CN110374733A - 一种发动机冷却系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机冷却系统及车辆，包括用于与发动机出水口连接的第一端口、用于与发动机进水口连接的第二端口，以及设置在第一端口与第二端口之间的发动机冷却回路，发动机冷却回路上依次串设有至少两个散热器，任意两个相邻的散热器之间的连接管路通过阀门机构与第二端口连接。通过控制部分散热器工作，另一部分散热器不工作，当经过部分散热器对发动机冷却后，若达到发动机的工作温度，则就不用开启另一部分散热器工作，节约了整车油耗，提高压缩机的工作寿命；另外若控制阀门机构的通断实现部分散热器工作，可以使冷却液流经的管路缩短，因此能够保证冷却液的温度不至于过低，以影响发动机的实际工作温度。

Description

一种发动机冷却系统及车辆

技术领域

本发明属于发动机冷却技术领域，特别涉及一种发动机冷却系统及车辆。

背景技术

发动机冷却系统的主要任务是保证发动机在适宜的温度下工作，即运转时既不过冷也不过热，发动机过热，导致冲量系数下降，燃烧不正常，机油变质，零部件磨损加剧。其结果，发动机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化。发动机过冷，工作粗暴，CO和HC排放升高，热损失和摩擦损失增大，气缸磨损成倍增加。

目前客车行业发动机冷却系统的设计规范均是单方面保证发动机不过热，即保证车辆销售覆盖所有区域最高气温条件下所有可能使用工况的发动机温度不超过其热负荷承受能力。设计规范导向下，大量客车发动机在冬季及早春的相当长运营时间内过冷，此外，在秋季和晚春冷却液温也较低，发动机不能工作在最佳温度区间内，致使车辆油耗升高，发动机寿命变短。提高冷却系统气候和季节适应性的最有效的方案是采用风扇的形式，配套各种温控逻辑，实现对发动机的冷却。

专利号为“CN202659333U”，名称为“一种客车及其发动机冷却系统”的中国专利，公开了，通过在第一冷却单元和发动机循环冷却水进出水口之间的循环冷却水管上串设第二冷却单元，并在第二冷却单元上装设用于对第二冷却单元进行风冷的第二冷却风扇，实现对发动机进行冷却，提高冷却系统的通用性。但是冷却水只能依次通过两组散热单元进行冷却，然后流回发动机进水口，不能根据发动机的温度需要是进行一次冷却还是两次冷却，若一次冷却就能对发动机有效冷却，则不需要再进行第二次冷却，所以，本专利的方法不能对发动机的实际温度进行合理的冷却，造成油耗增加，且影响发动机的寿命。

此外，由于散热器本身散热面积大，散热能力强，环境温度较低时，即使电子风扇全部关闭，由于冷却液要流经两次冷却的冷却水管，所以水温会变的很低，使发动机不能维持实际工作所需要的温度，那么也会影响发动机正常的工作，进一步导致车辆油耗增加及发动机的寿命缩短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机冷却系统及车辆，用于解决现有技术中的方案不能根据发动机的需要进行合理的冷却影响发动机寿命的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种发动机冷却系统，包括以下技术方案：

系统方案一，一种发动机冷却系统，包括用于与发动机出水口连接的第一端口、用于与发动机进水口连接的第二端口，以及设置在所述第一端口与所述第二端口之间的发动机冷却回路，所述发动机冷却回路上依次串设有至少两个散热器，任意两个相邻的散热器之间的连接管路通过阀门机构与所述第二端口连接。

系统方案二，在系统方案一的基础上，所述阀门机构为三通电磁阀。

系统方案三，在系统方案二的基础上，还包括控制器及用于设置在发动机出水口处的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接，且所述控制器控制连接各散热器及所述三通电磁阀。

系统方案四，在系统方案三的基础上，分别为第一散热器和第二散热器。

系统方案五，在系统方案四的基础上，第一散热器为电磁风扇或包括至少两个电子风扇。

系统方案六，在系统方案四的基础上，所述第二散热器包括至少两个电子风扇。

本发明还提供了一种车辆，包括以下技术方案：

车辆方案一，一种车辆，包括发动机冷却系统，所述冷却系统包括用于与发动机出水口连接的第一端口、用于与发动机进水口连接的第二端口，以及设置在所述第一端口与第二端口之间的发动机冷却回路，所述发动机冷却回路上依次串设有至少两个散热器，任意两个相邻的散热器之间的连接管路通过阀门机构与所述第二端口连接。

车辆方案二，在车辆方案一的基础上，所述阀门机构为三通电磁阀。

车辆方案三，在车辆方案二的基础上，还包括控制器及用于设置在发动机出水口处的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接，且所述控制器控制连接各散热器及所述三通电磁阀。

车辆方案四，在车辆方案三的基础上，所述散热器为两个，分别为第一散热器和第二散热器。

车辆方案五，在车辆方案四的基础上，第一散热器为电磁风扇或包括至少两个电子风扇。

车辆方案六，在车辆方案四的基础上，所述第二散热器包括至少两个电子风扇。

本发明的有益效果是：

本发明提供的发动机冷却系统的冷却回路上串设有至少两个散热器，任意两个相邻的散热器之间的连接管路通过阀门机构与冷却回路的第二端口连接，通过阀门机构根据发动机实时的温度，控制部分散热器工作，另一部分散热器不工作，当经过部分散热器对发动机冷却后，若达到发动机的工作温度，则就不用开启另一部分散热器工作，节约了整车油耗，提高压缩机的工作寿命；另外若控制阀门机构的通断实现部分散热器工作，可以使冷却液流经的管路缩短，因此能够保证冷却液的温度不至于过低，以影响发动机的实际工作温度。本发明的方案可在高温环境下保证发动机不过热，低温环境下提高发动机工作温度，以使发动机始终工作在最佳温度范围内，降低了车辆运营油耗，延长了发动机的寿命。

附图说明

图1为本发明的客车用冷却系统的结构示意图；

图2为本发明的客车用冷却系统的另一种结构框图；

图3为本发明的客车用冷却系统的冷却方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

一种发动机冷却系统，包括用于与发动机出水口连接的第一端口、用于与发动机进水口连接的第二端口，以及设置在第一端口与第二端口之间的发动机冷却回路，发动机冷却回路上依次串设有至少两个散热器，任意两个相邻的散热器之间的连接管路通过阀门机构与第二端口连接。发动机冷却系统还包括控制器及用于设置在发动机出水口处的温度传感器，温度传感器与控制器连接，温度传感器将采集的发动机的温度值发送给控制器。本实施例的阀门机构为阀门机构为三通电磁阀，控制器控制连接三通电磁阀，当然也可以单独配置一个控制器控制三通电磁阀的通断，如图1所示。

下面对本实施例的发动机冷却系统的结构作具体说明，一两个散热器为例，分别为第一散热器和第二散热器，其中，第一散热器的一端通过冷却水管与发动机的出水口连接，第一散热器的另一端通过冷却水管与第二散热器的一端连接，第二散热器的另一端通过冷却水管与发动机的进水口连接，该冷却水管上串设有一个三通电磁阀，三通电磁阀的第一端口与第一散热器连接，三通电磁阀的第二端口与第二散热器连接，三通电磁阀的第三端口与发动机的进水口连接。

本实施例的阀门机构为三通电磁阀，作为其他实施方式，阀门机构可以为二通阀，其结构连接关系如图2所示，当需要使用第一散热器为发动机冷却降温时，使第一膨胀阀导通，由第一散热器工作为发动机降温，当需要使用第二散热器为发动机冷却降温时，使第二膨胀阀导通，由第二散热器工作为发动机降温，当其中一个散热器工作不能使发动机的温度达到发动机的适宜温度时，那么使第一膨胀阀和第二膨胀阀同时导通，由第一散热器和第二散热器为发动机共同降温。

具体的如图1所示，本实施例的发动机冷却系统包括发动机1、用于与发动机1上的循环冷却水进水口8、出水口7联通的冷却水管9、冷却水管上串联的第一散热器2和第二散热器3，位于第一散热器2和第二散热器3之间用于控制冷却水流向的三通电磁阀5，位于发动机出水口处的温度传感器4、控制第一散热器2和第二散热器3及三通电磁阀5通断状态的冷却系统控制器6。其中，温度传感器与控制器连接，发动机1的出水口7通过温度传感器4与第一散热器2连接，控制器6通过CAN总线通信连接，第一散热器2包括电磁风扇2-1，作为其他实施方式，第一散热器2可以包括至少两个电子风扇，比如一组电磁风扇，第二散热器3包括至少两个电子风扇，如图1所示，包括一组电子风扇，分别为电子风扇3-1和电子风扇3-2，电子风扇的噪音低、水温控制精度更高。

由于该冷却系统中包括了一个三通电磁阀，因此，本实施例的冷却系统包括了两种冷却循环方式，一种是由发动机出水口、温度传感器、第一散热器、三通电磁阀的第一端口、三通电磁阀的第三端口、冷却水管及发动机进水口组成的冷却循环回路，即当温度传感器检测到发动机温度过高时，冷却水从发动机出水口流出，经过第一散热器散热后，在通过三通电磁阀的第一阀门及三通电磁阀的第三阀门，流回发动机进水口，完成一个完整的冷却循环；另一种为由发动机出水口、温度传感器、第一散热器、第二散热器、三通电磁阀的第一阀门、三通电磁阀的第三阀门、冷却水管及发动机进水口组成的冷却循环回路，即当温度传感器检测到发动机温度过高时，即冷却水从发动机出水口流出后，先通过第一散热器进行散热，然后通过三通电磁阀的第一阀门及三通电磁阀的第二阀门流向第二散热器进行二次散热，最后流入发动机进水口，该方案经过两级冷却，如果经过第一散热器散热后，发动机的温度仍然较高，则再经过第二散热器散热，或者当温度传感器检测到发动机温度高于设定温度值的上限时，直接选择该方案进行连接冷却，使发动机冷却的更加符合其正常工作时的温度。本实施例的控制器接收温度传感器水温信号，根据预设的控制策略，智能控制电磁阀的通断选择冷却液的两种大循环方式，同时智能控制电磁风扇档位和电子风扇转速。保证发动机始终工作在最佳温度区间内，降低车辆运营油耗，减少排放，延长发动机寿命，降低噪音。

如图3所示，本发明的客车用发动机冷却方法包括如下步骤：

1)温度传感器实时采集发动机出水口冷却液的温度，将采集到的温度发送给控制器，控制器检测接收到的温度值的大小，当检测到发动机出水口冷却液的温度小于第一设定值时，第一设定值为图2中的86℃，此时，采用第一散热器对发动机散热，控制三通电磁阀的第一阀门和第二阀门关闭，三通电磁阀的第三阀门打开，使第一散热器和第二散热器之间的水路关闭，第一散热器和发动机进水口之间的水路导通，第一散热器的电磁风扇关闭，第二散热器的电子风扇关闭，冷却液最后流入发动机进水口。

2)若检测到发动机出水口冷却液的温度大于第一设定值，接着判断发动机出水口冷却液的温度是否大于第二设定值，若小于第二设定值，即发动机出水口冷却液的温度大于第一设定值且小于第二设定值，第二设定值为图2中的90℃，此时，采用第一散热器对发动机散热，控制三通电磁阀的第一阀门和第二阀门关闭，三通电磁阀的第三阀门打开，使第一散热器和第二散热器之间的水路关闭，第一散热器和发动机进水口之间的水路导通，第一散热器的电磁风扇一档开启，第二散热器的电子风扇关闭，冷却液最后流入发动机进水口。

3)若检测到发动机出水口冷却液的温度大于第二设定值，接着判断发动机出水口冷却液的温度是否大于第三设定值，若小于第三设定值，即发动机出水口冷却液的温度大于第二设定值且小于第三设定值，第三设定值为图2中的95℃，此时，采用第一散热器和第二散热器共同对发动机散热，控制三通电磁阀的第一阀门、第二阀门打开，且三通电磁阀的第三阀门关闭，使第一散热器和第二散热器之间的水路打开，第一散热器和发动机进水口之间的水路关闭，第一散热器的电磁风扇二挡开启，第二散热器的电子风扇无极调速，冷却液最后流入发动机进水口。

4)若检测到发动机出水口冷却液的温度大于第三设定值，第三设定值为图2中的95℃，此时，采用第一散热器和第二散热器共同对发动机散热，控制三通电磁阀的第一阀门、第二阀门打开，且三通电磁阀的第三阀门关闭，使第一散热器和第二散热器之间的水路打开，第一散热器和发动机进水口之间的水路关闭，第一散热器的电磁风扇三挡开启，第二散热器的电子风扇无极调速，冷却液最后流入发动机进水口。

本发明还提供了一种车辆，包括发动机冷却系统，冷却系统包括发动机冷却系统，冷却系统包括用于与发动机出水口连接的第一端口、用于与发动机进水口连接的第二端口，以及设置在第一端口与第二端口之间的发动机冷却回路，发动机冷却回路上依次串设有至少两个散热器，任意两个相邻的散热器之间的连接管路通过阀门机构与第二端口连接。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括用于与发动机出水口连接的第一端口、用于与发动机进水口连接的第二端口，以及设置在所述第一端口与所述第二端口之间的发动机冷却回路，所述发动机冷却回路上依次串设有至少两个散热器，任意两个相邻的散热器之间的连接管路通过阀门机构与所述第二端口连接。

2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述阀门机构为三通电磁阀。

3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括控制器及用于设置在发动机出水口处的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接，且所述控制器控制连接各散热器及所述三通电磁阀。

4.根据权利要求3所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述散热器为两个，分别为第一散热器和第二散热器。

5.根据权利要求4所述的发动机冷却系统，其特征在于，第一散热器为电磁风扇或包括至少两个电子风扇。

6.根据权利要求4所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第二散热器包括至少两个电子风扇。

7.一种车辆，其特征在于，包括发动机冷却系统，所述冷却系统包括用于与发动机出水口连接的第一端口、用于与发动机进水口连接的第二端口，以及设置在所述第一端口与第二端口之间的发动机冷却回路，所述发动机冷却回路上依次串设有至少两个散热器，任意两个相邻的散热器之间的连接管路通过阀门机构与所述第二端口连接。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述阀门机构为三通电磁阀。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，还包括控制器及用于设置在发动机出水口处的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接，且所述控制器控制连接各散热器及所述三通电磁阀。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述散热器为两个，分别为第一散热器和第二散热器。