CN114893316A - 一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案 - Google Patents
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Abstract
一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，属于发动机冷却系统技术领域。能够实现快速暖机，降低油耗。缸盖水套采用双层水套结构，下层水套用于冷却缸盖燃烧室；缸体水套下部为波浪形结构，可对冷却液进行引流，将冷却液引至缸体上部，加强对缸体燃烧室的冷却，采用缸间钻孔，增强缸体鼻梁区的冷却，同时缸体水套一、四缸水套上部连通、下部断开。本发明能够实现快速暖机，降低油耗，高负荷时，冷却液对车辆的排气起到降温的作用；对缸体、缸盖精益冷却，降低关键区域热效应，避免膜态沸腾，减小爆震风险，提高了发动机的可靠性。本发明可在不改变本体水套结构的基础上，通过调整个别零部件实现配置增减，满足法规不同阶段需求。
Description
技术领域
本发明属于发动机冷却系统技术领域，具体涉及一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案。
背景技术
冷却系统是发动机的重要组成部分，据有关资料介绍，汽车故障的50％左右来自发动机，而发动机故障的50％左右是由冷却系统故障引起的，由此可见冷却系统在汽车可靠性中的重要作用。冷却系统不仅对发动机的可靠性会产生重大影响，而且也是影响发动机动力性和经济性的重要因素，其功用就是保证发动机在任何负荷条件下和工作环境下均能在最适合的温度状态下正常和可靠地工作。
所以，提供一种能够快速暖机，降低油耗、可靠性高的发动机冷却系统是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为商用车提供一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，能够实现快速暖机，降低油耗。
本发明所采取的技术方案是：一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，包括缸体水套、缸盖水套、以及设置在缸体水套和缸盖水套之间的汽缸垫水套，所述缸盖水套采用双层水套结构，将传统的单层水套分成上下两层，下层水套用于冷却缸盖燃烧室；所述缸体水套下部为波浪形结构，可对冷却液进行引流，将冷却液引至缸体上部，加强对缸体燃烧室的冷却，采用缸间钻孔，增强缸体鼻梁区的冷却，同时缸体水套一、四缸水套上部连通、下部断开，在缸体水套排气侧布置入水口，进气侧布置出水口。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明在发动机冷启动时，能够实现快速暖机，降低油耗，高负荷时，冷却液对车辆的排气起到降温的作用；对缸体、缸盖精益冷却，降低关键区域热效应，避免膜态沸腾，减小爆震风险，提高了发动机的可靠性。
2、本发明采用出水节温布置，便于常压加注排气，缩短常压加注排气时间，提高工作效率，减小气阻风险，避免水温高故障；
3、本发明可在不改变本体水套结构的基础上，通过调整个别零部件实现配置增减，满足法规不同阶段需求，实现了平台化，成本优势明显。
附图说明
图1是本发明结构示意图一-适配三阶段耗油；
图2是本发明结构示意图二-适配三阶段耗油；
图3是本发明结构示意图-配四阶段耗油；
其中：1、缸盖水套；2、汽缸垫水套；3、缸体水套；4、出水转接座；5、转接水管及O型圈总成；6、水温传感器；7、集成排气歧管；8、节温器座总成；9、节温器总成；10、节温器罩总成；11、小循环回水胶管总成；12、水泵转接座总成；13、进水转接管总成；14、水泵总成；15、入水口；16、出水口；17、鼻梁区；18、冷却EGR；19、冷却EGR进水管；20、冷却EGR入水口；21、EGR回水胶管总成；22、油冷器；23、波浪形结构。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的做进一步详细的描述。
参照图1、图2所示，本发明的一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，包括缸体水套3、缸盖水套1、以及设置在缸体水套3和缸盖水套1之间的汽缸垫水套2，
在缸体水套3的鼻梁区17打孔，与缸体水套3内的水腔连通，用于冷却发动机缸体鼻梁区。
缸体水套3的所述缸体水套3的下部采用波浪形结构23，对冷却液起到引导作用，将水流引至缸体水套上部，加强缸体上部燃烧室的冷却。
所述缸盖水套1采用双层水套结构，将传统的单层水套分成上下两层，下层水套用于冷却缸盖燃烧室，这样排气门侧鼻梁区的截面积可大幅减小，更容易将冷却液引至缸盖底部实现燃烧室的强冷却，同时更好的冷却了上下两层水套之间的排气歧管，给排气降温；所述缸体水套3下部为波浪形结构，可对冷却液进行引流，将冷却液引至缸体上部，加强对缸体燃烧室的冷却，采用缸间钻孔，增强缸体鼻梁区的冷却，同时缸体水套一、四缸水套上部连通、下部断开，在缸体水套3排气侧布置入水口15，进气侧布置出水口16。
冷却液通过水泵14驱动，由缸体水套3的入水口15一部分进入缸体水套3排气侧，同时一部分冷却液进入缸盖水套1排气侧，优先冷却集成排气歧管部分7及热负荷较高缸盖水套1的排气侧鼻梁区，进入缸体水套3排气侧的冷却液通过缸体水套3上部的连通区域，冷却发动机缸体鼻梁区17及上部燃烧室，形成缸体横流冷却，最后从缸体水套1进气侧出水口流出，进入缸盖水套1排气侧的冷却液，从排气侧流入进气侧，形成了缸盖横流冷却，最后通过汽缸垫水套2进气侧的水口进入缸体水套3进气侧。
最终冷却缸体、缸盖的冷却液汇总在出水口16处，汇总在缸体水套3出水口16处的冷却液通过出水转接座4进入转接水管及O型圈总成5，冷却液由转接水管及O型圈总成5的转接水管进入节温器座总成8，水温传感器6安装在转接水管5上，用于监测出水温度，所述节温器总成9安装在节温器座总成8中，感知发动机出水温度，控制发动机大循环的开启，保证发动机工作在适宜温度，该冷却系统为出水节温。
当水温传感器6监测到温度高于88℃时，安装在节温器座总成8上的节温器总成9开启，大小循环同时运行，此时冷却液分为三路，一路通过节温器罩总成10(带放气螺栓)进入整车水箱，一路通过节温器座总成8上的暖风接管咀进入整车的暖风，一路通过节温器座总成8上的小循环接管咀，通过小循环回水胶管总成11进入进水转接管总成13，最后通过水泵转接座总成12在水泵总成14的驱动下进入缸体水套3。
当水温传感器6监测的出水温度＜88℃时，冷却系统进行小循环，冷却液在节温器座总成8处分为两路，一路通过节温器座总成8上的暖风接管咀进入整车的暖风，一路通过节温器座总成8上的小循环接管咀，通过小循环回水胶管总成11进入进水转接管总成13，最后通过水泵转接座总成12在水泵总成14的驱动下进入缸体水套3。
如图3所示，为满足整车四阶段油耗需求，本发动机冷却系统布置方案增加了油冷器22及冷却EGR18配置，用于降低油耗。四阶段方案与三阶段方案相比，发动机本体水套无变化，通过改变水泵转接座总成12，集成油冷器水路，实现对机油的冷却作用，通过增加一根EGR回水胶管总成21，出水转接座4在三阶段的基础上增加冷却EGR回水接口，构成了冷却EGR的冷却回路，实现了对废气的冷却。
具体为：油冷器24安装在水泵转接座总成12上，水泵转接座总成12上开设有与油冷器22连通的进出水孔，油冷器22通过该进出水孔实现油冷器内部冷却液的循环，所述油冷器22通过水泵转接座总成12上开设的油路孔与发动机缸体的油道连通，机油在油冷器22内部与油冷器22内部循环的冷却液进行了热量交换，实现了对机油的冷却。
冷却EGR18上集成有冷却EGR进水管19，缸体水套3上布置有冷却EGR入水口20(可封堵)通过冷却EGR进水管19和冷却EGR入水口20之间的连接实现冷却EGR18与缸体水套3的连通，缸体水套3的出水口16与出水转接座4连通，出水转接座4上增加冷却EGR回水接口，冷却EGR回水接口通过EGR回水胶管总成21与冷却EGR18连通，实现了对废气的冷却。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (8)
1.一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，包括缸体水套(3)、缸盖水套(1)、以及设置在缸体水套(3)和缸盖水套(1)之间的汽缸垫水套(2)，其特征在于：所述缸盖水套(1)采用双层水套结构，将传统的单层水套分成上下两层，下层水套用于冷却缸盖燃烧室；所述缸体水套(3)下部为波浪形结构，可对冷却液进行引流，将冷却液引至缸体上部，加强对缸体燃烧室的冷却，采用缸间钻孔，增强缸体鼻梁区的冷却，同时缸体水套(1)一、四缸水套上部连通、下部断开，在缸体水套(3)排气侧布置入水口(15)，进气侧布置出水口(16)。
2.根据权利要求1所述的一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，其特征在于：所述高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案还包括水泵(14)；冷却液通过水泵(14)驱动，由缸体水套(3)的入水口(15)一部分进入缸体水套(3)排气侧，同时一部分冷却液进入缸盖水套(1)排气侧，优先冷却集成的排气歧管部分(7)及热负荷较高的缸盖水套(1)的排气侧鼻梁区，进入缸体水套(3)排气侧的冷却液通过缸体水套(3)上部的连通区域，冷却发动机缸体鼻梁区(17)及上部燃烧室，形成缸体横流冷却，最后从缸体水套(3)进气侧出水口流出；进入缸盖水套(1)排气侧的冷却液，从排气侧流入进气侧，形成了缸盖横流冷却，最后通过汽缸垫水套(2)进气侧的水口进入缸体水套(3)进气侧，最终冷却缸体、缸盖的冷却液汇总在出水口(16)处。
3.根据权利要求2所述的一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，其特征在于：所述高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案还包括出水转接座(4)、转接水管及O型圈总成(5)、水温传感器(6)及节温器座总成(8)；汇总在缸体水套(3)出水口(16)处的冷却液通过出水转接座(4)进入转接水管及O型圈总成(5)，冷却液由转接水管及O型圈总成(5)的转接水管进入节温器座总成(8)，所述水温传感器(6)安装在转接水管(5)上，用于监测出水温度，所述节温器总成(9)安装在节温器座总成(8)中，感知发动机出水温度，控制发动机大循环的开启，保证发动机工作在适宜温度，该冷却系统为出水节温。
4.根据权利要求3所述的一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，其特征在于：当水温传感器(6)监测到出水温度高于88℃时，安装在节温器座总成(8)上的节温器总成(9)开启，大小循环同时运行，此时冷却液分为三路，一路通过节温器罩总成(10)进入整车水箱，一路通过节温器座总成(8)上的暖风接管咀进入整车的暖风，一路通过节温器座总成(8)上的小循环接管咀，通过小循环回水胶管总成(11)进入进水转接管总成(13)，最后通过水泵转接座总成(12)在水泵总成(14)的驱动下进入缸体水套(3)。
5.根据权利要求4所述的一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，其特征在于：当水温传感器(6)监测到的出水温度＜88℃时，冷却系统进行小循环，冷却液在节温器座总成(8)处分为两路，一路通过节温器座总成(8)上的暖风接管咀进入整车的暖风，一路通过节温器座总成(8)上的小循环接管咀，通过小循环回水胶管总成(11)进入进水转接管总成(13)，最后通过水泵转接座总成(12)在水泵总成(14)的驱动下进入缸体水套(3)。
6.根据权利要求5所述的一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，其特征在于：所述高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案还包括油冷器(22)；所述油冷器(22)安装在水泵转接座总成(12)上，水泵转接座总成(12)上开设有与油冷器(22)连通的进出水孔，油冷器(22)通过该进出水孔实现油冷器内部冷却液的循环，所述油冷器(22)通过水泵转接座总成(12)上开设的油路孔与发动机缸体的油道连通，机油在油冷器(22)内部与油冷器(22)内部循环的冷却液进行了热量交换，实现了对机油的冷却。
7.根据权利要求6所述的一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，其特征在于：所述高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案还包括冷却EGR(18)，所述冷却EGR(18)上集成有冷却EGR进水管(19)，所述缸体水套(3)上布置有冷却EGR入水口(18)，通过冷却EGR进水管(19)和冷却EGR入水口(20)之间的连接实现冷却EGR(18)与缸体水套(3)的连通，所述缸体水套(3)的出水口(16)与出水转接座(4)连通，出水转接座(4)上增加冷却EGR回水接口，所述冷却EGR回水接口通过EGR回水胶管总成(21)与冷却EGR(18)连通，实现了对冷却EGR中废气的冷却。
8.根据权利要求1所述的一种高效的自然吸气发动机冷却系统布置方案，其特征在于：在所述缸体水套(3)的鼻梁区(17)打孔，与缸体水套(3)内的水腔连通，用于冷却发动机缸体鼻梁区。
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