CN111691966A - 一种发动机冷却系统 - Google Patents

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CN111691966A CN202010552173.XA CN202010552173A CN111691966A CN 111691966 A CN111691966 A CN 111691966A CN 202010552173 A CN202010552173 A CN 202010552173A CN 111691966 A CN111691966 A CN 111691966A
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夏再德
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Abstract

本发明公开一种发动机冷却系统，包括水泵、缸盖水套、机油冷却器、变速箱油冷器、暖风系统、散热器以及温控装置。冷却液由水泵至缸盖水套再至暖风系统然后至变速箱油冷器最后再回到水泵，构成第一循环回路；冷却液由水泵至缸盖水套再至机油冷却器最后再回到水泵，构成第二循环回路；冷却液由水泵至缸盖水套再至散热器最后回到水泵，构成第三循环回路。温控装置控制第一循环回路、第二循环回路及第三循环回路的通断，在发动机升温过程中，控制第一循环回路、第二循环回路及第三循环回路顺次导通。本发明公开的一种发动机冷却系统，具有暖机快速，系统流量分配合理的特点。

Description

一种发动机冷却系统
技术领域
本发明涉及车辆发动机冷却技术领域，特别涉及一种发动机冷却系统。
背景技术
发动机冷却系统作为发动机的附件系统，其主要功用是将发动机工作产生的热量散发掉，保证系统处在一个合适的工作温度，对于发动机的油耗、润滑及可靠性有重要作用。发动机冷却系统设计不仅要保证高温环境下的散热性能，其原理布置方案还需要考虑发动机暖机性能，如何对热量进行管理，是发动机冷却系统设计的核心任务。现有的冷却系统暖机缓慢，暖风效果差。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种发动机冷却系统，旨在改善现有技术中，发动机冷却系统暖机效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种发动机冷却系统，包括：
水泵、缸盖水套、机油冷却器、变速箱油冷器、暖风系统、散热器以及温控装置；
所述水泵的出液口与所述缸盖水套的进液口相连通，所述缸盖水套的出液口与所述暖风系统的进液口连通，所述暖风系统的出液口与所述变速箱油冷器的进液口相连通，所述变速箱油冷器的出液口与所述水泵的进液口连通，构成第一循环回路；
所述水泵的出液口与所述缸盖水套的进液口相连通，所述缸盖水套的出液口所述机油冷却器进液口连通，所述机油冷却器的出液口与所述水泵的进液口相连通，构成第二循环回路；
所述水泵的出液口与所述缸盖水套的进液口相连通，所述缸盖水套的出液口与所述散热器的进液口连通，所述散热器的出液口与所述水泵的进液口相连通，构成第三循环回路；
所述温控装置用于分别控制所述第一循环回路、所述第二循环回路及所述第三循环回路的通断，且在所述发动机升温过程中，控制所述第一循环回路、所述第二循环回路及所述第三循环回路顺次导通。
可选地，所述温控装置包括第一温控器、第二温控器及第三温控器；其中，
所述第一温控器设于所述缸盖水套的出液口及所述暖风系统的进液口之间，所述第一温控器用以在所述发动机升温至第一温度时，控制所述第一循环回路导通；
所述第二温控器设于所述缸盖水套的出液口及所述机油冷却器的进液口之间，所述第二温控器用以在所述发动机升温至第二温度时，控制所述第二循环回路导通；
所述第三温控器设于所述缸盖水套的出液口及所述散热器的进液口之间，所述第三温控器用以在所述发动机升温至第三温度时，控制所述第三循环回路导通。
可选地，所述第一温控器导通的所述第一温度为T1，所述第二温控器导通的所述第二温度为T2，所述第三温控器导通的所述第三温度为T3，所述T1＜T2＜T3。
可选地，所述第一温控器包括温控阀；和/或，
第二温控器包括机械节温器；和/或，
第三温控器包括电子球阀。
可选地，所述发动机冷却系统还包括水温传感器，所述水温传感器与所述温控装置电性连接，所述水温传感器设于所述缸盖水套的出液口处。
可选地，所述水温传感器设有两个，两个所述水温传感器其中之一设于所述缸盖水套的出液口与所述第二温控器的进液口之间，另一设于所述缸盖水套的出液口与所述第三温控器的进液口之间。
可选地，所述发动机冷却系统还包括膨胀水壶，所述缸盖水套与所述膨胀水壶的进气口之间连接有第一排气管路，所述第三温控器的进液口与所述膨胀水壶的进气口之间连接有第二排气管路，所述散热器的进液口与所述膨胀水壶的进气口之间连接有第三排气管路。
可选地，所述发动机冷却系统还包括设于所述第一排气管路上的第一单向阀，所述第一单向阀用以控制气流自所述缸盖水套流向所述膨胀水壶；
所述发动机冷却系统还包括设于所述第二排气管路上的第二单向阀，所述第二单向阀用以控制气流自所述第三温控器流向所述膨胀水壶；
所述发动机冷却系统还包括设于所述第三排气管路上的第三单向阀，所述第三单向阀用以控制气流自所述散热器流向所述膨胀水壶。
可选地，所述发动机冷却系统还包括缸体水套，所述缸体水套的进液口与所述水泵的出液口连通，所述缸体水套的出液口与所述缸盖水套的进液口连通。
在本发明提供的技术方案中，冷却液从水泵出来形成有三条循环回路，温控装置控制三条循环回路的通断。在发动机升温过程中，温控装置控制所述第一循环回路、所述第二循环回路及所述第三循环回路顺次导通。相比传统设计，增加了分段控制，合理控制暖机过程中的水流量，进而达到快速暖机的目的。通过对发动机暖机过程进行了全新的控制设计，对发动机热量进行了全新能力管理，大大提升暖机效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的发动机冷却系统一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
Figure BDA0002542135080000031
Figure BDA0002542135080000041
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。还有就是，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
发动机冷却系统最为发动机的附件系统，其主要功用是将发动机工作产生的热量散发掉，保证系统处在一个合适的工作温度，对于发动机的油耗、润滑及可靠性有重要作用。发动机冷却系统设计不仅要保证高温环境下的散热性能，其原理布置方案还需要考虑发动机暖机性能，如何合理的对热进行管理，是发动机冷却系统设计的核心任务。现有的冷却系统暖机缓慢。
鉴于此，本发明提供一种发动机冷却系统，旨在改善现有技术中，发动机冷却系统暖机效率低的技术问题。参见图1，本实施例提供的发动机冷却系统100包括：
水泵101、缸盖水套102、机油冷却器103、变速箱油冷器104、暖风系统105、散热器106以及温控装置200；
所述水泵101的出液口与所述缸盖水套102的进液口相连通，所述缸盖水套102的出液口与所述暖风系统105的进液口连通，所述暖风系统105的出液口与所述变速箱油冷器104的进液口相连通，所述变速箱油冷器104的出液口与所述水泵101的进液口连通，构成第一循环回路；
所述水泵101的出液口与所述缸盖水套102的进液口相连通，所述缸盖水套102的出液口所述机油冷却器103进液口连通，所述机油冷却器103的出液口与所述水泵101的进液口相连通，构成第二循环回路；
所述水泵101的出液口与所述缸盖水套102的进液口相连通，所述缸盖水套102的出液口与所述散热器106的进液口连通，所述散热器106的出液口与所述水泵101的进液口相连通，构成第三循环回路；
所述温控装置200用于分别控制所述第一循环回路、所述第二循环回路及所述第三循环回路的通断，且在所述发动机升温过程中，控制所述第一循环回路、所述第二循环回路及所述第三循环回路顺次导通。
参照图1，在本实施例提供的发动机冷却系统100，其工作原理如下：冷却液由水泵101流出形成有三条循环回路，温控装置200控制三条循环回路的通断；在发动机升温过程中，温控装置200控制所述第一循环回路、所述第二循环回路及所述第三循环回路顺次导通。设置温控装置200增加了分段控制，通过设定不同的开启阈值，合理控制暖机过程中的水流量，进而达到快速暖机的目的。
第一循环回路：所述水泵101的出液口流出与所述缸盖水套102的进液口相连通，所述缸盖水套102的出液口与所述暖风系统105的进液口连通，所述暖风系统105的出液口与所述变速箱油冷器104的进液口相连通，所述变速箱油冷器104的出液口与所述水泵101的进液口连通；冷却液由水泵101至缸盖水套102再至暖风系统105然后至变速箱油冷器104最后再回到水泵101。
第二循环回路：所述水泵101的出液口与所述缸盖水套102的进液口相连通，所述缸盖水套102的出液口所述机油冷却器103进液口连通，所述机油冷却器103的出液口与所述水泵101的进液口相连通；冷却液由水泵101至缸盖水套102再至机油冷却器103最后再回到水泵101。
第三循环回路：所述水泵101的出液口与所述缸盖水套102的进液口相连通，所述缸盖水套102的出液口与所述散热器106的进液口连通，所述散热器106的出液口与所述水泵101的进液口相连通；冷却液由水泵101至缸盖水套102再至散热器106最后回到水泵101。
进一步地，在本实施例中，温控装置200包括第一温控器201、第二温控器202及第三温控器203。第一温控器201设置在第一循环回路上，第一温控器201设于所述缸盖水套102的出液口及所述暖风系统105的进液口之间，第一温控器201用于在所述发动机升温至第一温度时控制第一循环回路的通断。第二温控器202设置在第二循环回路上，第二温控器202设于所述缸盖水套102的出液口及所述机油冷却器103的进液口之间，用于在所述发动机升温至第二温度时控制第二循环回路的通断。第三温控器203设置在第三循环回路上，所述第三温控器203设于所述缸盖水套102的出液口及所述散热器106的进液口之间，用以在所述发动机升温至第三温度时，控制所述第三循环回路导通。
对所述第一温控器201、所述第二温控器202以及所述第三温控器203导通的温度分别进行独立设定。所述第一温控器201导通的所述第一温度为T1，所述第二温控器202导通的所述第二温度为T2，所述第三温控器203导通的所述第三温度为T3。
根据发动机冷却系统100的工作过程，所述T1＜T2＜T3。具体过程如下：当发动机启动暖机时，随着水温逐渐升高，首先达到T1设定值，此时第一温控器201打开，暖风系统105及变速箱油冷器104系统启动工作；随着系统水温继续升高，达到T2开启温度，第二温控器202打开，发动机机油冷却器103启动工作。以上回路均属于发动机小循环回路。当水温继续上升，达到T3开启温度，第三温控器203开始打开，冷却系统大循环开始工作。
可以理解的是，第一温控器201、第二温控器202以及第三温控器203的种类是不局限于某种特定的，只要能起到相同的控制目的即可。在本实施例中，所述第一温控器201是温控阀，第二温控器202是机械节温器，第三温控器203包括电子球阀。电子球阀通过控制旋钮的开启角度进而控制大循环流量，原理类似于水龙头结构。此外，机械节温器和温控阀可以分别换成电控球阀装置，电控球阀装置在发动机暖机过程中(发动机水温＜T3时电子球阀未开启)，起到的作用同机械节温器和温控阀相同；当冷却系统进入大循环时(发动机水温＞T3)，电控球阀装置可以控制小循环流量(如环境温度较高，无需采暖情况)，进而提升大循环流量，从而提升车辆冷却效果。
进一步地，在本实施例中，为了保证上述过程能精确进行，在所述缸盖水套102的出液口处设置有水温传感器，所述水温传感器与所述温控装置200电性连接。用于检测冷却液的水温。
所述水温传感器设有两个，第一水温传感器107设置在所述缸盖水套102的出液口与所述第二温控器202的进液口之间，第二水温传感器108设置在所述缸盖水套102的出液口与所述第三温控器203的进液口之间。第一水温传感器107和第二水温传感器108用于对冷却液进行监控判断，并且二者互为矫正。
进一步地，在本实施例中，在发动机缸盖水套102、第三温控器203进水口处以及散热器106进水口处分别有排气回路，所述缸盖水套101与所述膨胀水壶109的进气口之间连接有第一排气管路，所述第三温控器203的进液口与所述膨胀水壶109的进气口之间连接有第二排气管路，所述散热器106的进液口与所述膨胀水壶109的进气口之间连接有第三排气管路。进而实现不同循环回路之间单独除气，保证各种工况下的除气效果，有效解决了现有技术中冷却循环系统共用一条管路除气，而导致因高温循环系统压力高于低温循环系统，使低温循环系统不能正常除气的问题。
为了防止三条回路因压力原因，在极限情况下出现窜水的情况。所以要在三条回路上分别装有单向阀，保证排气流向。所述第一排气管上设有第一单向阀110，用以供气流自所述缸盖水套102流向所述膨胀水壶109。所述第二排气管上设有第二单向阀111，用以供气流自所述第三温控器203流向所述膨胀水壶109。所述第三排气管上设有第三单向阀112，用以供气流自所述散热器106流向所述膨胀水壶109。
需要说明的是，所述发动机冷却系统100还包括缸体水套113，所述缸体水套113的进液口与所述水泵101的出液口连通，所述缸体水套113的出液口与所述缸盖水套102的进液口连通。因为一般来说发动机缸盖的温度是要高于缸体温度的，所以缸盖水套102与缸体水套113按照独立方案设计。冷却液由水泵101流进缸盖水套102有两种途径，一种是由水泵101直接流进缸盖水套102，另一种是由水泵101流到缸体水套113，再由缸体水套113流进缸盖水套102。
以上所述仅为本发明的可选地实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括水泵、缸盖水套、机油冷却器、变速箱油冷器、暖风系统、散热器以及温控装置；
所述水泵的出液口与所述缸盖水套的进液口相连通，所述缸盖水套的出液口与所述暖风系统的进液口连通，所述暖风系统的出液口与所述变速箱油冷器的进液口相连通，所述变速箱油冷器的出液口与所述水泵的进液口连通，构成第一循环回路；
所述水泵的出液口与所述缸盖水套的进液口相连通，所述缸盖水套的出液口所述机油冷却器进液口连通，所述机油冷却器的出液口与所述水泵的进液口相连通，构成第二循环回路；
所述水泵的出液口与所述缸盖水套的进液口相连通，所述缸盖水套的出液口与所述散热器的进液口连通，所述散热器的出液口与所述水泵的进液口相连通，构成第三循环回路；
所述温控装置用于分别控制所述第一循环回路、所述第二循环回路及所述第三循环回路的通断，且在所述发动机升温过程中，控制所述第一循环回路、所述第二循环回路及所述第三循环回路顺次导通。
2.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述温控装置包括第一温控器、第二温控器及第三温控器；其中，
所述第一温控器设于所述缸盖水套的出液口及所述暖风系统的进液口之间，所述第一温控器用以在所述发动机升温至第一温度时，控制所述第一循环回路导通；
所述第二温控器设于所述缸盖水套的出液口及所述机油冷却器的进液口之间，所述第二温控器用以在所述发动机升温至第二温度时，控制所述第二循环回路导通；
所述第三温控器设于所述缸盖水套的出液口及所述散热器的进液口之间，所述第三温控器用以在所述发动机升温至第三温度时，控制所述第三循环回路导通。
3.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第一温控器导通的所述第一温度为T1，所述第二温控器导通的所述第二温度为T2，所述第三温控器导通的所述第三温度为T3，所述T1＜T2＜T3。
4.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第一温控器包括温控阀；和/或，
第二温控器包括机械节温器；和/或，
第三温控器包括电子球阀。
5.如权利要求2至4任意一项所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机冷却系统还包括水温传感器，所述水温传感器与所述温控装置电性连接，所述水温传感器设于所述缸盖水套的出液口处。
6.如权利要求5所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述水温传感器设有两个，两个所述水温传感器其中之一设于所述缸盖水套的出液口与所述第二温控器的进液口之间，另一设于所述缸盖水套的出液口与所述第三温控器的进液口之间。
7.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机冷却系统还包括膨胀水壶，所述缸盖水套与所述膨胀水壶的进气口之间连接有第一排气管路，所述第三温控器的进液口与所述膨胀水壶的进气口之间连接有第二排气管路，所述散热器的进液口与所述膨胀水壶的进气口之间连接有第三排气管路。
8.如权利要求7所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机冷却系统还包括设于所述第一排气管路上的第一单向阀，所述第一单向阀用以控制气流自所述缸盖水套流向所述膨胀水壶；
所述发动机冷却系统还包括设于所述第二排气管路上的第二单向阀，所述第二单向阀用以控制气流自所述第三温控器流向所述膨胀水壶；
所述发动机冷却系统还包括设于所述第三排气管路上的第三单向阀，所述第三单向阀用以控制气流自所述散热器流向所述膨胀水壶。
9.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机冷却系统还包括缸体水套，所述缸体水套的进液口与所述水泵的出液口连通，所述缸体水套的出液口与所述缸盖水套的进液口连通。
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