CN116753102A - 发动机冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机冷却系统，包括电子水泵、水冷套组件、管路组件、调温器和散热器，所述电子水泵、水冷套组件、调温器和散热器通过管路组件连接形成闭合的循环回路以使得冷却介质形成循环并实现发动机散热；本发明公开的发动机冷却系统，通过对冷却系统的结构和冷却介质的循环方式进行改进和优化，使得暖机过程中，只有缸盖的冷却介质参与循环，使得温度升高迅速，有利于排放和冬季采暖，也实现了冷机启动迅速暖机功能。
Description
技术领域
本发明属于发动机技术领域，涉及一种发动机冷却系统。
背景技术
发动机在运行过程，缸盖水套散热量为缸体水套的2到3倍。暖机过程中，现有的发动机冷却系统处于小循环工况，即缸体水套、缸盖水套中的冷却液都参与热交换后进行混合再经水泵出口进行循环，由于缸盖水套冷却液温升大于缸体水套冷却液温升，缸体水套、缸盖水套的混合会减缓了小循环冷却液的温升速度，不利于缩短冬季采暖时间，无法实现快速暖机。同时，缸体水套冷却液参与循环，降低了缸盖水套的温升速度，增加冬季采暖时间，采暖效果受影响。由于排放污染随温度的上升而降低，不利于排放。
为解决以上问题，需要对现有的发动机冷却系统进行优化和改进，以达到快速暖机和降低排放的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种发动机冷却系统，通过对冷却系统的结构和冷却介质的循环方式进行改进和优化，使得暖机过程中，只有缸盖的冷却介质参与循环，使得温度升高迅速，有利于排放和冬季采暖，也实现了冷机启动迅速暖机功能。
本发明公开的一种发动机冷却系统，包括电子水泵、水冷套组件、管路组件、调温器和散热器，所述水冷套组件由相互连通的缸盖水套和缸体水套构成，所述管路组件包括水泵出水管、第一回水管、缸体出水管、散热器出水管和缸盖出水管Ⅰ，所述调温器具有主阀、副阀和出水口；所述水泵出水管连接于电子水泵的出口和缸盖水套的入口；所述缸体出水管连接于缸体水套的出口和散热器的入口；所述散热器出水管一端连接于散热器的出口，另一端连接至调温器的主阀；所述缸盖出水管Ⅰ连接于缸盖水套与调温器的副阀；所述第一回水管一端连接至调温器的出水口，另一端连接至电子水泵的入口；所述电子水泵、水冷套组件、调温器和散热器通过管路组件连接形成闭合的循环回路以使得冷却介质形成循环并实现发动机散热。
进一步，还包括暖风芯体和EGR冷却器，所述管路组件还包括第二回水管，所述缸盖水套还设置有缸盖出水管Ⅱ和缸盖出水管Ⅲ，缸盖水套通过缸盖出水管Ⅱ与所述暖风芯体的入口相连通，缸盖水套通过缸盖出水管Ⅲ与所述EGR冷却器的入口相连通，所述暖风芯体的出口和EGR冷却器的出口均连接至第二回水管的入口，所述第二回水管的出口连接至电子水泵。
进一步，还包括机油冷却器和涡轮增压器，所述管路组件还包括第三回水管，所述机油冷却器的入口和涡轮增压器的入口均与所述水泵出水管相连通，所述机油冷却器的出口和涡轮增压器的出口均连接至第三回水管的入口，所述第三回水管的出口连接至电子水泵的入口。
进一步，还包括膨胀水箱，所述管路组件还包括除气管Ⅰ和除气管Ⅱ，所述膨胀水箱设置有入水口Ⅰ、入水口Ⅱ和出水口，所述缸盖水套通过除气管Ⅰ与所述膨胀水箱的入水口Ⅰ相连通，所述EGR冷却器的出口通过除气管Ⅱ与膨胀水箱的入水口Ⅱ相连通，所述膨胀水箱的出口与所述第二回水管相连通。
进一步，所述发动机冷却系统至少包括循环模式Ⅰ、循环模式Ⅱ和循环模式Ⅲ；冷却介质的出水温度小于82℃，发动机冷却系统的循环模式Ⅰ启动；冷却介质的出水温度不低于82℃且不高于95℃，发动机冷却系统的循环模式Ⅱ启动；冷却介质的出水温度高于95℃，发动机冷却系统的循环模式Ⅱ启动。
进一步，所述循环模式Ⅰ下，调温器主阀关闭，副阀全开，电子水泵运转并将冷却介质泵送至缸盖水套、涡轮增压器和机油冷却器，进入缸盖水套的冷却介质部分进入暖风芯体，部分进入EGR冷却器，剩余缸盖水套的冷却介质通过调温器副阀流经调温器后进入电子水泵的入口；进入涡轮增压器和机油冷却器的冷却介质在分别冷却涡轮增压器和机油冷却器后流出并汇合，再通过第三回水管流回电子水泵；进入暖风芯体和EGR冷却器的冷却介质在分别冷却暖风芯体和EGR冷却器后流出并汇合，再通过第二回水管流回电子水泵。
进一步，所述循环模式Ⅱ下，调温器主阀与副阀部分开启，电子水泵运转并将冷却介质泵送至缸盖水套、涡轮增压器和机油冷却器；进入缸盖水套的冷却介质部分进入暖风芯体，部分进入EGR冷却器，部分进入缸盖水套的冷却介质通过调温器副阀流经调温器后流回电子水泵的入口，剩余进入缸盖水套的冷却介质依次进过缸体水套和散热器后，通过调温器主阀流经调温器后流回电子水泵的入口；进入涡轮增压器和机油冷却器的冷却介质在分别冷却涡轮增压器和机油冷却器后流出并汇合，再通过第三回水管流回电子水泵；进入暖风芯体和EGR冷却器的冷却介质在分别冷却暖风芯体和EGR冷却器后流出并汇合，再通过第二回水管流回电子水泵。
进一步，所述循环模式Ⅲ下，调温器主阀全开，副阀关闭，电子水泵运转并将冷却介质泵送至缸盖水套、涡轮增压器和机油冷却器；进入缸盖水套的冷却介质部分进入暖风芯体，部分进入EGR冷却器，剩余进入缸盖水套的冷却介质依次进过缸体水套和散热器后，通过调温器主阀流经调温器后流回电子水泵的入口；进入涡轮增压器和机油冷却器的冷却介质在分别冷却涡轮增压器和机油冷却器后流出并汇合，再通过第三回水管流回电子水泵；进入暖风芯体和EGR冷却器的冷却介质在分别冷却暖风芯体和EGR冷却器后流出并汇合，再通过第二回水管流回电子水泵。
本发明的有益效果：
本发明公开的发动机冷却系统，通过对冷却系统的结构和冷却介质的循环方式进行改进和优化，使得暖机过程中，只有缸盖的冷却介质参与循环，使得温度升高迅速，有利于排放和冬季采暖，也实现了冷机启动迅速暖机功能；有利于减少暖机过程中的排放污染；调温器的调控，使得缸体水套和缸盖水套的温度波动小，燃烧一致性稳定，发动机的工作效率更高、经济性更好。
附图说明
图1为本发明的冷却系统结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的冷却系统结构示意图，也就是本发明的冷却系统的原理图和介质流向示意图，图中箭头所示为冷却介质的流动方向，图中的E水泵即为电子水泵，Heatcore暖风芯体，EGR-Cooler为EGR冷却器，1为调温器的主阀，2为调温器副阀，3为调温器出口，同时，本实施例中各部件如散热器常规情况下均设置有出口和入口，此为本技术领域技术人员可以理解的，在此不赘述。
需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本实施例中，若无特殊说明，连接、连通等均至通过管道或其他构件连接形成流通的管路。
如图1所示，本发明公开的一种发动机冷却系统，包括电子水泵、水冷套组件、管路组件、调温器和散热器，所述水冷套组件由相互连通的缸盖水套和缸体水套构成，所述管路组件包括水泵出水管、第一回水管、缸体出水管、散热器出水管和缸盖出水管Ⅰ，所述调温器具有主阀、副阀和出水口；所述水泵出水管连接于电子水泵的出口和缸盖水套的入口；所述缸体出水管连接于缸体水套的出口和散热器的入口；所述散热器出水管一端连接于散热器的出口，另一端连接至调温器的主阀；所述缸盖出水管Ⅰ连接于缸盖水套与调温器的副阀；所述第一回水管一端连接至调温器的出水口，另一端连接至电子水泵的入口；所述电子水泵、水冷套组件、调温器和散热器通过管路组件连接形成闭合的循环回路以使得冷却介质形成循环并实现发动机散热。
本实施例中，还包括暖风芯体和EGR冷却器，所述管路组件还包括第二回水管，所述缸盖水套还设置有缸盖出水管Ⅱ和缸盖出水管Ⅲ，缸盖水套通过缸盖出水管Ⅱ与所述暖风芯体的入口相连通，缸盖水套通过缸盖出水管Ⅲ与所述EGR冷却器的入口相连通，所述暖风芯体的出口和EGR冷却器的出口均连接至第二回水管的入口，所述第二回水管的出口连接至电子水泵。
本实施例中，还包括机油冷却器和涡轮增压器，所述管路组件还包括第三回水管，所述机油冷却器的入口和涡轮增压器的入口均与所述水泵出水管相连通，所述机油冷却器的出口和涡轮增压器的出口均连接至第三回水管的入口，所述第三回水管的出口连接至电子水泵的入口。
本实施例中，还包括膨胀水箱，所述管路组件还包括除气管Ⅰ和除气管Ⅱ，所述膨胀水箱设置有入水口Ⅰ、入水口Ⅱ和出水口，所述缸盖水套通过除气管Ⅰ与所述膨胀水箱的入水口Ⅰ相连通，所述EGR冷却器的出口通过除气管Ⅱ与膨胀水箱的入水口Ⅱ相连通，所述膨胀水箱的出口与所述第二回水管相连通。
在本实施例中，电子水泵、水冷套组件、调温器、散热器、暖风芯体、EGR冷却器、机油冷却器、涡轮增压器和膨胀水箱均是通过管路组件连接并形成多个闭合的循环回路，电子水泵则是冷却介质在本冷区系统中流动的驱动源，在电子水泵的泵送下，冷却介质被送至各部件以实现冷却换热的目的，并最终回到电子水泵，以形成循环。
本实施例中，所述发动机冷却系统至少包括循环模式Ⅰ、循环模式Ⅱ和循环模式Ⅲ；冷却介质的出水温度小于82℃，也就是发动机冷机启动工况下，发动机冷却系统的循环模式Ⅰ启动；冷却介质的出水温度不低于82℃且不高于95℃，发动机冷却系统的循环模式Ⅱ启动；冷却介质的出水温度高于95℃，发动机冷却系统的循环模式Ⅱ启动。在本实施例中的冷却介质的出水温度也就是指调温器初开温度，此为本技术领域技术人员可以理解的，在此不赘述。
本实施例中，所述循环模式Ⅰ下，调温器主阀关闭，副阀全开，电子水泵运转并将冷却介质泵送至缸盖水套、涡轮增压器和机油冷却器，进入缸盖水套的冷却介质部分进入暖风芯体，部分进入EGR冷却器，剩余缸盖水套的冷却介质通过调温器副阀流经调温器后进入电子水泵的入口；进入涡轮增压器和机油冷却器的冷却介质在分别冷却涡轮增压器和机油冷却器后流出并汇合，再通过第三回水管流回电子水泵；进入暖风芯体和EGR冷却器的冷却介质在分别冷却暖风芯体和EGR冷却器后流出并汇合，再通过第二回水管流回电子水泵。进入缸盖水套的冷却介质部分进入暖风芯体，部分进入EGR冷却器，剩余缸盖水套的冷却介质通过调温器副阀流经调温器后进入电子水泵的入口，即进入缸盖水套的冷却介质，一部分会流入暖风芯体，一部分流入EGR冷却器，除去流入暖风芯体和EGR冷却器的冷却介质，剩余的则全部通过调温器的副阀流经调温器后进入电子水泵的入口以形成循环。
本实施例中，所述循环模式Ⅱ下，调温器主阀与副阀部分开启，电子水泵运转并将冷却介质泵送至缸盖水套、涡轮增压器和机油冷却器；进入缸盖水套的冷却介质部分进入暖风芯体，部分进入EGR冷却器，部分进入缸盖水套的冷却介质通过调温器副阀流经调温器后流回电子水泵的入口，剩余进入缸盖水套的冷却介质依次进过缸体水套和散热器后，通过调温器主阀流经调温器后流回电子水泵的入口；进入涡轮增压器和机油冷却器的冷却介质在分别冷却涡轮增压器和机油冷却器后流出并汇合，再通过第三回水管流回电子水泵；进入暖风芯体和EGR冷却器的冷却介质在分别冷却暖风芯体和EGR冷却器后流出并汇合，再通过第二回水管流回电子水泵。
本实施例中，所述循环模式Ⅲ下，调温器主阀全开，副阀关闭，电子水泵运转并将冷却介质泵送至缸盖水套、涡轮增压器和机油冷却器；进入缸盖水套的冷却介质部分进入暖风芯体，部分进入EGR冷却器，剩余进入缸盖水套的冷却介质依次进过缸体水套和散热器后，通过调温器主阀流经调温器后流回电子水泵的入口；进入涡轮增压器和机油冷却器的冷却介质在分别冷却涡轮增压器和机油冷却器后流出并汇合，再通过第三回水管流回电子水泵；进入暖风芯体和EGR冷却器的冷却介质在分别冷却暖风芯体和EGR冷却器后流出并汇合，再通过第二回水管流回电子水泵。
在本实施例中，无论是循环模式Ⅰ、循环模式Ⅱ还是循环模式Ⅲ，冷却介质均会在电子水泵的运转下被泵送至缸盖水套、涡轮增压器和机油冷却器，但是需要注意的是，进入前述三者的冷却介质的流量是不同的，在本实施例中，进入缸盖水套的冷却介质最多，缸盖水套在本实施例中相当于是一个三通阀，无论哪一循环模式，均需要在缸盖和调节阀的共同作用下对冷却介质进行导向和分配，以实现不同工况下，通过不同循环满足不同要求。
在本实施例中，缸盖水套高点布置除气管Ⅰ连接膨胀水箱入水口Ⅰ，EGR冷却器出口高点布置除气管Ⅱ连接膨胀水箱入水口Ⅱ，高点布置是为了便于将混杂在冷却介质中的气体杂质排出至膨胀水箱，以确保冷却系统的冷却效果；在本实施例中，暖风芯体和EGR冷却器中的冷却介质流出暖风芯体和EGR冷却器后先汇流，然后再流过除气管Ⅱ的接入点，即除气管Ⅱ的接入点设置在暖风芯体和EGR冷却器的后方，需要说明的是，此处的前后，是指冷却介质流入的先后，先流入为前，后流入为后；同时，膨胀水箱的出口也是通过管路连接至第二回水管，膨胀水箱在第二回水管上的接入点靠近第二回水管的出口。在本实施例中，还设置有多个水温传感器了，多个水温传感器布置于各个循环回路中，以检测不同工况下的缸盖水套实时温度变化，水温传感器的具体布置方式和具体数量本技术领域技术人员可以根据实际需求进行调整，在此不赘述。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种发动机冷却系统，其特征在于：包括电子水泵、水冷套组件、管路组件、调温器和散热器，所述水冷套组件由相互连通的缸盖水套和缸体水套构成，所述管路组件包括水泵出水管、第一回水管、缸体出水管、散热器出水管和缸盖出水管Ⅰ，所述调温器具有主阀、副阀和出水口；所述水泵出水管连接于电子水泵的出口和缸盖水套的入口；所述缸体出水管连接于缸体水套的出口和散热器的入口；所述散热器出水管一端连接于散热器的出口，另一端连接至调温器的主阀；所述缸盖出水管Ⅰ连接于缸盖水套与调温器的副阀；所述第一回水管一端连接至调温器的出水口，另一端连接至电子水泵的入口；所述电子水泵、水冷套组件、调温器和散热器通过管路组件连接形成闭合的循环回路以使得冷却介质形成循环并实现发动机散热。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于：还包括暖风芯体和EGR冷却器，所述管路组件还包括第二回水管，所述缸盖水套还设置有缸盖出水管Ⅱ和缸盖出水管Ⅲ，缸盖水套通过缸盖出水管Ⅱ与所述暖风芯体的入口相连通，缸盖水套通过缸盖出水管Ⅲ与所述EGR冷却器的入口相连通，所述暖风芯体的出口和EGR冷却器的出口均连接至第二回水管的入口，所述第二回水管的出口连接至电子水泵。
3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于：还包括机油冷却器和涡轮增压器，所述管路组件还包括第三回水管，所述机油冷却器的入口和涡轮增压器的入口均与所述水泵出水管相连通，所述机油冷却器的出口和涡轮增压器的出口均连接至第三回水管的入口，所述第三回水管的出口连接至电子水泵的入口。
4.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于：还包括膨胀水箱，所述管路组件还包括除气管Ⅰ和除气管Ⅱ，所述膨胀水箱设置有入水口Ⅰ、入水口Ⅱ和出水口，所述缸盖水套通过除气管Ⅰ与所述膨胀水箱的入水口Ⅰ相连通，所述EGR冷却器的出口通过除气管Ⅱ与膨胀水箱的入水口Ⅱ相连通，所述膨胀水箱的出口与所述第二回水管相连通。
5.根据权利要求4所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述发动机冷却系统至少包括循环模式Ⅰ、循环模式Ⅱ和循环模式Ⅲ；冷却介质的出水温度小于82℃，发动机冷却系统的循环模式Ⅰ启动；冷却介质的出水温度不低于82℃且不高于95℃，发动机冷却系统的循环模式Ⅱ启动；冷却介质的出水温度高于95℃，发动机冷却系统的循环模式Ⅱ启动。
6.根据权利要求5所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述循环模式Ⅰ下，调温器主阀关闭，副阀全开，电子水泵运转并将冷却介质泵送至缸盖水套、涡轮增压器和机油冷却器，进入缸盖水套的冷却介质部分进入暖风芯体，部分进入EGR冷却器，剩余缸盖水套的冷却介质通过调温器副阀流经调温器后进入电子水泵的入口；进入涡轮增压器和机油冷却器的冷却介质在分别冷却涡轮增压器和机油冷却器后流出并汇合，再通过第三回水管流回电子水泵；进入暖风芯体和EGR冷却器的冷却介质在分别冷却暖风芯体和EGR冷却器后流出并汇合，再通过第二回水管流回电子水泵。
7.根据权利要求5所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述循环模式Ⅱ下，调温器主阀与副阀部分开启，电子水泵运转并将冷却介质泵送至缸盖水套、涡轮增压器和机油冷却器；进入缸盖水套的冷却介质部分进入暖风芯体，部分进入EGR冷却器，部分进入缸盖水套的冷却介质通过调温器副阀流经调温器后流回电子水泵的入口，剩余进入缸盖水套的冷却介质依次进过缸体水套和散热器后，通过调温器主阀流经调温器后流回电子水泵的入口；进入涡轮增压器和机油冷却器的冷却介质在分别冷却涡轮增压器和机油冷却器后流出并汇合，再通过第三回水管流回电子水泵；进入暖风芯体和EGR冷却器的冷却介质在分别冷却暖风芯体和EGR冷却器后流出并汇合，再通过第二回水管流回电子水泵。
8.根据权利要求5所述的发动机冷却系统，其特征在于：所述循环模式Ⅲ下，调温器主阀全开，副阀关闭，电子水泵运转并将冷却介质泵送至缸盖水套、涡轮增压器和机油冷却器；进入缸盖水套的冷却介质部分进入暖风芯体，部分进入EGR冷却器，剩余进入缸盖水套的冷却介质依次进过缸体水套和散热器后，通过调温器主阀流经调温器后流回电子水泵的入口；进入涡轮增压器和机油冷却器的冷却介质在分别冷却涡轮增压器和机油冷却器后流出并汇合，再通过第三回水管流回电子水泵；进入暖风芯体和EGR冷却器的冷却介质在分别冷却暖风芯体和EGR冷却器后流出并汇合，再通过第二回水管流回电子水泵。
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