CN112360610B - 发动机冷却系统及其冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于柴油机技术领域,具体涉及一种发动机冷却系统及其冷却方法。本发明的发动机冷却系统中,在需要暖机时,开启第一阀门,机体下部储水腔和机体上部储水腔连通,一部分冷却水直接由机体上部储水腔直接流入机体下部储水腔。进入发动机本体的冷却水流量减少,在发动机散发的热量不变的条件下,流经气缸套上部冷却水腔、气缸套下水套等发动机本体的冷却水温升更快,提高了暖机效果。在需要冷却时,气缸盖上水套和机体上部储水腔连通,冷却水不再冷却气缸套上部和气缸盖储水腔,温度较低,因此可以降低气缸盖上水套的冷却水温度,提高冷却效果。

Description

发动机冷却系统及其冷却方法
技术领域
本发明属于柴油机技术领域,具体涉及一种发动机冷却系统及其冷却方法。
背景技术
燃烧室是发动机组织燃料和氧气在其中燃烧,产生大量高温燃气(热量)的装置,其主要为活塞位于上止点位置左右,由活塞顶面、气缸盖下底面和气缸套相关部位组成的空间。因此,发动机冷却水带走的热量,主要由气缸盖下底板、气缸套上部区域与燃烧室高温燃气换热所得。因此,气缸盖下底板和气缸套上部区域是冷却水冷却的关键部位。活塞顶面热量主要由润滑系统冷却。
随着现代柴油机强化程度的逐渐提高,排放要求越来越高,燃烧热管理技术的逐渐应用,如何缩短发动机冷机状态,尤其是燃烧室的冷机状态对燃烧、排放的影响,以及高热负荷条件下对气缸盖底板、气缸套上部等关键部位的精准冷却,成为一个重要问题。另外,发动机起动阶段的燃烧环境温度和排放水平,对柴油机整体排放的影响越来越来大,提升柴油机的起动阶段的暖机效果,减少暖机时间,成为提升燃烧和排放性能的关键问题。
现有的发动机冷却系统无法同步提升发动机的暖机效果和精准冷却效果。
发明内容
本发明的目的是至少解决现有的发动机冷却系统无法同步提升发动机的暖机效果和精准冷却效果的问题。该目的是通过以下技术方案实现的:
本发明的第一方面提出了一种发动机冷却系统,其中,包括:
机体水套,
所述机体水套包括:机体上部水套,所述机体上部水套上设置有机体上部储水腔和与所述机体上部储水腔连通的气缸套上部冷却水腔;
所述机体还包括:机体下部水套,所述机体下部水套上设置有机体下部储水腔和与所述机体下部储水腔连通的气缸套下部冷却水腔,所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔之间设置有第一阀门,所述第一阀门用于控制所述机体下部储水腔和所述机体上部储水腔的连通或断开;
气缸盖水套,
所述气缸盖水套包括:气缸盖上水套,所述气缸盖上水套上设置有气缸盖上储水腔,所述气缸盖上储水腔与所述气缸盖上部冷却水腔连通,所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔之间设置有第二阀门,所述第二阀门用于控制所述气缸盖上储水腔和所述机体上部储水腔的连通或断开;
所述气缸盖水套还包括:气缸盖下水套,所述气缸盖下水套与所述气缸套下部冷却水腔连通。
根据本发明的发动机冷却系统中,在需要暖机时,开启第一阀门,机体下部储水腔和机体上部储水腔连通,一部分冷却水直接由机体上部储水腔直接流入机体下部储水腔。进入发动机本体的冷却水流量减少,在发动机散发的热量不变的条件下,流经气缸套上部冷却水腔、气缸套下水套等发动机本体的冷却水温升更快,提高了暖机效果。在需要冷却时,气缸盖上水套和机体上部储水腔连通,冷却水不再冷却气缸套上部和气缸盖储水腔,温度较低,因此可以降低气缸盖上水套的冷却水温度,提高冷却效果。
另外,根据本发明的发动机冷却系统,还可具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,所述发动机冷却系统还包括:
第一温度传感器,所述第一温度传感器用于测量所述气缸盖下水套的温度;
控制器,所述第一阀门和所述第二阀门均为电控节流阀,所述控制器根据所述第一温度传感器的信号控制所述第一阀门开启或关闭,或所述控制器根据所述第一温度传感器的信号控制所述第二阀门开启或关闭。
在本发明的一些实施例中,所述发动机冷却系统还包括:
第二温度传感器,所述第二温度传感器用于测量所述机体下部储水腔的温度;
所述控制器根据所述第一温度传感器的信号和所述第二温度传感器的信号控制所述第一阀门的开度。
在本发明的一些实施例中,所述第二阀门开启后,所述控制器根据所述第一温度传感器的信号控制所述第二阀门的开度。
在本发明的一些实施例中,所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔之间设置有第一旁通管路,所述第一阀门设置于所述第一旁通管路上;
所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔之间设置有第二旁通管路,所述第二阀门设置于所述第二旁通管路上。
在本发明的一些实施例中,所述发动机冷却系统还包括:
节温器,所述机体下部储水腔与所述节温器连通;
水泵,所述水泵的一端与所述机体上部储水腔连通,所述水泵的另一端与所述节温器连通;
热交换器,所述热交换器的一端与所述节温器连通,所述热交换器的另一端与所述水泵连通。
本发明还提供了一种发动机冷却方法,应用如上所述发动机冷却系统,具体步骤包括:
获取所述气缸盖下水套的当前第一温度值;
根据所述气缸盖下水套的当前第一温度值小于第一设定温度值,控制所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔连通;
根据所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于第二设定温度值,所述第二设定温度值大于所述第一设定温度值,控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔连通。
在本发明的一些实施例中,所述控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔连通包括:
获取所述机体下部储水腔的当前第二温度值;
根据所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于所述第一设定温度值,且所述气缸盖下水套的当前第一温度值不大于第三设定温度值,所述第三设定温度值大于所述第一设定温度值,且小于所述第二设定温度值;计算所述所述机体下部储水腔的当前第二温度值与所述气缸盖下水套的当前第一温度值的第一差值;
根据所述第一差值不小于设定目标值,控制所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔之间的流量减小,保证所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于所述第一设定温度值,且不大于第三设定温度值;
根据所述第一差值小于设定目标值,控制所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔断开。
在本发明的一些实施例中,所述控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔连通包括:
根据所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于所述第三设定温度值,且不大于所述第二设定温度值;控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔的流量增大,保证所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于所述第三设定温度值;控制所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔断开。
在本发明的一些实施例中,所述控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔连通后还包括:
根据所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于所述第二设定温度值13,控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔连通;控制所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔断开。
附图说明
通过阅读下文优选实施例的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中:
图1示意性地示出了根据本发明实施例的发动机冷却系统中气缸盖水套的内部结构示意图;
图2示意性地示出了根据本发明实施例的发动机冷却系统中机体水套的内部结构示意图;
图3示意性地示出了根据本发明实施例的发动机冷却系统的连接示意图;
图4示意性地示出了根据本发明实施例的发动机冷却方法的流程图;
图5示意性地示出了根据本发明实施例的发动机冷却方法的逻辑图。
1:机体上部储水腔;2:气缸套上部冷却水腔;3:气缸盖储水腔;4:气缸盖上水套;5:气缸盖下水套;6:气缸套下部冷却水腔;7:机体下部储水腔;8:ECU控制器;9:第一电控节流阀;10:第二电控节流阀;11:水泵;12:热交换器;13:节温器;14:第一温度传感器;15:第二温度传感器。
具体实施例
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是,文中使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的,而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出,否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的,并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行,除非明确指出执行顺序。还应当理解,可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段,但是,这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出,否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此,以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施例的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述,可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系,这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如,如果在图中的装置翻转,那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此,示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
如图1至图3所示,本实施例中的发动机冷却系统,其中,包括:机体水套和气缸盖水套,机体水套包括:机体上部水套,机体上部水套上设置有机体上部储水腔1和与机体上部储水腔1连通的气缸套上部冷却水腔2;
机体还包括:机体下部水套,机体下部水套上设置有机体下部储水腔7和与机体下部储水腔7连通的气缸套下部冷却水腔6,机体下部储水腔7与机体上部储水腔1之间设置有第一阀门,第一阀门用于控制机体下部储水腔7和机体上部储水腔1的连通或断开;
气缸盖水套包括:气缸盖上水套4,气缸盖上水套4上设置有气缸盖上储水腔,气缸盖上储水腔与气缸盖上部冷却水腔连通,气缸盖上储水腔与机体上部储水腔1之间设置有第二阀门,第二阀门用于控制气缸盖上储水腔和机体上部储水腔1的连通或断开;
气缸盖水套还包括:气缸盖下水套5,气缸盖下水套5与气缸套下部冷却水腔6连通。
具体地,机体下部储水腔7与机体上部储水腔1之间设置有第一旁通管路,第一阀体设置于第一旁通管路上。气缸盖上储水腔与机体上部储水腔1之间设置有第二旁通管路,第二阀体设置于第二旁通管路上。
在需要暖机时,开启第一阀门,机体下部储水腔7和机体上部储水腔1连通,一部分冷却水直接由机体上部储水腔1通过第一旁观管路直接流入机体下部储水腔7。进入发动机本体的冷却水流量减少,在发动机散发的热量不变的条件下,流经气缸套上部冷却水腔2、气缸套下水套等发动机本体的冷却水温升更快,提高了暖机效果。在需要冷却时,气缸盖上水套4和机体上部储水腔1连通,冷却水不再冷却气缸套上部和气缸盖储水腔3,温度较低,因此可以降低气缸盖上水套4的冷却水温度,提高冷却效果。
在本发明的一些实施例中,发动机冷却系统还包括:
第一温度传感器14,第一温度传感器14用于测量气缸盖下水套5的温度;
控制器,第一阀门和第二阀门均为电控节流阀,控制器根据第一温度传感器14的信号控制第一阀门开启或关闭,或控制器根据第一温度传感器14的信号控制第二阀门开启或关闭。
当前第一温度值T1小于第一设定温度值T11,控制机体下部储水腔7与机体上部储水腔1连通。当前第一温度值T1大于第二设定温度值T13,控制气缸盖上储水腔与机体上部储水腔1连通,第二设定温度值13大于第一设定温度值11。
在本发明的一些实施例中,发动机冷却系统还包括:
第二温度传感器15,第二温度传感器15用于测量机体下部储水腔7的温度;
控制器根据第一温度传感器14的信号和第二温度传感器15的信号控制第一阀门的开度。
在本发明的一些实施例中,第二阀门开启后,控制器根据第一温度传感器14的信号控制第二阀门的开度。
在本发明的一些实施例中,机体下部储水腔7与机体上部储水腔1之间设置有第一旁通管路,第一阀门设置于第一旁通管路上;
气缸盖上储水腔与机体上部储水腔1之间设置有第二旁通管路,第二阀门设置于第二旁通管路上。
在本发明的一些实施例中,发动机冷却系统还包括:
节温器13,机体下部储水腔7与节温器13连通;
水泵11,水泵11的一端与机体上部储水腔1连通,水泵11的另一端与节温器13连通;
热交换器12,热交换器12的一端与节温器13连通,热交换器12的另一端与水泵11连通。水泵11、热交换器12和节温器13与发动机组成整个冷却系统回路。温度低的时候,封闭大循环,水只走小循环,便于提升温度。温度高的时候,走大循环,封闭小循环,便于散热。
本发明提供的发动机冷却系统中,通过ECU控制器8控制第一电控节流阀9和第二电控节流阀10的开度。设计第一温度传感器14实时测量气缸盖下水套5温度,第二温度传感器15实时测量流出发动机的冷却液温度。机体上部储水腔1和机体下部储水腔7通过第一电控节流阀9及相关管路连通,第一电控节流阀9通过ECU控制器8控制其开度k1,调整第一旁通管路的水流流量。机体上部储水腔1和气缸盖上水套4通过第二电控节流阀10及相关管路连通,第二电控节流阀10通过ECU控制器8控制其开度k2,调整此条旁通管路的水流流量。在气缸盖下水套5安装第一温度传感器14,通过ECU控制器8实时读取其温度值T1;在机体下部储水腔7出水口安装第二温度传感器15,通过ECU控制器8实时读取其温度值T2。本发明提供的发动机冷却系统将机体双层水套和缸盖双层水套结构进行组合使用,考虑通过调整水流流量和流向,实现更加的暖机和冷却效果。
如图4和图5所示,本发明还提供了一种发动机冷却方法,应用如上发动机冷却系统,具体步骤包括:
S1、获取气缸盖下水套的当前第一温度值T1;
S21、根据气缸盖下水套的当前第一温度值T1小于第一设定温度值T11,控制机体下部储水腔与机体上部储水腔连通;
S22、根据气缸盖下水套的当前第一温度值T1大于第二设定温度值T13,第二设定温度值T13大于第一设定温度值T11,控制气缸盖上储水腔与机体上部储水腔连通。
在本发明的一些实施例中,控制气缸盖上储水腔与机体上部储水腔连通包括:
获取机体下部储水腔的当前第二温度值T2;
根据气缸盖下水套的当前第一温度值T1大于第一设定温度值T11,且气缸盖下水套的当前第一温度值T1不大于第三设定温度值T12,第三设定温度值T12大于第一设定温度值T11,且小于第二设定温度值T13;计算机体下部储水腔的当前第二温度值T2与气缸盖下水套的当前第一温度值T1的第一差值;
根据第一差值不小于设定目标值A,控制机体下部储水腔与机体上部储水腔之间的流量减小,保证气缸盖下水套的当前第一温度值T1大于第一设定温度值T11,且不大于第三设定温度值T12;
根据第一差值小于设定目标值A,控制机体下部储水腔与机体上部储水腔断开。
在本发明的一些实施例中,控制气缸盖上储水腔与机体上部储水腔连通包括:
根据气缸盖下水套的当前第一温度值T1大于第三设定温度值T12,且不大于第二设定温度值T13;控制气缸盖上储水腔与机体上部储水腔的流量增大,保证气缸盖下水套的当前第一温度值T1大于第三设定温度值T12;控制机体下部储水腔与机体上部储水腔断开。
在本发明的一些实施例中,控制气缸盖上储水腔与机体上部储水腔连通后还包括:
根据气缸盖下水套的当前第一温度值T1大于第二设定温度值T13,控制气缸盖上储水腔与机体上部储水腔连通;控制机体下部储水腔与机体上部储水腔断开。
本发明的发动机冷却系统中,主要逻辑如下:设定气缸盖下水套安装的第一温度传感器的目标温度T11,T12和T13,其中T11<T12<T13。
发动机启动后,ECU控制器实时读取第一温度传感器和第二温度传感器的温度。暖机过程:当发动机处于冷机状态时,即第一温度传感器的温度T1<设定目标值T11时,ECU控制器使第二阀门(第二电控节流阀)处于常闭状态,使第一阀门(第一电控节流阀)处于全开状态。一部分冷却水直接由机体上部储水腔通过旁观管路直接流入机体下部储水腔。进入发动机本体的冷却水流量减少,在发动机散发的热量不变的条件下,流经气缸套上部冷却水腔、气缸套下水套等发动机本体的冷却水温升更快。由于燃烧室主要由气缸套上部冷却水腔和气缸套下水套包围,提高了暖机效果。
随着发动机水温提升,当第一温度传感器的温度T1处于T11和T12之间时,即T11<T1≤T12,认为发动机初步达到暖机效果。此时,计算T1与第二温度传感器的温度T2的差值,并与设定值A做比较。当T1-T2≥A时,通过ECU控制器调整第一电控节流阀的开度(保持第二电控节流阀常闭),使通过旁通之路的流量减少,通过发动机本体的流量增加,保证第一温度传感器的温度T1处于T11和T12之间。当T1-T2<A时,认为发动机达到需向外散热的状态,通过ECU控制器使第一电控节流阀关闭。此时,全部冷却水流过发动机本体。
如果发动机负荷持续升高,当第一温度传感器的温度T1上升至T12和T13之间时,即T12<T1≤T13,此时,通过ECU控制器调整第二电控节流阀的开度增大(保持第一电控节流阀常闭),使部分冷却水直接流向气缸盖上水套,并保持第一温度传感器的温度T1处于T12和T13之间。此部分冷却水不再冷却气缸套上部冷却水腔和包围排气管道的气缸盖储水腔,温度较低,因此可以降低气缸盖上部水套的冷却水温度,进而通过自顶而下的冲流作用,更好的冷却气缸盖下部的底板火力岸,实现更好的冷却效果。
当第一温度传感器的温度T1大于T13时,通过ECU控制器使第二电控节流阀全部打开,实现更加精准的气缸盖下部底板火力岸的冷却。
综上,本发明的发动机冷却系统中,在需要暖机时,开启第一阀门,机体下部储水腔和机体上部储水腔连通,一部分冷却水直接由机体上部储水腔直接流入机体下部储水腔。进入发动机本体的冷却水流量减少,在发动机散发的热量不变的条件下,流经气缸套上部冷却水腔、气缸套下水套等发动机本体的冷却水温升更快,提高了暖机效果。在需要冷却时,气缸盖上水套和机体上部储水腔连通,冷却水不再冷却气缸套上部和气缸盖储水腔,温度较低,因此可以降低气缸盖上水套的冷却水温度,提高冷却效果。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种发动机冷却系统,其特征在于,包括:
机体水套,
所述机体水套包括:机体上部水套,所述机体上部水套上设置有机体上部储水腔和与所述机体上部储水腔连通的气缸套上部冷却水腔;
所述机体还包括:机体下部水套,所述机体下部水套上设置有机体下部储水腔和与所述机体下部储水腔连通的气缸套下部冷却水腔,所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔之间设置有第一阀门,所述第一阀门用于控制所述机体下部储水腔和所述机体上部储水腔的连通或断开;
气缸盖水套,
所述气缸盖水套包括:气缸盖上水套,所述气缸盖上水套上设置有气缸盖上储水腔,所述气缸盖上储水腔与所述气缸盖上部冷却水腔连通,所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔之间设置有第二阀门,所述第二阀门用于控制所述气缸盖上储水腔和所述机体上部储水腔的连通或断开;
所述气缸盖水套还包括:气缸盖下水套,所述气缸盖下水套与所述气缸套下部冷却水腔连通;
所述发动机冷却系统还包括一种发动机冷却方法,具体步骤包括:
获取所述气缸盖下水套的当前第一温度值;
根据所述气缸盖下水套的当前第一温度值小于第一设定温度值,控制所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔连通;
根据所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于第二设定温度值,所述第二设定温度值大于所述第一设定温度值,控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔连通;
所述控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔连通包括:
获取所述机体下部储水腔的当前第二温度值;
根据所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于所述第一设定温度值,且所述气缸盖下水套的当前第一温度值不大于第三设定温度值,所述第三设定温度值大于所述第一设定温度值,且小于所述第二设定温度值;计算所述机体下部储水腔的当前第二温度值与所述气缸盖下水套的当前第一温度值的第一差值;
根据所述第一差值不小于设定目标值,控制所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔之间的流量减小,保证所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于所述第一设定温度值,且不大于第三设定温度值;
根据所述第一差值小于设定目标值,控制所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔断开;
所述控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔连通包括:
根据所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于所述第三设定温度值,且不大于所述第二设定温度值;控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔的流量增大,保证所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于所述第三设定温度值;控制所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔断开。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统,其特征在于,所述发动机冷却系统还包括:
第一温度传感器,所述第一温度传感器用于测量所述气缸盖下水套的温度;
控制器,所述第一阀门和所述第二阀门均为电控节流阀,所述控制器根据所述第一温度传感器的信号控制所述第一阀门开启或关闭,或所述控制器根据所述第一温度传感器的信号控制所述第二阀门开启或关闭。
3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统,其特征在于,所述发动机冷却系统还包括:
第二温度传感器,所述第二温度传感器用于测量所述机体下部储水腔的温度;
所述控制器根据所述第一温度传感器的信号和所述第二温度传感器的信号控制所述第一阀门的开度。
4.根据权利要求2所述的发动机冷却系统,其特征在于,所述第二阀门开启后,所述控制器根据所述第一温度传感器的信号控制所述第二阀门的开度。
5.根据权利要求1所述的发动机冷却系统,其特征在于,所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔之间设置有第一旁通管路,所述第一阀门设置于所述第一旁通管路上;
所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔之间设置有第二旁通管路,所述第二阀门设置于所述第二旁通管路上。
6.根据权利要求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:
节温器,所述机体下部储水腔与所述节温器连通;
水泵,所述水泵的一端与所述机体上部储水腔连通,所述水泵的另一端与所述节温器连通;
热交换器,所述热交换器的一端与所述节温器连通,所述热交换器的另一端与所述水泵连通。
7.根据权利要求1所述的发动机冷却系统,其特征在于,所述发动机冷却方法中控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔连通后还包括:
根据所述气缸盖下水套的当前第一温度值大于所述第二设定温度值,控制所述气缸盖上储水腔与所述机体上部储水腔连通;控制所述机体下部储水腔与所述机体上部储水腔断开。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113446101A (zh) * 2021-07-15 2021-09-28 河南柴油机重工有限责任公司 一种柴油机冷却控制试验装置及方法
CN115247596A (zh) * 2022-06-24 2022-10-28 东风汽车集团股份有限公司 一种发动机热管理系统的控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102269040A (zh) * 2010-06-04 2011-12-07 广西玉柴机器股份有限公司 一种柴油机冷却系统除气方法
EP3358161A1 (en) * 2017-02-07 2018-08-08 Honda Motor Co., Ltd. Cooling structure for internal combustion engine
CN208416732U (zh) * 2018-07-03 2019-01-22 广西玉柴机器股份有限公司 气缸盖水套结构
CN208816221U (zh) * 2018-08-22 2019-05-03 重庆交通职业学院 单缸发动机的冷却水套
US10330042B2 (en) * 2017-05-29 2019-06-25 Hyundai Motor Company Water jacket for cylinder head
CN109931143A (zh) * 2019-04-19 2019-06-25 安徽华菱汽车有限公司 一种发动机及其发动机冷却装置
KR20200006699A (ko) * 2018-07-11 2020-01-21 현대자동차주식회사 워터자켓을 갖는 엔진 및 냉각수 유량 제어 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000006699U (ko) * 1998-09-17 2000-04-25 설명 손수건부적
FR2848248B1 (fr) * 2002-12-06 2006-08-04 Renault Sa Circuit de refroidissement de moteur a combustion interne
JP2013024081A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Isuzu Motors Ltd シリンダブロック
EP2551314B1 (en) * 2011-07-29 2014-07-23 3M Innovative Properties Company Profiled protective tape for rotor blades of wind turbine generators
CN204436556U (zh) * 2015-02-02 2015-07-01 长安大学 一种发动机冷却系统及车辆
KR101776756B1 (ko) * 2016-03-16 2017-09-08 현대자동차 주식회사 워터자켓을 갖는 엔진
CN106337753B (zh) * 2016-08-31 2019-02-12 潍柴动力股份有限公司 气缸盖精确冷却方法
KR102506770B1 (ko) * 2018-07-31 2023-03-07 현대자동차주식회사 배기매니폴드 일체형 실린더 헤드를 이용한 엔진의 냉각구조
CN111396186B (zh) * 2020-04-16 2023-08-08 昆明云内动力股份有限公司 一种发动机分体式冷却系统和方法
CN111692005A (zh) * 2020-07-07 2020-09-22 天津特瑞捷动力科技有限公司 纵横混流的双回路发动机冷却系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102269040A (zh) * 2010-06-04 2011-12-07 广西玉柴机器股份有限公司 一种柴油机冷却系统除气方法
EP3358161A1 (en) * 2017-02-07 2018-08-08 Honda Motor Co., Ltd. Cooling structure for internal combustion engine
US10330042B2 (en) * 2017-05-29 2019-06-25 Hyundai Motor Company Water jacket for cylinder head
CN208416732U (zh) * 2018-07-03 2019-01-22 广西玉柴机器股份有限公司 气缸盖水套结构
KR20200006699A (ko) * 2018-07-11 2020-01-21 현대자동차주식회사 워터자켓을 갖는 엔진 및 냉각수 유량 제어 방법
CN208816221U (zh) * 2018-08-22 2019-05-03 重庆交通职业学院 单缸发动机的冷却水套
CN109931143A (zh) * 2019-04-19 2019-06-25 安徽华菱汽车有限公司 一种发动机及其发动机冷却装置

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