CN109139220B - 一种柴油机冷却系统及冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柴油机冷却系统及冷却方法，其属于柴油机技术领域，柴油机冷却系统包括缸盖冷却水路、缸套冷却水路和温控阀，缸盖冷却水路包括进水管，进水管与套设在缸盖外侧的缸盖水套连通，缸盖的上方设置有出水口；缸套冷却水路至少包括两条进水支路，进水支路与套设在缸套外侧的缸套水套连通，缸套水套与缸盖水套连通；温控阀设置于进水支路的进水端。结构简单，易于布置，制造成本低。柴油机冷却方法采用上述的柴油机冷却系统对柴油机进行冷却，进水支路和进水管进水的同时，冷却水在内部由下向上流动，且温控阀能够根据柴油机不同负荷下的缸套温度来调节进水支路的水流量，提高缸套的抗冷蚀能力，延长缸套的使用寿命。

Description

一种柴油机冷却系统及冷却方法
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种柴油机冷却系统及冷却方法。
背景技术
柴油机在工作时，气缸内的燃气温度可高达2500℃，燃烧所产生的热量一部分转化为机械能，使柴油机对外输出做功；一部分热量被排出的废气带走；还有一部分热量传给气缸盖、气缸套、活塞和气门等零件。
常用的冷却系统是带缸套水旁通的冷却水系统，从缸套冷却水进水管旁通出两路支管直接进入缸盖冷却水管路，即有部分冷却水没有进到缸套，而是由旁通管直接进入缸盖，这样缸套中的总水量就减小了，其冷却水温度随之升高。由于其旁通的冷却水流量是固定的，虽然能够有效提高缸套的温度，但缸套水循环状态与柴油主机负荷无关，不管工况是低负荷还是高负荷，缸套温度都会升高，这样就造成了缸套温度过调，在高负荷时温度过高，影响缸套的使用寿命。
因此，柴油机的冷却水的温度影响缸套的温度，缸套的温度对主机运行的工况有着很大影响，能否对冷却水的温度进行精确调控，对于减小缸套磨损、减少废气的产生、减少油耗量等方面都有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柴油机冷却系统及冷却方法，以解决现有技术中存在的缸套温度不能根据柴油机的负荷进行调节的技术问题。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种柴油机冷却系统，包括：
缸盖冷却水路，包括进水管，所述进水管与套设在所述缸盖外侧的缸盖水套连通，所述缸盖的上方设置有出水口；
缸套冷却水路，至少包括两条进水支路，所述进水支路与套设在所述缸套外侧的缸套水套连通，所述缸套水套与所述缸盖水套连通；
温控阀，设置于所述进水支路的进水端，所述温控阀根据柴油机不同负荷下的缸套温度来调节所述进水支路的水流量。
其中，所述缸套水套内沿轴向分隔形成多个水腔，所述进水支路与所述水腔一一对应连通，相邻所述水腔之间通过所述缸套水套上的连通孔连通。
其中，所述缸套冷却水路包括两条进水支路，分别为第一支路和第二支路，所述第二支路位于所述第一支路的上方，所述温控阀能够调节所述第一支路的水流量。
其中，所述缸套水套内设置有与所述第一支路对应的第一水腔和与所述第二支路对应的第二水腔，所述第一水腔的下部设置有与所述第一支路连通的第一进水口，所述第二水腔的下部设置有与所述第二支路连通的第二进水口。
其中，所述进水管通过连接管与所述缸盖水套连通，所述缸套水套通过所述连接管与所述缸盖水套连通。
其中，所述连接管的上端与所述缸盖水套的进水孔连通，所述缸套水套和所述进水管均连通所述连接管的下端。
其中，两个所述连接管分别设置在所述缸盖水套的两侧，两个所述连接管均与所述进水管连通。
其中，所述缸套水套的上部设置有出水孔，所述出水孔与所述连接管连通。
其中，所述缸盖水套与位于所述缸盖上端的排气阀连通，所述出水口设置于所述排气阀的上部。
一种柴油机冷却方法，采用如上所述的柴油机冷却系统对柴油机进行冷却，包括：
冷却水由进水支路进入缸套水套与缸套接触，同时由进水管进入缸盖水套与缸盖接触；
在缸套水套内，位于下部的冷却水向上流动与位于上部的进水支路中的冷却水混合进入缸套水套的上部；
缸套水套内的冷却水向上流动与进水管中的冷却水混合进入缸盖水套；
缸盖水套内的冷却水向上流动经出水口流出；
当缸套温度超过设定范围时，通过温控阀增加进水支路内的水流量；当缸套温度低于设定范围时，通过温控阀减少进水支路内的水流量。
本发明的有益效果：
本发明提出的柴油机冷却系统，将缸盖冷却水路和缸套冷却水路分别布置在缸盖和缸套的外围，进水管与缸盖水套连通，进水支路与缸套水套连通，缸套水套与缸盖水套连通；温控阀设置于进水支路的进水端，结构简单，易于布置，制造成本低，且温控阀能够根据柴油机不同负荷下的缸套温度来调节进水支路的水流量，提高缸套的抗冷蚀能力，延长缸套的使用寿命，提高柴油机的工作稳定性，节约维修成本；多个进水支路能够对缸套的多个部位同时进行冷却，增大接触面积，提高冷却效率；使用时，进水支路和进水管进水的同时，冷却水在内部由下向上流动，充分利用水资源。
附图说明
图1是本发明实施例提供的柴油机冷却系统的结构示意图；
图2是图1的部分结构的剖视图一；
图3是图1的部分结构的剖视图二；
图4是本发明实施例提供的柴油机冷却系统的原理图。
图中：
10、缸盖；20、缸盖水套；30、缸套；40、缸套水套；50、排气阀；401、连通孔；402、第一水腔；403、第二水腔；
1、进水管；2、进水支路；3、温控阀；4、连接管；21、第一支路；22、第二支路。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
参见图1至图4，本发明实施例提供一种柴油机冷却系统，包括缸盖冷却水路、缸套冷却水路和温控阀3，缸盖冷却水路包括进水管1，进水管1与套设在缸盖10外侧的缸盖水套20连通，缸盖10的上方设置有出水口；缸套冷却水路至少包括两条进水支路2，进水支路2与套设在缸套30外侧的缸套水套40连通，缸套水套40与缸盖水套20连通；温控阀3设置于进水支路2的进水端，温控阀3根据柴油机不同负荷下的缸套温度来调节所述进水支路2的水流量。图2和图3中的箭头所示表示水的流动方向。缸套温度即缸套30的温度。
将缸盖冷却水路和缸套冷却水路分别布置在缸盖10和缸套30的外围，结构简单，易于布置，制造成本低，能够根据柴油机不同负荷下的缸套温度来调节进水支路2的水流量，提高缸套30的抗冷蚀能力，延长缸套30的使用寿命，提高柴油机的工作稳定性，节约维修成本；多个进水支路2能够对缸套30的多个部位同时进行冷却，增大接触面积，提高冷却效率；冷却时，进水支路2和进水管1进水的同时，冷却水在内部由下向上流动，充分利用水资源。
使用时，冷却水由进水支路2进入缸套水套40，同时由进水管1进入缸盖水套20；在缸套水套40内，位于下部的冷却水向上流动与位于上部的进水支路2中的冷却水混合进入缸套水套40的上部；缸套水套40内的冷却水向上流动与进水管1中的冷却水混合进入缸盖水套20，缸盖水套20内的冷却水向上流动经出水口流出；若柴油机超负荷运行，当缸套温度超过设定范围时，通过温控阀3增加进水支路2内的水流量；若柴油机低负荷运行，当缸套温度低于设定范围时，不需要较多的冷却水以节约资源，通过温控阀3减少进水支路2内的水流量，实现根据负荷调节冷却水的温度，进而调节缸套温度。
缸套水套40内沿轴向分隔形成多个水腔，进水支路2与水腔一一对应连通，相邻水腔之间通过缸套水套40上的连通孔401连通。多个进水支路2能够对缸套30的多个部位同时进行冷却，增大冷却水与缸套30的接触面积，节省冷却时间，提高冷却效率。本实施例中所指的水腔是当缸套水套40设置在缸套30外时，缸套水套40与缸套30之间用来容置冷却水的腔体。
在本实施例中，缸套水套40内沿轴向分隔形成两个水腔，对应的有两条进水支路2分别与两个水腔连通，两个水腔之间通过缸套水套40上的连通孔401连通。两个进水支路2能够对缸套30的上部和下部同时进行冷却，提高冷却效率。
为了便于描述，两条进水支路2分别为第一支路21和第二支路22，第二支路22位于第一支路21的上方，温控阀3能够调节第一支路21的水流量，即温控阀3能够调节位于最下方的进水支路2的水流量。缸套水套40内设置有与第一支路21对应的第一水腔402和与第二支路22对应的第二水腔403，第一水腔402的下部设置有与第一支路21连通的第一进水口，第二水腔403的下部设置有与第二支路22连通的第二进水口。
冷却水由第一支路21和第二支路22同时进入缸套水套40，同时由进水管1进入缸盖水套20；缸套水套40下部的冷却水向上流动与第二支路22中的冷却水混合进入缸套水套40的上部，缸套水套40内的冷却水向上流动与进水管1中的冷却水混合进入缸盖水套20。虽然温控阀3能够调节进水支路2中水流量，但是由于冷却水由下向上流动，仅调节第一支路21中的水流量，即可达到调节温度的目的，调节方便。
进水管1通过连接管4与缸盖水套20连通，缸套水套40通过连接管4与缸盖水套20连通。连接管4设置在缸盖水套20的外侧，进水管1和缸套水套40同时借助连接管4，简化了结构，易于布置。在本实施例中，进水管1与连接管4通过螺栓组件连接。
连接管4的上端与缸盖水套20的进水孔连通，缸套水套40和进水管1均连通连接管4的下端。缸套水套40内的冷却水向上流动时，便于与进水管1中的冷却水在连接管4的下端混合，再经连接管4进入缸盖水套20，便于对缸盖水套20由下向上冷却。
在本实施例中，设置有两个连接管4，两个连接管4分别设置在缸盖水套20的两侧，两个连接管4均与进水管1连通。由进水管1进入的冷去水在缸盖水套20的两侧同时进入缸盖水套20，进水速度快，增大冷却水与缸盖10的接触面积，提高冷却效率。
缸套水套40的上部设置有出水孔，出水孔与连接管4连通。在本实施例中，出水孔设置于第二水腔403的上端，对应两个连接管4设置有两个出水孔。
缸盖水套20与位于缸盖10上端的排气阀50连通，出水口设置于排气阀50的上部。缸盖水套20内的冷却水向上流动进入排气阀50，冷却排气阀50，最后通过排气阀50上部的出水口流出。经出水口流出的冷却水进入出水管内，进行排放或者回收利用。
本发明实施例提供一种柴油机冷却方法，采用上述的柴油机冷却系统对柴油机进行冷却，包括：
冷却水由进水支路2进入缸套水套40与缸套30接触，同时由进水管1进入缸盖水套20与缸盖10接触；
在缸套水套40内，位于下部的冷却水向上流动与位于上部的进水支路2中的冷却水混合进入缸套水套40的上部；
缸套水套40内的冷却水向上流动与进水管1中的冷却水混合进入缸盖水套20；
缸盖水套20内的冷却水向上流动经出水口流出；
当缸套温度超过设定值时，通过温控阀3增加进水支路2内的水流量；当缸套温度低于设定值时，通过温控阀3减少进水支路2内的水流量，调节方便。
温控阀3包括温度传感器，用于检测缸套30的缸套温度。当柴油机在低负荷下运行时，缸套温度较低，低于设定值，温控阀3通过调节，减小进入缸套水套40下部的冷却水的水流量，以提高缸套温度。反之当柴油机在高负荷下运行时，温控阀3通过调节，增大进入缸套水套40下部的冷却水的水流量。
在柴油机中有四个油缸，对应有四个缸套30。每个缸套30上对应设置上述柴油机冷却系统，四个柴油机冷却系统的进水管1和进水支路2均与进水系统连接。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种柴油机冷却系统，其特征在于，包括：
缸盖冷却水路，包括进水管(1)，所述进水管(1)与套设在所述缸盖(10)外侧的缸盖水套(20)连通，所述缸盖(10)的上方设置有出水口；
缸套冷却水路，至少包括两条进水支路(2)，所述进水支路(2)与套设在所述缸套(30)外侧的缸套水套(40)连通，所述缸套水套(40)与所述缸盖水套(20)连通；
温控阀(3)，设置于所述进水支路(2)的进水端，所述温控阀(3)根据柴油机不同负荷下的缸套温度来调节所述进水支路(2)的水流量；
所述进水管(1)通过连接管(4)与所述缸盖水套(20)连通，所述缸套水套(40)通过所述连接管(4)与所述缸盖水套(20)连通；
所述进水管(1)与所述连接管(4)通过螺栓组件连接。
2.根据权利要求1所述的柴油机冷却系统，其特征在于，所述缸套水套(40)内沿轴向分隔形成多个水腔，所述进水支路(2)与所述水腔一一对应连通，相邻所述水腔之间通过所述缸套水套(40)上的连通孔(401)连通。
3.根据权利要求2所述的柴油机冷却系统，其特征在于，所述缸套冷却水路包括两条进水支路(2)，分别为第一支路(21)和第二支路(22)，所述第二支路(22)位于所述第一支路(21)的上方，所述温控阀(3)能够调节所述第一支路(21)的水流量。
4.根据权利要求3所述的柴油机冷却系统，其特征在于，所述缸套水套(40)内设置有与所述第一支路(21)对应的第一水腔(402)和与所述第二支路(22)对应的第二水腔(403)，所述第一水腔(402)的下部设置有与所述第一支路(21)连通的第一进水口，所述第二水腔(403)的下部设置有与所述第二支路(22)连通的第二进水口。
5.根据权利要求1所述的柴油机冷却系统，其特征在于，所述连接管(4)的上端与所述缸盖水套(20)的进水孔连通，所述缸套水套(40)和所述进水管(1)均连通所述连接管(4)的下端。
6.根据权利要求1所述的柴油机冷却系统，其特征在于，两个所述连接管(4)分别设置在所述缸盖水套(20)的两侧，两个所述连接管(4)均与所述进水管(1)连通。
7.根据权利要求1所述的柴油机冷却系统，其特征在于，所述缸套水套(40)的上部设置有出水孔，所述出水孔与所述连接管(4)连通。
8.根据权利要求1所述的柴油机冷却系统，其特征在于，所述缸盖水套(20)与位于所述缸盖(10)上端的排气阀(50)连通，所述出水口设置于所述排气阀(50)的上部。
9.一种柴油机冷却方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的柴油机冷却系统对柴油机进行冷却，包括：
冷却水由进水支路(2)进入缸套水套(40)与缸套(30)接触，同时由进水管(1)进入缸盖水套(20)与缸盖(10)接触；
在缸套水套(40)内，位于下部的冷却水向上流动与位于上部的进水支路(2)中的冷却水混合进入缸套水套(40)的上部；
缸套水套(40)内的冷却水向上流动与进水管(1)中的冷却水混合进入缸盖水套(20)；
缸盖水套(20)内的冷却水向上流动经出水口流出；
当缸套温度超过设定范围时，通过温控阀(3)增加进水支路(2)内的水流量；当缸套温度低于设定范围时，通过温控阀(3)减少进水支路(2)内的水流量。
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