CN1891994A - 发动机双循环强制冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机双循环强制冷却系统，它包括内循环冷却子系统和外循环冷却子系统，所述外循环冷却子系统管接于热交换器的外循环水腔，所述内循环冷却子系统管接于热交换器的内循环水腔，所述外循环冷却子系统的管路上还设有能够控制外循环冷却介质通过热交换器流量的流量控制阀，取样于内循环水腔的温度感应装置，所述温度感应装置驱动所述流量控制阀；当机器处于“热车”过程时，通过温度感应装置控制流量控制阀，从而控制外循环进入热交换器的冷却介质量，以达到充分利用热能、缩短“热车”时间、减少热能损失的目的。

Description

发动机双循环强制冷却系统

技术领域

本发明涉及发动机的冷却系统。

背景技术

国外先进的发动机上一般采用复杂的三级冷却系统，一级循环(高温内循环)用于冷却机体、气缸盖，内部有一个节温器，用于控制一级循环的冷却介质的温度。二级循环(低温内循环)用于冷却中冷器、机油冷却器，并通过热交换器冷却一级循环的冷却介质，内部有一个节温器，用于控制二级循环的冷却介质的温度。三级循环(外循环)通过热交换器冷却二级循环的冷却介质。该系统的结构特点是热损失少，受腐蚀的零件少，不足是部件特别多，管路复杂，安装麻烦，适用于大功率柴油机。

国内的发动机，其冷却一般采用具有内循环和外循环的双循环强制冷却系统。内循环一般冷却机体、气缸盖、机油冷却器，内部有一个节温器，用于快速升高机器“热车”时的内循环温度。外循环一般冷却中冷器，并通过液一液式热交换器冷却内循环的冷却介质。该系统的结构特点是零部件少、管路简单、安装方便。

冷却介质的内部大循环是在水温升到一定温度后，节温器将内部小循环通道关闭，冷却介质进入热交换器内进行换热；由于冷却系统的外循环一直在进行，容易造成内部大循环的水温迅速下降，其后果必将延长发动机在低温下的运行时间。特别在冬季，在低温高速低负荷下运行时，发动机往往会出现“过冷”现象。发动机低温运行时，低温下燃油雾化不良，并且低温下润滑油粘度较大，摩擦副磨损较重，加重摩擦副磨损.降低发动机的动力性能和经济指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种发动机“热车”时间短、保温效果好的发动机双循环强制冷却系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：发动机双循环强制冷却系统，包括内循环冷却子系统和外循环冷却子系统，所述外循环冷却子系统管接于热交换器的外循环水腔，所述内循环冷却子系统管接于热交换器的内循环水腔，所述外循环冷却子系统的管路上还设有能够控制外循环冷却介质通过热交换器流量的流量控制阀，取样于内循环水腔的温度感应装置，所述温度感应装置驱动所述流量控制阀。

作为一种改进，所述流量控制阀设置在热交换器的外循环水腔的进水口，所述温度感应装置设置在热交换器的内循环水腔内，所述温度感应装置为将温度变化转变成位移变化的感温器，所述感温器和所述流量控制阀之间通过控制杆连接。

作为一种进一步的改进，所述流量控制阀还包括有将未进入热交换器外循环水腔内的冷却介质旁通到外循环出水通道的小循环控制阀，所述小循环控制阀与流量控制阀的流量大小为联动的反向变化。

由于采用上述技术方案，发动机双循环强制冷却系统，包括内循环冷却子系统和外循环冷却子系统，所述外循环冷却子系统管接于热交换器的外循环水腔，所述内循环冷却子系统管接于热交换器的内循环水腔，所述外循环冷却子系统的管路上还设有能够控制外循环冷却介质通过热交换器流量的流量控制阀，取样于内循环水腔的温度感应装置，所述温度感应装置驱动所述流量控制阀；其优点是：

1.当机器处于“热车”过程时，通过温度感应装置控制流量控制阀，从而控制外循环进入热交换器的冷却介质量，以达到充分利用热能、缩短“热车”时间、减少热能损失的目的。特别是在严寒季节和机器长期处于低负荷运转时，由于机器自身向外部环境散热能力很强，更应该充分利用热能，减少因强制冷却而损失的热能。

2.能在“热车”过程中，内循环介质温度更加提高，更有利于加热机油，使机油快速升温到合理的温度，适合的机油粘度有利于减少零部件磨损和提高机器的机械效率。

3.在流量控制阀没有达到全部开启之前，外循环水泵的冷却介质流经的路程少，流程阻力下降，减少了水泵的功率消耗。

附图说明

图1是本发明实施例的原理图。

具体实施方式

如图1所示，发动机双循环强制冷却系统，包括内循环冷却子系统和外循环冷却子系统，所述外循环冷却子系统管接于热交换器的外循环水腔9，所述内循环冷却子系统管接于热交换器的内循环水腔8，所述外循环冷却子系统的管路上还设有能够控制外循环冷却介质通过热交换器流量的流量控制阀4，取样于内循环水腔的温度感应装置，所述温度感应装置驱动所述流量控制阀4。

所述流量控制阀设置在热交换器的外循环水腔9的进水口91，所述温度感应装置设置在热交换器的内循环水腔内8，所述温度感应装置为将温度变化转变成位移变化的感温器5，所述感温器5和所述流量控制阀4之间通过控制杆41连接。

所述流量控制阀还包括有将未进入热交换器外循环水腔内的冷却介质旁通到外循环出水通道的小循环控制阀61，所述小循环控制阀61与流量控制阀4的流量大小为联动的反向变化。

参见附图1，本发明的工作过程如下：

发动机启动后进行“热车”时，内循环中的冷却介质，先后通过内循环水泵10、机油冷却器11、机器水腔12、节温器13，由于温度很低，这时冷却介质经内部小循环通道14，重新回到内循环水泵10；随着温度的不断升高，节温器13将内部小循环通道14逐渐封闭，内部循环通道15逐渐打开，此时内部循环的冷却介质开始流经热交换器，由于感温器5的作用，此时外循环的冷却介质被流量控制阀限制而不能进入到热交换器16内；随着内部循环冷却介质温度的不断升高，感温器5控制的流量控制阀4逐渐打开，进入到热交换器16内的外循环冷却介质逐渐增多，直至流量控制阀4全部打开，全部参与到冷却系统中来。

外循环中的冷却介质，先后通过外循环水泵2、中冷器3、流量控制阀4，由于此时内循环温度低，感温器5并不动作，外部冷却介质经外部小循环通道6流回水源1(所述水源也可以是发动机散热器)，由于冷却介质不流经热交换器16中的外循环水腔9，从而避免带走内循环中的热量，减少了热损失。

在内循环不断的升温过程中，会对机油冷却器11中的机油和机器自身起到升温作用，使机油能快速升高到合理的温度，适合的粘度能够减少运动零部件之间的摩擦，从而提高了机械效率。

随着机器温度的升高，内循环的冷却介质温度升高，其流经感温器5时，感温器5自动控制流经外部小循环通道6和外部大循环通道7的流量，此时热交换器16开始参与冷却，整个内循环内部的介质温度开始达到热平衡。

本发明主要解决了以下技术难题：

用简单的二级冷却循环结构来实现三级冷却循环的低温时的节能效果，机器“热车”过程中能更加快速地加热机油，降低机油粘度，以减少运动零部件的摩擦损失，起到了减少机器磨损和减少功率损耗的功能。

用简单的结构控制进入热交换器的外循环冷却介质的流量，从而控制了内循环的冷却介质被冷却的起始温度，这样更有利于在“热车”过程中对机油进行快速地加热，降低机油粘度，以减少运动零部件的摩擦损失，起到了减少机器磨损和减少功率损耗的功能。

感温器5的原理是采用发动机上广泛使用的节温器的原理，不同之处是节温器的感温器的温度取样于内循环水腔内8，控制的是外循环的冷却介质流量；目前的节温器大多为蜡丸式，当水温低时为固体且体积较小，当水温高时蜡丸就变成液体，体积就会膨胀，这时压力就施加在阀杆7上，将温度的变化转换成位移的变化。

本发明特别适用于长期工作在较低负荷状态下的发动机或者环境温度较低的发动机。

Claims (3)

1.发动机双循环强制冷却系统，包括内循环冷却子系统和外循环冷却子系统，所述外循环冷却子系统管接于热交换器的外循环水腔，所述内循环冷却子系统管接于热交换器的内循环水腔，其特征是：所述外循环冷却子系统的管路上还设有能够控制外循环冷却介质通过热交换器流量的流量控制阀，取样于内循环水腔的温度感应装置，所述温度感应装置驱动所述流量控制阀。

2.如权利要求1所述的发动机双循环强制冷却系统，其特征是：所述流量控制阀设置在热交换器的外循环水腔的进水口，所述温度感应装置设置在热交换器的内循环水腔内，所述温度感应装置为将温度变化转变成位移变化的感温器，所述感温器和所述流量控制阀之间通过控制杆连接。

3.如权利要求2所述的发动机双循环强制冷却系统，其特征是：所述流量控制阀还包括有将未进入热交换器外循环水腔内的冷却介质旁通到外循环出水通道的小循环控制阀，所述小循环控制阀与流量控制阀的流量大小为联动的反向变化。

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