CN108223097A - 一种发动机高低温双循环冷却系统 - Google Patents

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张生平
黄云龙
曹志义
尹玉婷
刘永丰
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Abstract

本发明提供了一种发动机高低温双循环冷却系统，包括高温循环系统和低温循环系统，所述高温循环系统包括高温水泵、发动机、级间中冷器、一级中冷器，高温节温器、高温散热器，所述低温循环系统包括低温水泵、低温节温器、低温散热器、二级中冷器和机油冷却器，所述高温水泵和低温水泵的进口分别连接膨胀水箱的底部，所述发动机、高温散热器和低温散热器的高点通过蒸汽管与膨胀水箱上部相连。本发明有益效果：提高了发动机出水温度，使散热器水－空温差加大，提高了换热效率，减小了散热器体积；低温循环较低的水温保证了较低的进气温度，有利于实现低阻力大流量进气；两个系统采用一个膨胀水箱，减小了辅助系统体积。

Description

一种发动机高低温双循环冷却系统
技术领域
本发明属于发动机冷却领域，尤其是涉及一种发动机高低温双循环冷却系统。
背景技术
提升发动机功率密度和减小辅助系统体积是车用动力装置的重要发展方向。一方面，提高发动机出水温度，可以使散热器水－空温差加大，提高换热效率，减小散热器体积。另一方面，为实现功率密度的提高，需要增加进气密度，提高增压压比的同时要求更低的进气温度。然而传统的单循环冷却系统不能满足以上要求。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机高低温双循环冷却系统，以解决上述问题的不足之处。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种发动机高低温双循环冷却系统，包括高温循环系统和低温循环系统，所述高温循环系统包括高温水泵、发动机、级间中冷器、一级中冷器，高温节温器、高温散热器；所述高温水泵出口分别连接发动机、级间中冷器和一级中冷器的入水口，所述发动机、级间中冷器和一级中冷器的出口均通过接高温节温器连接至高温散热器的入水口，所述高温散热器的出口连接高温水泵的进口；所述低温循环系统包括低温水泵、低温节温器、低温散热器、二级中冷器和机油冷却器，所述低温水泵出口通过低温节温器依次连接低温散热器、二级中冷器和机油冷却器，所述机油冷却器的出口连接低温水泵的进口；所述高温水泵和低温水泵的进口分别连接膨胀水箱的底部，所述发动机、高温散热器和低温散热器的高点通过蒸汽管与膨胀水箱上部相连。
进一步的，所述级间中冷器的进气口与低压级增压器的出气口连接，所述级间中冷器的出气口与高压级增压器的进气口连接，所述高压级增压器的出气口连接一级中冷器的进气口。
进一步的，所述一级中冷器的入水口处设有第一调节阀，所述级间中冷器的入水口处设有第二调节阀。
进一步的，所述二级中冷器的进气口连接一级中冷器的出气口。
进一步的，所述二级中冷器的出口连接至发动机的进气口。
进一步的，所述高温散热器的进口冷却液温度为120℃-130℃。
进一步的，所述高温水泵和低温水泵为一体集成结构，包括蜗壳、叶轮和传动机构，所述叶轮上设有双面叶片，所述叶轮外部设置蜗壳，所述叶轮安装在传动机构上。
相对于现有技术，本发明所述的发动机高低温双循环冷却系统具有以下优势：
(1)本发明所述的发动机高低温双循环冷却系统提高了发动机出水温度，使散热器水－空温差加大，提高了换热效率，减小了散热器体积；低温循环较低的水温保证了较低的进气温度，有利于实现低阻力大流量进气；低温散热器布置在低温水泵出口，缩小了水泵内部两个流道温差，减小串流带给低温循环的热量，从而减小低温循环散热量，提高系统紧凑性；两个系统采用一个膨胀水箱，减小了辅助系统体积。
(2)本发明所述的低压级增压器和高压级增压器之间设置级间中冷器，降低了高压级增压器的进气温度，提高增压器效率；级间中冷器布置在冷却系统的低温循环，减小了低温循环散热量；高压级增压器出口依次设置一级中冷器和二级中冷器，实现较低的发动机进气温度的同时，减小了低温循环的散热量。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的发动机高低温双循环冷却系统结构示意图。
附图标记说明：
1-高温水泵；2-发动机；3-级间中冷器；4-一级中冷器；5-高温节温器；6-高温散热器；7-低压级增压器；8-高压级增压器；9-第一调节阀；10-第二调节阀；11-低温水泵；12-低温节温器；13-低温散热器；14-二级中冷器；15-机油冷却器；16-膨胀水箱。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种发动机高低温双循环冷却系统，包括高温循环系统和低温循环系统，所述高温循环系统包括高温水泵1、发动机2、级间中冷器3、一级中冷器4，高温节温器5、高温散热器6；所述高温水泵1出口分别连接发动机2、级间中冷器3和一级中冷器4的入水口，所述发动机2、级间中冷器3和一级中冷器4的出口均通过接高温节温器5连接至高温散热器6的入水口，所述高温散热器6的出口连接高温水泵1的进口；所述低温循环系统包括低温水泵11、低温节温器12、低温散热器13、二级中冷器14和机油冷却器15，所述低温水泵11出口通过低温节温器12依次连接低温散热器13、二级中冷器14和机油冷却器15，所述机油冷却器15的出口连接低温水泵11的进口；所述高温水泵1和低温水泵11的进口分别连接膨胀水箱16的底部，所述发动机2、高温散热器6和低温散热器13的高点通过蒸汽管与膨胀水箱16上部相连。
所述级间中冷器3的进气口与低压级增压器7的出气口连接，所述级间中冷器3的出气口与高压级增压器8的进气口连接，所述高压级增压器8的出气口连接一级中冷器4的进气口。
所述一级中冷器4的入水口处设有第一调节阀9，所述级间中冷器3的入水口处设有第二调节阀10。
所述二级中冷器14的进气口连接一级中冷器4的出气口。
所述二级中冷器14的出口连接至发动机2的进气口。
所述高温散热器6的进口冷却液温度为120℃-130℃。
所述高温水泵1和低温水泵11为一体集成结构，包括蜗壳、叶轮和传动机构，所述叶轮上设有双面叶片，所述叶轮外部设置蜗壳，所述叶轮安装在传动机构上，这样就利用单泵结构实现双泵的功能，分别为两个系统回路提供不同温度、流量、扬程的冷却水。
本实施例的工作过程如下：
高温循环的工作过程为，冷却水通过高温水泵1被加压，分成三路，一路通过发动机2去冷却缸盖缸套，一路通过级间中冷器3冷却被低压级增压器7压缩的空气，一路经过一级中冷器4冷却被高压级增压器8压缩的空气，这三路冷却水温度升高，再汇成一路经过高温节温器5，最后进入高温散热器6冷却降温，然后再回到高温水泵1进口，如此循环。
低温循环的工作过程为，冷却水通过低温水泵11被加压，经过低温节温器12，进入低温散热器13被冷却降温，然后通过二级中冷器14冷却一级中冷器4的出气，再通过机油冷却器15冷却发动机机油，最后再回到低温水泵11进口，如此循环。
冷却系统运转过程中，系统内的气体在发动机2、高温散热器6、低温散热器13的高点积聚，通过蒸汽管进入膨胀水箱14的上部空间，同时膨胀水箱16内的水通过管路进入高温水泵1和低温水泵11的进口。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种发动机高低温双循环冷却系统，其特征在于：包括高温循环系统和低温循环系统，
所述高温循环系统包括高温水泵(1)、发动机(2)、级间中冷器(3)、一级中冷器(4)，高温节温器(5)、高温散热器(6)；所述高温水泵(1)出口分别连接发动机(2)、级间中冷器(3)和一级中冷器(4)的入水口，所述发动机(2)、级间中冷器(3)和一级中冷器(4)的出口均通过接高温节温器(5)连接至高温散热器(6)的入水口，所述高温散热器(6)的出口连接高温水泵(1)的进口；
所述低温循环系统包括低温水泵(11)、低温节温器(12)、低温散热器(13)、二级中冷器(14)和机油冷却器(15)，所述低温水泵(11)出口通过低温节温器(12)依次连接低温散热器(13)、二级中冷器(14)和机油冷却器(15)，所述机油冷却器(15)的出口连接低温水泵(11)的进口；
所述高温水泵(1)和低温水泵(11)的进口分别连接膨胀水箱(16)的底部，所述发动机(2)、高温散热器(6)和低温散热器(13)的高点通过蒸汽管与膨胀水箱(16)上部相连。
2.根据权利要求1所述的一种发动机高低温双循环冷却系统，其特征在于：所述级间中冷器(3)的进气口与低压级增压器(7)的出气口连接，所述级间中冷器(3)的出气口与高压级增压器(8)的进气口连接，所述高压级增压器(8)的出气口连接一级中冷器(4)的进气口。
3.根据权利要求1所述的一种发动机高低温双循环冷却系统，其特征在于：所述一级中冷器(4)的入水口处设有第一调节阀(9)，所述级间中冷器(3)的入水口处设有第二调节阀(10)。
4.根据权利要求1所述的一种发动机高低温双循环冷却系统，其特征在于：所述二级中冷器(14)的进气口连接一级中冷器(4)的出气口。
5.根据权利要求1所述的一种发动机高低温双循环冷却系统，其特征在于：所述二级中冷器(14)的出口连接至发动机(2)的进气口。
6.根据权利要求1所述的一种发动机高低温双循环冷却系统，其特征在于：所述高温散热器(6)的进口冷却液温度为120℃-130℃。
7.根据权利要求1所述的一种发动机高低温双循环冷却系统，其特征在于：所述高温水泵(1)和低温水泵(11)为一体集成结构，包括蜗壳、叶轮和传动机构，所述叶轮上设有双面叶片，所述叶轮外部设置蜗壳，所述叶轮安装在传动机构上。
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