CN204436556U - 一种发动机冷却系统及车辆 - Google Patents

Abstract

实用新型提供一种发动机冷却系统及车辆，发动机冷却系统包括设置在缸体上的缸体水套及设置在缸盖上的缸盖水套，缸体水套包括由上向下依次设置的缸体上层水套、缸体布水道及缸体下层水套，缸盖水套包括由上向下依次设置的缸盖内层水套及缸盖外层水套；缸体布水道、缸体上层水套与缸体下层水套连通，形成第一冷却通路；缸体布水道、缸体上层水套与缸盖上层水套连通，形成第二冷却通路；缸盖下层水套形成第三冷却通路。本实用新型中的发动机冷却系统及车辆，实现发动机均衡冷却，同时降低发动机热损失，提高发动机的可靠性。

Description

一种发动机冷却系统及车辆

技术领域

本实用新型属于发动机的冷却技术领域，特别涉及一种发动机冷却系统及应用该系统的车辆。

背景技术

发动机冷却系统通常是通过水泵向发动机冷却水套内泵入冷却液用以冷却发动机。

传统的发动机冷却水套包括设置在缸体上的缸体水套和设置在缸盖上的缸盖水套，缸体水套和缸盖水套一般采用单一水套的方式，即缸体水套的各部件相互连通，缸盖水套的各部分相互连通。冷却液自缸体上的冷却液入口进入到缸体水套中，以对缸体的各部位进行冷却，然后冷却液从缸体水套流动至缸盖水套，再对缸盖上的各部位进行冷却。

但是，发动机的这种冷却方式，不能满足发动机在不同负荷运行时的冷却需求，同时缸体及缸盖上、下部的热负荷，造成发动机冷却不均衡，从而发动机可靠性和车辆安全性得不到保障。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种发动机冷却系统及车辆，在对发动机进行不同工况下的冷却调节，同时实现发动机的均衡冷却。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种发动机冷却系统，包括设置在缸体上的缸体水套及设置在缸盖上的缸盖水套，其特征在于，所述缸体水套包括围绕发动机缸筒由上至下依次设置的缸体上层水套、缸体布水道及缸体下层水套，所述缸盖水套包括由上至下依次设置的缸盖上层水套及缸盖下层水套；

所述缸体布水道、缸体上层水套与缸体下层水套连通，形成第一冷却通路；

所述缸体布水道、缸体上层水套与缸盖上层水套连通，形成第二冷却通路；

所述缸盖下层水套形成第三冷却通路。

进一步地，所述第一冷却通路包括依次连通的缸体进水口、缸体布水道、第一缸体上水孔、缸间冷却槽、缸体上层水套、缸体回水孔、缸体下层水套、缸体出水口；所述缸体进水口、缸体布水道、第一缸体上水孔、缸体出水口布置于缸体水套上靠近缸体排气侧，缸体回水孔布置于缸体进气侧；所述的缸间冷却槽设置在缸筒之间。

进一步地，所述第二冷却通路包括依次连通的缸体进水口、缸体布水道、第一缸体上水孔、第二缸体上水孔、缸盖上水口、缸盖上层水套、缸盖上层水套出水口、缸盖回水道；所述第二缸体上水孔布置于缸体水套顶部靠近缸体排气侧，与缸盖上水口相连接，其中心线与缸间冷却槽中心线平行；缸盖上层水套前端设置缸盖上层水套出水口；所述的缸盖上水口分布在缸盖下层水套上，缸盖回水道轴线与缸筒中心轴线平行并与缸体出水口相通。

进一步地，所述第三冷却通路包括依次连的缸盖上水道、缸盖进水口、缸盖下层水套、缸盖下层水套出水口；所述缸盖上水道集成布置于缸体排气侧，缸盖进水口设置于缸盖上层水套后端，缸盖下层水套出水口布置于缸盖下层水套后端。

进一步地，所述的缸体布水道布置于缸体水套1/3高度处；第一缸体上水孔与各缸中心轴线成8°～22°夹角；缸体出水口布置于缸体下层水套上；缸体回水口与第一缸体上水孔成对称布置，与各缸中心轴线成8°～12°。

进一步地，所述缸体布水道、缸体上层水套与所述缸体下层水套的容积之比为1：4.75：6.75，所述缸盖上层水套与所述缸盖下层水套的容积之比为3：2。

进一步地，所述发动机冷却系统还包括水泵蜗壳、水泵、第一控制阀、第二控制阀以及散热器，所述第一控制阀布置于缸盖下层水套出水口上，第二控制阀布置于缸体出水口上，水泵布置于水泵蜗壳上，所述第一控制阀具有第一出口、第二出口，所述第一出口与所述第二出口之间设置控制阀；第二控制阀具有第三出口、第四出口，所述第三出口与所述第四出口之间设置控制阀；

所述水泵蜗壳的出水口连接至所述缸体进水口与缸盖上水道的入口，水泵蜗壳的入口分别与所述第二控制阀及散热器连接；

所述第一控制阀的第一出口与缸盖回水道连接，第二出口与散热器连接；

所述第二控制阀的第三出口与水泵蜗壳连接，第四出口与散热器连接。

进一步地，从所述缸盖下层水套分别流向缸盖回水道和散热器的冷却水流量能够通过所述第一控制阀进行调节。

相对于现有技术，本实用新型提供的发动机冷却系统通过将缸盖水套及缸体水套分别设置成上层水套和下层水套，可根据热负荷对发动机进行冷却条件的同时，缸体及缸盖中的上、下部实现单独冷却，能够保证发动机缸体上部及缸盖下部充分冷却，降低其热负荷，同时把经缸体上部冷却后的冷却水引入缸盖上部及缸体下部，防止其局部过冷，减小热应力，从而可提高发动机各零部件的可靠性。

本实用新型另一方面提供一种车辆，所述车辆上设置有如上所述的发动机冷却系统。

所述车辆与上述的发动机冷却系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本实用新型提供的发动机冷却系统中一个实施例的缸体水套的结构示意图(从排气侧看)；

图2为缸体水套的结构示意图(从进气侧看)；

图3为缸体水套结构示意图(从底部看)；

图4为缸盖水套结构示意图(从排气侧看)；

图5为缸盖水套结构示意图(从底部看)；

图6为水泵蜗壳结构示意图；

图7为本实用新型提供的发动机冷却系统中冷却液的循环结构示意图。

附图标记说明：

1-缸体水套；                11-缸体布水道；

12-第一缸体上水孔；         13-缸体下层水套；

14-缸体进水口；             15-缸盖上水道；

16-第二缸体上水孔；         17-缸间冷却槽；

18-缸体回水口；             19-缸体上层水套；

110-缸体出水口；            111-缸盖回水道；

2-缸盖水套；                21-缸盖上水口；

22-缸盖下层水套；           23-缸盖上层水套；

24-缸盖下层水套出水口；     25-缸盖上层水套出水口；

26-缸盖进水口；             3-水泵蜗壳；

4-水泵；                    5-第一控制阀；

6-第二控制阀；              7-散热器；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型提供一种发动机冷却系统，该冷却系统包括设置在缸体上的缸体水套1及设置在缸盖上的缸盖水套2，缸体水套1包括围绕发动机的缸筒由上至下依次设置的缸体上层水套19、缸体布水道11及缸体下层水套13，这些结构将发动机缸筒围绕在其中。缸盖水套2包括由上至下依次设置的缸盖上层水套23及缸盖下层水套22，其内部结构与缸盖相适应，能套装在缸盖上，并留有通过缸盖上各部件或管路的孔、空间。

其中，缸体上层水套19、缸体布水道11与所述缸体下层水套13连通，形成第一冷却通路，所述第一冷却通路具有缸体进水口14、第一缸体上水孔12、缸间冷却槽17、缸体回水孔18、缸体出水口110；

其中缸体布水道11、缸体上层水套19与所述缸盖上层水套23连通，形成第二冷却通路，所述第二冷却通路具有缸体进水口14、第一缸体上水孔12、第二缸体上水孔16、缸盖上水口21、缸盖上层水套出水口25。

其中缸盖下层水套22形成第三冷却通路，所述第三冷却通路具有缸盖上水道15、缸盖进水口26。

本实用新型提供的发动机冷却系统，通过缸体上层水套19与缸体下层水套13连通所形成第一冷却通路，保证缸体上部的充分冷却，同时把冷却后的冷却水引入缸体下部，防止缸体下部过冷；同理缸体上层水套19与缸盖上层水套23连通所形成第二冷却通路，防止缸盖上部过冷；缸盖下层水套22在暖机阶段把加热后的冷却水引入缸体内，有利于缸体的快速升温，而大循环阶段实现缸盖下部的单独冷却，保证了缸盖下部的充分冷却。从而保证了发动机充分冷却又实现了均衡冷却，提高发动机各零部件的可靠性，同时有助于降低发动机热损失，降低燃油消耗率，提高燃油经济性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在本实用新型的具体实施方式中，缸体水套1中设置有缸体上层水套19、缸体布水道11以及缸体下层水套13如图1、图2及图3所示；缸盖水套2中设置有缸盖上层水套23及缸盖下层水套22，如图4及图5所示；优选地，分隔形成的缸体上层水套19、缸体布水道11及缸体下层水套13的容积之比为1：4.75：6.75，缸盖上层水套23与缸盖下层水套22的容积之比为3：2。

本实施方式中，缸体布水道11、缸体进水口14、第一缸体上水孔12、缸体出水口110布置于缸体排气侧，缸体回水孔18布置于缸体进气侧；缸筒之间设置有缸间冷却槽17；

本实施方式中，第二缸体上水孔16布置于缸体排气侧，其中心线与缸间冷却槽17中心线平行，与缸盖上水口21相连接；缸盖上层水套23前端设置缸盖上层水套出水口25；缸盖回水道111轴线与缸筒中心轴线平行与缸体出水口110相通；

本实施方式中，缸盖上水道15与缸体进水口14集成布置于缸体前端，缸盖下层水套出水口24布置于缸盖下层水套22后端；

本实施方式中，缸体布水道11布置于缸体水套1/3高度处；第一缸体上水孔12与各缸中心轴线成8°～22°夹角；缸体出水口110布置于缸体下层水套13，缸体回水口18与第一缸体上水孔12成对称布置，与各缸中心轴线成8°～12°；

所形成的第一冷却通路为依次连通所述的缸体进水口14、缸体布水道11、第一缸体上水孔12、缸间冷却槽17、缸体上层水套19、缸体回水孔18、缸体下层水套13、缸体出水口110；

所形成的第二冷却通路为依次连通所述的缸体进水口14、缸体布水道11、第一缸体上水孔12、第二缸体上水孔16、缸盖上水口21、缸盖上层水套23、缸盖上层水套出水口25、缸盖回水道111；

所形成的第三冷却通路为依次连通所述的缸盖上水道15、缸盖进水口26、缸盖下层水套22、缸盖下层水套出水口24；

本实施方式中，如图5所示，发动机冷却系统还包括水泵蜗壳3、水泵4、第一控制阀5、第二控制阀6以及散热器7，所述第一控制阀5布置于缸盖下层水套出水口24，第二控制阀布置于缸体出水口110，水泵4布置于水泵蜗壳3，所述第一控制阀5具有第一出口、第二出口，所述第一出口与所述第二出口之间设置控制阀；第二控制阀6具有第三出口、第四出口，所述第三出口与所述第四出口之间设置控制阀；

所述水泵蜗壳3的出水口连接至所述缸体进水口14与缸盖上水道15的集成入口，水泵蜗壳入口分布与所述第二控制阀6及散热器7连接；

所述第一控制阀5第一出口与缸盖回水道111连接，第二出口与散热器7连接；

所述第二控制阀6第三出口与水泵蜗壳连接，第四出口与散热器7连接；

从所述缸盖下层水套22分布流向缸盖回水道111和散热器7的冷却水流量能够通过所述第一控制阀5进行调节。

下面结合图7对发动机冷却系统中冷却液的循环过程进行具体描述：

1、发动机的冷启动阶段

水泵4不工作，第一控制阀5和第二控制阀6均关闭，缸体水套1和缸盖水套2中的冷却液不循环，以实现快速暖机。

2、暖机阶段

冷却液的温度上升到第一预设值时，水泵4工作，第一控制阀5和第二控制阀6均关闭，该阶段的循环过程如下：

水泵4—缸体上层水套19—缸盖上层水套23—第二控制阀6—水泵4；

水泵4—缸体上层水套19—缸体下层水套13—第二控制阀6—水泵4；

水泵4—缸盖下层水套22—第一控制阀5—第二控制阀6—水泵4；

3、小循环阶段

冷却液的温度上升到第二预设值时，第一控制阀5部分开启，第二控制阀6关闭，该阶段的循环过程如下：

水泵4—缸体上层水套19—缸盖上层水套23—第二控制阀6—水泵4；

水泵4—缸体上层水套19—缸体下层水套13—第二控制阀6—水泵4；

水泵4—缸盖下层水套22—第一控制阀5—第二控制阀6—水泵4；

水泵4—缸盖下层水套22—第一控制阀5—散热器7—水泵4；

4、大循环阶段

冷却液的温度上升到第三预设值(第三预设值大于第二预设值)时，第一控制阀5完全开启，第二控制阀6开启，冷却液进入到大循环工作模式，大循环工作模式的循环过程如下：

第一大循环路径：水泵4—缸体上层水套19—缸盖上层水套23—第二控制阀6—散热器7—水泵4；

第二大循环路径：水泵4—缸体上层水套19—缸体下层水套13—第二控制阀6—散热器7—水泵4；

第三大循环路径：水泵4—缸盖下层水套22—第一控制阀5—散热器7—水泵4；

其中，大循环工作模式与小循环工作模式的区别在于，大循环工作模式中，冷却液在循环过程中需经过散热器7散热的步骤，冷却液通过散热器7，较快地降低温度，该工作模式可在发动机的负荷较大，温度较高的工况下使用。

在此需说明的是，本实施例中，第一控制阀5以及第二控制阀6是根据冷却液的温度进行控制的，从而调节冷却液的循环模式，但并不限于此，还可根据发动机的运转时间及运转速度等综合因素进行控制。

本实用新型另一方面还提供一种车辆，该车辆上设置有如上所述的发动机冷却系统，可根据热负荷对发动机进行冷却条件的同时，缸体及缸盖中的上、下部实现单独冷却，能够保证发动机缸体上部及缸盖下部充分冷却，降低其热负荷，同时把经缸体上部冷却后的冷却水引入缸盖上部及缸体下部，防止其局部过冷，减小热应力，从而可提高发动机各零部件的可靠性。

Claims (9)

1.一种发动机冷却系统，包括设置在缸体上的缸体水套(1)及设置在缸盖上的缸盖水套(2)，其特征在于，所述缸体水套(1)包括围绕发动机缸筒由上至下依次设置的缸体上层水套(19)、缸体布水道(11)及缸体下层水套(13)，所述缸盖水套(2)包括由上至下依次设置的缸盖上层水套(23)及缸盖下层水套(22)；

所述缸体布水道(11)、缸体上层水套(19)与缸体下层水套(13)连通，形成第一冷却通路；

所述缸体布水道(11)、缸体上层水套(19)与缸盖上层水套(23)连通，形成第二冷却通路；

所述缸盖下层水套(22)形成第三冷却通路。

2.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第一冷却通路包括依次连通的缸体进水口(14)、缸体布水道(11)、第一缸体上水孔(12)、缸间冷却槽(17)、缸体上层水套(19)、缸体回水孔(18)、缸体下层水套(13)、缸体出水口(110)；所述缸体进水口(14)、缸体布水道(11)、第一缸体上水孔(12)、缸体出水口(110)布置于缸体水套(2)上靠近缸体排气侧，缸体回水孔(18)布置于缸体进气侧；所述的缸间冷却槽(17)设置在缸筒之间。

3.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第二冷却通路包括依次连通的缸体进水口(14)、缸体布水道(11)、第一缸体上水孔(12)、第二缸体上水孔(16)、缸盖上水口(21)、缸盖上层水套(23)、缸盖上层水套出水口(25)、缸盖回水道(111)；所述第二缸体上水孔(16)布置于缸体水套(2)顶部靠近缸体排气侧，与缸盖上水口(21)相连接，其中心线与缸间冷却槽(17)中心线平行；缸盖上层水套(23)前端设置缸盖上层水套出水口(25)；所述的缸盖上水口(21)分布在缸盖下层水套(22)上，缸盖回水道(111)轴线与缸筒中心轴线平行并与缸体出水口(110)相通。

4.如权利要求3所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第三冷却通路包括依次连的缸盖上水道(15)、缸盖进水口(26)、缸盖下层水套(22)、缸盖下层水套出水口(24)；所述缸盖上水道(15)集成布置于缸体排气侧，缸盖进水口(26)设置于缸盖上层水套(23)后端，缸盖下层水套出水口(24)布置于缸盖下层水套(22)后端。

5.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述的缸体布水道(11)布置于缸体水套1/3高度处；第一缸体上水孔(12)与各缸中心轴线成8°～22°夹角；缸体出水口(110)布置于缸体下层水套(13)上；缸体回水口(18)与第一缸体上水孔(12)成对称布置，与各缸中心轴线成8°～12°。

6.如权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述缸体布水道(11)、缸体上层水套(19)与所述缸体下层水套(13)的容积之比为1：4.75：6.75，所述缸盖上层水套(23)与所述缸盖下层水套(22)的容积之比为3：2。

7.如权利要求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还包括水泵蜗壳(3)、水泵(4)、第一控制阀(5)、第二控制阀(6)以及散热器(7)，所述第一控制阀(5)布置于缸盖下层水套出水口(24)上，第二控制阀布置于缸体出水口(110)上，水泵(4)布置于水泵蜗壳(3)上，所述第一控制阀(5)具有第一出口、第二出口，所述第一出口与所述第二出口之间设置控制阀；第二控制阀(6)具有第三出口、第四出口，所述第三出口与所述第四出口之间设置控制阀；

所述水泵蜗壳(3)的出水口连接至所述缸体进水口(14)与缸盖上水道(15)的入口，水泵蜗壳(3)的入口分别与所述第二控制阀(6)及散热器(7)连接；

所述第一控制阀(5)的第一出口与缸盖回水道(111)连接，第二出口与散热器(7)连接；

所述第二控制阀(6)的第三出口与水泵蜗壳(3)连接，第四出口与散热器(7)连接。

8.如权利要求7所述的发动机冷却系统，其特征在于，从所述缸盖下层水套(22)分别流向缸盖回水道(111)和散热器(7)的冷却水流量能够通过所述第一控制阀(5)进行调节。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆上设置有权利要求1至8中任意一项所述的发动机冷却系统。