CN204532511U - 一种发动机冷却系统、发动机及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发动机冷却系统、发动机及汽车，涉及汽车发动机技术领域，用于提高发动机的动力性、经济性及可靠性。本实用新型所述的发动机冷却系统包括：小循环通道，大循环通道，以及用于控制分别流经小循环通道和大循环通道的冷却液的流量的转动球阀，其中，转动球阀设有冷却液回流口、小循环端口和大循环端口，冷却液回流口与发动机的冷却液入口连通；小循环通道的一端与发动机的冷却液出口连通、另一端与小循环端口连通；大循环通道的一端与发动机的冷却液出口连通、另一端与大循环端口连通，且大循环通道上设有散热器。本实用新型提供的发动机冷却系统应用于汽车发动机上。

Description

一种发动机冷却系统、发动机及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，特别涉及一种发动机冷却系统、发动机及汽车。

背景技术

发动机是为汽车提供动力的部件，发动机在工作时会产生大量的热，为了保证发动机的高效工作，通常采用发动机冷却液系统对发动机进行冷却。然而，发动机处于不同工况状态时，为了提高发动机的动力性、经济性和可靠性，对发动机冷却系统中循环的冷却液的温度提出了不同的要求。例如，当发动机处于怠速或小负荷工况状态时，要求冷却液具有较高的温度，以避免散热损失，使发动机的气缸内具有相对较高的温度，改善燃油雾化蒸发，以及燃油雾化蒸发后形成的混合气与空气的混合均匀性，以改善发动机的燃烧效果，从而改善发动机的动力性、经济性和可靠性；又如，当发动机处于高速或大负荷工况状态时，要求冷却液具有较低的温度，抑制发动机在高负荷尤其是高速高负荷工作状态下因气缸内具有较高的温度或压力而引起爆震等不正常燃烧，降低发动机的排气温度，并降低发动机的热负荷，从而改善发动机的动力性、经济性和可靠性。

传统的发动机冷却系统通常包括：分别与发动机的冷却液入口和冷却液出口连通的小循环通道，以及分别与发动机的冷却液入口和冷却液出口连通的大循环通道，其中，大循环通道上设有散热器，流经大循环通道的冷却液在散热器的作用下冷却，然后经发动机冷却液入口流回发动机；流经小循环通道的冷却液不经过冷却，直接经发动机冷却液入口流回发动机。通过控制流经小循环通道和大循环通道中的冷却液的流量，以对冷却液的温度进行调节，以使发动机在最佳的状态下工作。

目前，传统的发动机冷却系统通过节温器如蜡式节温器来控制冷却液的温度。在冷却液的温度升高到一定温度前，节温器关闭，冷却液经小循环通道流回发动机中；当冷却液的温度升高到一定温度时，节温器部分打开，部分冷却液经大循环通道，部分冷却液经小循环通道，经大循环通道和小循环通道的冷却液混合后流回发动机；当冷却液的温度继续升高，节温器完全打开，冷却液全部经大循环通道流回发动机中。然而，采用传统的发动机冷却系统调节发动机的冷却液的温度时，一方面，在节温器从部分打开到完全打开的过程中，对冷却液的温度的控制的范围较窄，不能兼顾发动机处于怠速或小负荷工况状态所要求的冷却液的温度，以及发动机处于高速或大负荷工况状态所要求的冷却液的温度；另一方面，当节温器完全打开后，冷却液的温度继续升高时，节温器将不能控制冷却液的温度，冷却液的温度随着发动机的转速和负荷的升高而升高；再者，当发动机的工况状态发生变化时，传统的发动机冷却系统对发动机的工况状态的变化的响应较慢，使得发动机在工况状态发生变化时不能快速进入最佳工作状态，从而导致发动机的动力性、经济性和可靠性较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种发动机冷却系统，以提高发动机的动力性、经济性和可靠性。

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：小循环通道，大循环通道，以及用于控制分别流经所述小循环通道和所述大循环通道的冷却液的流量的转动球阀，其中，

所述转动球阀设有冷却液回流口、小循环端口和大循环端口，所述冷却液回流口与发动机的冷却液入口连通；

所述小循环通道的一端与所述发动机的冷却液出口连通、另一端与所述小循环端口连通；

所述大循环通道的一端与所述发动机的冷却液出口连通、另一端与所述大循环端口连通，且所述大循环通道上设有散热器。

优选地，所述转动球阀的阀芯围绕所述冷却液回流口的轴线转动的角度范围为0°～60°。

进一步地，所述发动机冷却系统还包括电机，所述电机的输出轴与所述阀芯连接。

较佳地，所述发动机冷却系统还包括机械水泵，所述机械水泵设置在连通所述转动球阀的所述冷却液回流口与所述发动机的冷却液入口的管道上。

进一步地，所述发动机冷却系统还包括膨胀水箱，所述散热器上设有溢流口，所述膨胀水箱上设有进液口和出液口，其中，所述进液口与所述溢流口连通，所述出液口与所述大循环端口连通；

所述膨胀水箱上还设有排气口。

相对于现有技术，本实用新型所述的发动机冷却系统具有以下优势：

当使用本实用新型提供的发动机冷却系统对发动机进行冷却时，由发动机的冷却液出口流出的冷却液分流至小循环通道和大循环通道中，流经大循环通道中的冷却液在散热器的作用下冷却后，与流经小循环通道中的冷却液在转动球阀的冷却液回流口汇合并流回发动机，以继续对发动机进行冷却。当发动机处于高速或大负荷工况状态时，调节转动球阀，流经小循环通道的冷却液的流量减少，相应的，流经大循环通道的冷却液的流量增加，使冷却液的温度快速降低到发动机所需要的冷却液的温度；当发动机处于怠速或小负荷工况状态时，调节转动球阀，流经小循环通道的冷却液的流量增加，相应的，流经大循环通道的冷却液的流量减少，使冷却液的温度快速升高到发动机所需要的冷却液的温度。由上述可知，本实用新型提供的发动机冷却系统中，根据发动机的工况状态，调节转动球阀，使冷却液的温度快速达到发动机所需要的冷却液的温度，使得发动机在最佳状态下工作，从而有效提高发动机的动力性、经济性和可靠性；另外，通过调节转动球阀，可以对分别流经大循环通道和小循环通道的冷却液的流量实现无极控制，增加了对冷却液的温度的控制范围，使得本实用新型提供的发动机冷却系统可以兼顾发动机处于怠速或小负荷工况状态所要求的冷却液的温度，以及发动机处于高速或大负荷工况状态所要求的冷却液的温度，从而有效提高发动机的动力性、经济性和可靠性。

本实用新型还提出另一种发动机冷却系统，以提高发动机的动力性、经济性和可靠性。所述发动机冷却系统包括：

分别与发动机的冷却液出口和冷却液入口连通的小循环通道，所述小循环通道上设有小循环分流阀；及

分别与所述发动机的冷却液出口和冷却液入口连通的大循环通道，所述大循环通道上设有大循环分流阀，且所述大循环通道上设有散热器。

相对应现有技术，本实用新型所述的发动机冷却系统具有以下优势：

当采用本实用新型提供的发动机冷却系统对发动机进行冷却时，由发动机的冷却液出口流出的冷却液分流至小循环通道和大循环通道中，流经大循环通道的冷却液在散热器的作用下冷却后，与流经小循环通道中的冷却液在发动机的冷却液入口处汇合并流回发动机，以继续对发动机进行冷却。当发动机处于高速或大负荷工况状态时，分别调节小循环分流阀和大循环分流阀，使流经小循环通道的冷却液的流量减少，使流经大循环通道的冷却液的流量增加，使冷却液的温度快速降低到发动机所需要的冷却液的温度；当发动机处于怠速或小负荷工况状态时，分别调节小循环分流阀和大循环分流阀，使流经小循环通道的冷却液的流量增加，使流经大循环通道的冷却液的流量减少，使冷却液的温度快速升高到发动机所需要的冷却液的温度。由上述可知，本实用新型提供的发动机冷却系统中，根据发动机的工况状态，分别对小循环分流阀和大循环分流阀进行调节，使冷却液的温度快速达到发动机所需要的冷却液的温度，使得发动机在最佳状态下工作，从而有效提高发动机的动力性、经济性和可靠性。

本实用新型的另一目的在于提出一种发动机，以提高发动机的动力性、经济性和可靠性。

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，所述发动机上设置有上述技术方案所述的发动机冷却系统。

相对于现有技术，本实用新型所述的发动机具有以下优势：

所述发动机与上述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。

本实用新型的另一目的在于提出一种汽车，以提高发动机的动力性、经济性和可靠性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种汽车，所述汽车上设置有上述技术方案所述的发动机。

相对于现有技术，本实用新型所述的汽车具有以下优势：

所述汽车与上述发动机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种发动机冷却系统的示意图；

图2为本实用新型实施例所述的转动球阀的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的另一种发动机冷却系统的示意图。

附图标记说明：

1-发动机，               2-小循环通道，

3-大循环通道，           4-转动球阀，

41-冷却液回流口，        42-小循环端口，

43-大循环端口，          44-阀芯，

5-散热器，               6-电机，

7-机械水泵，             8-膨胀水箱，

9-小循环分流阀，         10-大循环分流阀。

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。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参阅图1和2，本实用新型实施例提供的发动机冷却系统包括：小循环通道2，大循环通道3，以及用于控制分别流经小循环通道2和大循环通道3的冷却液的流量的转动球阀4，其中，

转动球阀4设有冷却液回流口41、小循环端口42和大循环端口43，其中，冷却液回流口41与发动机1的冷却液入口连通；

小循环通道2的一端与发动机1的冷却液出口连通、另一端与小循环端口42连通；

大循环通道3的一端与发动机1的冷却液出口连通、另一端与大循环端口43连通，且大循环通道3上设有散热器5。

当使用本实用新型实施例提供的发动机冷却系统对发动机1进行冷却时，由发动机1的冷却液出口流出的冷却液分流至小循环通道2和大循环通道3中，流经大循环通道3中的冷却液流入散热器5中，并在散热器5的作用下冷却，然后与流经小循环通道2中的冷却液在转动球阀4的冷却液回流口41汇合，然后流回发动机1，以继续对发动机1进行冷却。当发动机1处于高速或大负荷工况状态时，调节转动球阀4，流经小循环通道2的冷却液的流量减少，相应的，流经大循环通道3的冷却液的流量增加，使冷却液的温度快速降低到发动机1所需要的冷却液的温度；当发动机1处于怠速或小负荷工况状态时，调节转动球阀4，流经小循环通道2的冷却液的流量增加，相应的，流经大循环通道3的冷却液的流量减少，使冷却液的温度快速升高到发动机1所需要的冷却液的温度。由上述可知，在本实用新型实施例提供的发动机冷却系统中，根据发动机1的工况状态，调节转动球阀4，使冷却液的温度快速达到发动机1所需要的冷却液的温度，使得发动机1在最佳状态下工作，从而有效提高发动机1的动力性、经济性和可靠性；另外，通过调节转动球阀4，可以对分别流经大循环通道3和小循环通道2的冷却液的流量实现无极控制，增加了对冷却液的温度的控制范围，使得本实用新型提供的发动机冷却系统可以兼顾发动机1处于怠速或小负荷工况状态所要求的冷却液的温度，以及发动机1处于高速或大负荷工况状态所要求的冷却液的温度，从而有效提高发动机1的动力性、经济性和可靠性。

值得一提的是，本实用新型实施例中的转动球阀4可以采用一个联动阀进行替换，所述联动阀包括两个入水口和一个出水口，其中，两个入水口中的一个入水口与小循环通道2连通，另一个入水口与大循环通道3连通，联动阀的出水口与发动机1的冷却液入口连通。与转动球阀4相似，通过调节联动阀，控制分别流经小循环通道2和大循环通道3的冷却液的流量，调节冷却液的温度，以使冷却液的温度达到发动机1所需的冷却液的温度。

在上述实施例提供的发动机冷却系统中，转动球阀4的阀芯44围绕冷却液回流口41的轴线转动，其转动的角度范围为0°～60°。转动的角度范围设为0°～60°，在满足发动机冷却系统对冷却液的温度的调节的前提下，减小了调节空间，且避免了转动球阀4因阀芯44转动的角度范围过大而引起卡死的现象的发生。

请继续参阅图1，本实用新型实施例提供的发动机冷却系统还包括电机6，电机6的输出轴与转动球阀4的阀芯44连接。举例来说，电机6与用于控制电机6运转状态的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)连接，电子控制单元接收由设置在汽车上的多个传感器采集到的车速、负荷、发动机1的转速、发动机1的冷却液的温度等信号，确定发动机1当前运行的工况状态，并确定发动机1在当前运行的工况状态下所需要的冷却液的温度；然后，将发动机1在当前运行的工况状态下所需要的冷却液的温度与当前的冷却液的温度相比较，确定分别流经小循环通道2和大循环通道3的冷却液的流量；然后，发出指令，控制电机6的运行，调节转动球阀4的阀芯44的转动角度，以调节分别流经小循环通道2和大循环通道3的冷却液的流量，使冷却液的温度快速达到发动机1所需的冷却液的温度，使发动机1在最佳状态下运行，从而提高发动机的动力性、经济性和可靠性。

为了加快冷却液在发动机冷却系统中循环的速度，提高冷却液对发动机1的冷却效率，优选地，请继续参阅图1，本实用新型实施例提供的发动机冷却系统还包括机械水泵7，机械水泵7设置在连通转动球阀4的冷却液回流口44与发动机1的冷却液入口的管道上。机械水泵7的设置，可以加快冷却液在发动机冷却液系统中循环的速度，从而可以提高冷却液对发动机1的冷却效率，使发动机1在最佳状态下工作，进一步提高发动机的动力性、经济性和可靠性。

发动机冷却系统中的冷却液循环流动时，会存在蒸发损失，随着发动机的运行，冷却液的量会逐渐减少，因而发动机的温度也会逐渐升高，为了保证发动机的高效运行，优选地，请继续参阅图1，本实用新型实施例提供的发动机冷却系统还包括膨胀水箱8，膨胀水箱8上设有进液口和出液口，其中，进液口与设置在散热器5上的溢流口连通，出液口与转动球阀4的大循环端口3连通，且膨胀水箱8上还设有排气口。膨胀水箱8的设置，一方面用于为发动机冷却系统补充冷却液，防止发动机1因发动机冷却系统中的冷却液的量较少而影响发动机冷却系统对发动机1的冷却效果，使发动机在最佳状态下工作，进一步提高发动机的动力性、经济性和可靠性；另一方面，由发动机1的冷却液出口流出的冷却液的温度较高，容易在发动机冷却系统的管道中产生蒸汽气泡，这种蒸汽气泡的存在会降低发动机冷却系统对发动机1的冷却效果，膨胀水箱8的设置，可以将蒸汽气泡聚集在膨胀水箱8中，并通过设置在膨胀水箱8上的排气口排出，以防止蒸汽气泡影响发动机冷却系统对发动机1的冷却效果，提高发动机1的工作效率。

上述实施例提供的发动机冷却系统中，对分别流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量的控制为采用一个转动球阀4进行控制，在实际应用中，还可以分别在小循环通道2和大循环通道3上设置分流阀，分别对流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量进行控制。

请参阅图3，本实用新型实施例还提供另一种发动机冷却系统，包括：分别与发动机1的冷却液出口和冷却液入口连通的小循环通道2，且小循环通道2上设有小循环分流阀9；以及分别与发动机1的冷却液出口和冷却液入口连通的大循环通道3，大循环通道3上设有散热器5，且大循环通道3上设有大循环分流阀10。

当采用本实用新型提供的发动机冷却系统对发动机1进行冷却时，由发动机1的冷却液出口流出的冷却液分流至小循环通道2和大循环通道3中，流经大循环通道3的冷却液在散热器5的作用下冷却后，与流经小循环通道2中的冷却液在发动机1的冷却液入口处汇合并流回发动机1，以继续对发动机1进行冷却。当发动机1处于高速或大负荷工况状态时，分别调节小循环分流阀9和大循环分流阀10，使流经小循环通道2的冷却液的流量减少，使流经大循环通道3的冷却液的流量增加，使冷却液的温度快速降低到发动机1所需要的冷却液的温度；当发动机1处于怠速或小负荷工况状态时，分别调节小循环分流阀9和大循环分流阀10，使流经小循环通道2的冷却液的流量增加，使流经大循环通道3的冷却液的流量减少，使冷却液的温度快速升高到发动机1所需要的冷却液的温度。由上述可知，本实用新型提供的发动机冷却系统中，根据发动机1的工况状态，分别对小循环分流阀9和大循环分流阀10进行调节，使冷却液的温度快速达到发动机1所需要的冷却液的温度，使得发动机1在最佳状态下工作，从而有效提高发动机1的动力性、经济性和可靠性。

请参阅图1和图3，通过小循环分流阀9调节流经小循环通道2的冷却液的流量，通过大循环分流阀10调节流经大循环通道3的冷却液的流量的发动机冷却系统中，电机6、机械水泵7和膨胀水箱8的设置方式以及产生的有益效果与通过转动球阀4控制分别流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量的发动机冷却系统相同，主要区别在于：图1所示的发动机冷却系统采用一个转动球阀4控制分别流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量，图3所示的发动机冷却系统采用小循环分流阀9和大循环分流阀10控制分别流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量。采用转动球阀4控制分别流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量时，通过调节转动球阀4，控制分别流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量，相比于采用小循环分流阀9和大循环分流阀10控制分别流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量，控制较方便，但需要对转动球阀4进行维护时，则需要将与转动球阀4连通的所有管道拆解；采用小循环分流阀9和大循环分流阀10控制分别流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量时，需要对小循环分流阀9和大循环分流阀10分别进行控制，但需要对小循环分流阀9或大循环分流阀10进行维护时，只需将对应的管道进行拆解即可，相比于采用转动球阀4控制分别流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量，节省了维护时间。

请继续参阅图3，当采用小循环分流阀9和大循环分流阀10控制分别流经小循环通道2和大循环通道3中的冷却液的流量时，小循环分流阀9和大循环分流阀10可以与同一个电机6连接，也可以是小循环分流阀9和大循环分流阀10分别与对应的一个电机6连接。在本实用新型实施例中，为了减少发动机冷却系统占据的空间，将小循环分流阀9与大循环分流阀10与同一个电机6连接。

本实用新型实施例还提供一种发动机，所述发动机上设置有上述技术方案所述的发动机冷却系统。

所述发动机与上述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。

本实用新型实施例还提供一种汽车，所述汽车上设置有上述技术方案所述的发动机。

所述汽车与上述发动机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括：小循环通道(2)，大循环通道(3)，以及用于控制分别流经所述小循环通道(2)和所述大循环通道(3)的冷却液的流量的转动球阀(4)，其中，

所述转动球阀(4)设有冷却液回流口(41)、小循环端口(42)和大循环端口(43)，所述冷却液回流口(41)与发动机(1)的冷却液入口连通；

所述小循环通道(2)的一端与所述发动机(1)的冷却液出口连通、另一端与所述小循环端口(42)连通；

所述大循环通道(3)的一端与所述发动机(1)的冷却液出口连通、另一端与所述大循环端口(43)连通，且所述大循环通道(3)上设有散热器(5)。

2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述转动球阀(4)的阀芯(44)围绕所述冷却液回流口(41)的轴线转动的角度范围为0°～60°。

3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括电机(6)，所述电机(6)的输出轴与所述阀芯(44)连接。

4.根据权利要求3所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括机械水泵(7)，所述机械水泵(7)设置在连通所述转动球阀(4)的所述冷却液回流口(41)与所述发动机(1)的冷却液入口的管道上。

5.根据权利要求4所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括膨胀水箱(8)，所述散热器(5)上设有溢流口，所述膨胀水箱(8)上设有进液口和出液口，其中，所述进液口与所述溢流口连通，所述出液口与所述大循环端口(43)连通；

所述膨胀水箱(8)上还设有排气口。

6.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括：

分别与发动机(1)的冷却液出口和冷却液入口连通的小循环通道(2)，所述小循环通道(2)上设有小循环分流阀(9)；及

分别与所述发动机(1)的冷却液出口和冷却液入口连通的大循环通道(3)，所述大循环通道(3)上设有大循环分流阀(10)，且所述大循环通道(3)上设有散热器(5)。

7.一种发动机，其特征在于，所述发动机上设置有如权利要求1-6任一所述的发动机冷却系统。

8.一种汽车，其特征在于，所述汽车上设置有如权利要求7所述的发动机。