一端与堵盖37相抵接且另一端与汇流管39的内腔壁相抵接，自然状态下堵盖37在弹簧38的作用下关闭小循环出口36。具体地，本电子节温器3未通电时相当于普通蜡式节温器，未通电状态下初开温度97℃，全开温度：113℃，全开升程≥8.5mm；本电子节温器3通电时最晚全开温度85℃，全开升程≥8.5mm；本电子节温器3可以使发动机大部分工况处于最佳工作水温，提高了燃油经济性并减少排放。
如图2至图4所示，本实施例中，电子节温器3固定在缸盖2上，水套出水室31与缸盖水套出水口22连接；水套进水管5的上端与汇流管39的下端连接，水套进水管5的下端与缸体水套11的进水口连接。
如图1和图4所示，本实施例中，堵盖37关闭小循环出口36时，冷却液主要流经路线为：缸体水套11→缸盖水套21→水套出水室31→暖风回水连接管8→暖风回水管→暖风机→暖风进水管→暖风进水连接管7→汇流管39→水套进水管5→水泵→缸体水套11。
如图1和图4所示，电子节温器3的主阀门32关闭且堵盖37打开小循环出口36时冷却系统进行小循环，冷却液小循环主要流经路线为：缸体水套11→缸盖水套21→水套出水室31→电子节温器3的内腔→小循环出口36→汇流管39→水套进水管5→水泵→缸体水套11；
如图1和图4所示，电子节温器3的主阀门32打开且副阀门33关闭小循环出口时冷却系统进行大循环，冷却液大循环主要流经路线为：缸体水套11→缸盖水套21→水套出水室31→电子节温器3的内腔→大循环回水连接管35→大循环回水管→散热器→大循环进水管→大循环进水连接管34→汇流管39→水套进水管5→水泵→缸体水套11。
此外，本实施例中，无论冷却液进行小循环还是大循环，发动机水套和暖风机之间的冷却液均进行循环。具体地，部分车型在发动机充分启动后，也可以关闭发动机水套和暖风机之间的冷却液循环通道。
如图1至图4所示，本实施例的冷却系统中将水套出水室31和电子节温器3集成设置，将电子节温器3和缸盖2集成设置，结构紧凑，占用空间小；启动发动机时，在发动机转速较低的状态下，小循环处于关闭状态(堵盖37在弹簧38的作用下关闭小循环出口36)，减少了冷却液的循环量，缩短了暖机时间，提高燃油经济性；大循环达到一定开度后，电子节温器3的副阀门33运动堵住小循环出口36，此时只进行大循环，提高冷却效果。
如图2和图5所示，机油冷却器4固定在缸体1上，机油冷却器4的进水口与缸体水套11连接，机油冷却器4的出水口与水套出水室31之间通过机油冷却器回水管6连通。机油冷却器4和缸体1集成设置，结构紧凑，占用空间小，机油冷却器4的冷却水道的进水口直接与缸体水套11相通，缸体水套11中的冷却液(相对缸盖2出水端的水温要低)直接进入机油冷却器4对机油进行冷却，然后通过机油冷却器回水管6排至水套出水室31，提高了机油冷却器4冷却效果。
如图2和图5所示，本实施例中，机油冷却器回水管6下端与缸体1固定，机油冷却器4的出水口与机油冷却器回水管6下端之间的缸体1上设置有机油冷却器回水通道12。机油冷却器回水通道12的设置，使机油冷却器回水通道12的出口位于缸体1上，便于安装机油冷却器回水管6。
如图2和图4所示，为了使电子节温器3各部件结构紧凑，减少占用空间，本实施例中大循环进水连接管34轴线和大循环回水连接管35轴线平行，汇流管39轴线和大循环回水连接管35轴线垂直；暖风进水连接管7与汇流管39连接并靠近大循环进水连接管34，堵盖37和弹簧38位于暖风进水连接管7和汇流管下端之间的汇流管39中。
如图1所示，膨胀水壶的作用是为了将冷却系统里面的气体排出，还可以给冷却系统相应的补给冷却液，通过提高冷却系统的压力来提高水泵的压力，也可以防止水泵气蚀的危害产生。本实施例中，膨胀水壶与水泵之间连接有第一补水管，膨胀水壶与散热器之间连接有第二补水管；水套进水管5下部设置有补水管接口9，第一补水管下端与补水管接口9连接。第一补水管和第二补水管的设置便于膨胀水壶对冷却系统补充冷却液。本实施例的缸盖2在冷却系统中处于较高位置，为了将缸盖2顶部的蒸汽排至膨胀水壶冷却液化，在缸盖水套21顶部与膨胀水壶顶部之间连接有排气管；具体地，若冷却系统中散热器或电子节温器3处于相对较高位置，也可以在散热器顶部或电子节温器3顶部和膨胀水壶顶部之间连接排气管，只要不影响安装和使用即可。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种发动机冷却系统，包括水泵、缸体(1)、缸盖(2)、电子节温器(3)、机油冷却器(4)、暖风机、散热器、膨胀水壶和循环水管；所述缸体(1)设置有缸体水套(11)，所述缸盖(2)设置有缸盖水套(21)，所述水泵设置在缸体水套(11)进水端，所述循环水管包括暖风进水管、暖风回水管、大循环进水管、大循环回水管和水套进水管(5)；所述暖风机设置在暖风回水管与暖风进水管之间，所述散热器设置在大循环回水管与大循环进水管之间；其特征在于：
所述电子节温器(3)固定在缸盖(2)上，电子节温器(3)包括水套出水室(31)、主阀门(32)、副阀门(33)、大循环进水连接管(34)、大循环回水连接管(35)、小循环出口(36)、堵盖(37)、弹簧(38)和汇流管(39)；所述汇流管(39)设置在小循环出口(36)外侧，所述堵盖(37)和弹簧(38)均设置在汇流管(39)中，弹簧(38)一端与堵盖(37)相抵接且另一端与汇流管(39)的内腔壁相抵接，自然状态下堵盖(37)在弹簧(38)的作用下关闭小循环出口(36)；
堵盖(37)关闭小循环出口(36)时，冷却液主要流经路线为：缸体水套(11)、缸盖水套(21)、水套出水室(31)、暖风回水连接管(8)、暖风回水管、暖风机、暖风进水管、暖风进水连接管(7)、汇流管(39)、水套进水管(5)、水泵、缸体水套(11)；
电子节温器(3)的主阀门(32)关闭且堵盖(37)打开小循环出口(36)时冷却系统进行小循环，冷却液小循环主要流经路线为：缸体水套(11)、缸盖水套(21)、水套出水室(31)、电子节温器(3)的内腔、小循环出口(36)、汇流管(39)、水套进水管(5)、水泵、缸体水套(11)；
电子节温器(3)的主阀门(32)打开且副阀门(33)关闭小循环出口时冷却系统进行大循环，冷却液大循环主要流经路线为：缸体水套(11)、缸盖水套(21)、水套出水室(31)、电子节温器(3)的内腔、大循环回水连接管(35)、大循环回水管、散热器、大循环进水管、大循环进水连接管(34)、汇流管(39)、水套进水管(5)、水泵、缸体水套(11)。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述机油冷却器(4)固定在缸体(1)上，机油冷却器(4)的进水口与缸体水套(11)连接，机油冷却器(4)的出水口与水套出水室(31)之间通过机油冷却器回水管(6)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：所述机油冷却器回水管(6)下端与缸体(1)固定，机油冷却器(4)的出水口与机油冷却器回水管(6)下端之间的缸体(1)上设置有机油冷却器回水通道(12)。
4.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述大循环进水连接管(34)轴线和大循环回水连接管(35)轴线平行，所述汇流管(39)轴线和大循环回水连接管(35)轴线垂直；所述暖风进水连接管(7)与汇流管(39)连接并靠近大循环进水连接管(34)，所述堵盖(37)和弹簧(38)位于暖风进水连接管(7)和汇流管下端之间。
5.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述膨胀水壶与水泵之间连接有第一补水管，膨胀水壶与散热器之间连接有第二补水管；水套进水管(5)下部设置有补水管接口(9)，第一补水管下端与补水管接口(9)连接。
6.根据权利要求5所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述膨胀水壶顶部与缸盖水套顶部之间连接有排气管。
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