CN206158840U - 一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统 - Google Patents
一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,该系统包括散热器、水泵、缸体水套、缸盖水套、第一节温器、第二节温器、暖风机、三通和膨胀水箱;形成第一小循环冷却通道、第二小循环冷却通道、大循环冷却通道和暖风系统管路,第一节温器和第二节温器为蜡式节温器,第二节温器为双阀节温器,包括主阀和副阀,第二节温器的预定初开温度高于第一节温器的预定初开温度。该系统可以实现发动机在冷机启动时快速暖机,在环境温度低时也能提高发动机温度,能使冷却循环系统温控区间缩小,使发动机冷却系统响应性更快,防止在冷却系统内产生热冲击,保证暖风机对风挡玻璃除霜除雾效果,提高驾驶员及乘客的舒适性,降低发动机的燃油消耗和排放。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车发动机的技术领域,具体地说,本实用新型涉及一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统。
背景技术
现有技术中,发动机冷却系统用于使发动机处于所有工况下都保持在合适的温度范围内,以使发动机达到最佳的运行状态,对发动机冷却系统的要求是,启动发动机后在最短的时间使发动机达到最佳的温度。并且无论环境和工作条件如何变化,始终保持在合适温度范围内,换言之,无论是极冷或极热的条件下,无论是交通堵塞的城市环境中还是在高速公路上全速行驶,必须保证发动机达到最佳的状态运行。
发动机冷却系统带走的热量占燃料的总释放热量的20%~30%,发动机在低温环境部分负荷下,冷却系统带走的热量会更多。一方面,如果发动机冷却系统带走的热量过多,会使发动机过冷,从而产生燃烧不稳定,燃烧迟缓,功率下降,燃油消耗量升高。同时还会使润滑油粘度增大,造成润滑不良,零件磨损加剧、导致发动机在低温下运行,另一方面,如果发动机中冷却液带走的热量过少,会引起发动机过热,从而使汽油机产生早燃、爆震烧蚀活塞顶,柴油机喷油嘴结胶、过热烧死,缸盖热应力开裂,进排气门座变形和漏气烧蚀气门等一系列问题。因此,精确控制冷却液的温度,合理分配冷却液带走热量变得尤为重要。
发动机冷却系统通常的设计标准是满足最恶劣的驾驶条件下(环境温度高)、满负荷时的散热需求,因为此时发动机产生的热量最大。因此车辆在低温地带运行,发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态,如市区行驶和低速行驶时,会产生高油耗。现在的冷却系统体积较大,导致冷却效率降低,增大了冷却系统的功率需求,延长了发动机暖机时间。
节温器可以根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量,改变水的循环范围,以调节冷却系统的散热能力,保证发动机在合适的温度范围内,以使发动机达到最佳的运行状态。目前的发动机冷却系统,主要由节温器控制冷却液进行大小循环,从而控制冷却液带走的热量,强制式水冷系统中应用最多的节温器是蜡式节温器,蜡式节温器的工作机理是在橡胶管和感应体之间的空间里装有掺有铜粉或铝粉的石蜡,常温时,石蜡呈固态,阀门在阀座上。这时阀门关闭通往散热器的水路,来自发动机机体出水口的冷却液,经水泵又流回机体水套中,进行小循环。当发动机水温升高时,石蜡逐渐变成液态,体积随之增大,迫使橡胶管收缩,从而对反推杆上端头部产生向上的推力。由于反推杆上端固定,故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力,阀门开启,当发动机水温达到一定温度时,阀门全开,来自机体出水口的冷却液流向散热器,而进行大循环。
现有技术中发动机冷却循环系统中采用单个节温器,节温器位置的布置有两种:一种布置在发动机缸盖的出水口,另一种布置在发动机缸体的进水口。两种冷却系统都有各自的优缺点。节温器布置在发动机出水口处,节温器对发动机出水温度的反应更为灵敏,从而快速控制水温,同时避免了发动机水泵的气蚀,但是此布置方式对气体排放和燃油消耗率都是不利的,因为节温器安装在发动机出水端,缸盖温度比较高,节温器可能过早的打开,致使发动机升温比较慢,在发动机升温这段时间内发动机热效率低,燃油消耗率大,且排放气体污染大,但是如果车辆发动机在低温地带运行,环境温度较低,车辆工况变化复杂,将会导致冷却液温度波动较大,调节周期较长,温度的波动会使发动机冷却液带走更多的热量,造成一定的能量损耗,从而导致油耗升高,节温器布置在发动机缸盖的出水口最大的缺点;在寒冷冬季会造成发动机低温运行,
现有技术中的发动机冷却系统通常采用单个节温器,一般工况下(环境温度较高)可以满足发动机使用要求,但特殊工况下(如环境温度低),其本身存在很大的缺陷。在环境温度低的工况下发动机启动,当冷却液温度低时,节温器大循环关闭,冷却液经过小循环流经水泵,发动机迅速暖机。当冷却液温度达到节温器预定温度,即达到石蜡融化温度时,节温器阀门开启,发动机内,缸盖缸体内的高温冷却液经过节温器流入散热器,散热器内的低温冷却液经由水泵直接泵入发动机机体内部,机体内部的低温冷却液流入缸盖,缸盖内部的低温冷却液经过节温器进入散热器,低温冷却液再次对发动机冷却使发动机温度下降,这时如果节温器探测到发动机冷却液温度的降低,将阀门关闭,这样完成第一次开启和关闭。发动机缸体内的冷却液温度再次升高时,当冷却液温度达到节温器预定温度,即达到石蜡融化温度时,节温器阀门开启,散热器内的低温冷却液又再次冲入发动机缸体缸盖内,使发动机缸体缸盖内的冷却液温度又一次骤然下降,节温器阀门又再一次关闭,如此周期性反复,直到散热器内及发动机内的冷却液温度都升高至节温器预定温度,达到石蜡融化温度时节温器阀门才不再这样反复开关,在发动机暖机期间,发动机缸体内的冷却液温度如此反复急剧变化,使发动机燃油雾化时好时坏,因而使发动机不能稳定运转,对铝缸体、电控直喷式汽油机,更是大忌。
现有技术中汽车发动机冷却循环系统采用单个节温器,节温器布置在发动机出水口处,当水温升到节温器预定初开温度,低温冷却液直接进入大循环通道,冷却液由缸盖水套出水口进入节温器,由节温器出水口进入散热器内,低温冷却液由散热器出水口直接流进缸体水套内,这样流进缸体水套中的冷却液全部是低温的,造成发动机水温波动大、在冷却系统内产生热冲击、发动机水温调节精度低、发动机升温比较慢、在环境温度低的工况下发动机达不到正常温度、造成发动机低温运行、会使相关零部件的使用寿命下降、车内温度达不到正常要求、燃油消耗率大,且排放气体污染大。
在我国北方,天气寒冷,气温最低达到零下四十度以下,零下三十度气温占全年四分之一以上的时间,在这种特殊的工况下,如怠速,市区行驶和低速行驶,高速小负荷行驶,无法实现散热器内及发动机内的冷却液温度都升高至节温器预定初开温度以上,达到散热器内冷却液温度与发动机内的冷却液温度平衡一致使发动机继续升温,不能实现发动机的及时升温,导致影响发动机的正常工作。
另外,现有技术中的这种冷却系统在发动机暖机过程中,导致节温器阀门频繁开启和关闭,容易造成发动机温度的异常波动,延长发动机暖机时间,导致发动机的排放和燃油经济性变差;同时在冷却系统内产生热冲击,使相关零部件的使用寿命下降。
现有技术中采用单个节温器,节温器布置在发动机出水口处,其缺点是:1、发动机水温波动大;2、在冷却系统内产生热冲击;3、发动机水温调节精度低;4、发动机升温比较慢;5、在环境温度低的工况下发动机达不到正常温度、造成发动机低温运行;6、会使相关零部件的使用寿命下降;7、车内温度达不到正常要求;8、燃油消耗率大,且排放气体污染大,在不提高发动机水温的情况下,增加暖风机的数量与车内的热量不成正比,并容易造成发动机水温过低,暖风系统需要借助冷却水的温度升高、以对车内空间增温,发动机在低温下运行、通过暖风机的热量就相对较小,暖风机换热量也相对较少、导致冬季驾驶室温度达不到适宜的温度状态,造成暖风机对驾驶室风挡玻璃除霜除雾效果差,影响驾驶员视线,降低驾驶员及乘客的舒适性,特别是在北方寒冷地区,驾驶员的驾驶舒适性对驾驶安全性也会产生重大影响,在汽车发动机水温达不到正常温度的情况下,为了提高车内空间温度,只好在车内加装燃油取暖锅炉,这给单位、个人造成使用成本增高,增加了燃油消耗和排放污染,浪费了发动机自身产生的热量,如:北方地区在寒冷冬季,为了解决冬季车内取暖难题,在中客车,大客车内都加装燃油取暖锅炉。通过合理分配冷却液带走的热量,用发动机自身产生的热量完全可以实现车内供热需求,合理分配冷却液带走的热量变得尤为重要。
实用新型内容
本实用新型的目的旨在提供一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,所要解决的技术问题是如何实现发动机在冷机启动时快速暖机,如何在环境温度低时也能提高发动机温度,使发动机冷却循环系统响应性更快,防止在冷却系统内产生热冲击,使发动机水温波动最小,发动机水温调节精度高,保证暖风机对风档玻璃除霜除雾效果,提高驾驶员及乘客的舒适性,保证行车安全性,降低发动机的燃油消耗和排放,确保发动机达到最佳的状态运行。
本实用新型提供一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统包括散热器、水泵、缸体水套、缸盖水套、第一节温器、第一节温器阀座、第一节温器阀盖、第二节温器、暖风机、三通和膨胀水箱;
所述第一节温器安装在第一节温器阀座内;
第一节温器阀盖与第一节温器阀座连接;
所述第一节温器阀座具有第一节温器阀座第一出水口,第一节温器阀座第二出水口和第一节温器阀座进水口,所述第一节温器阀座进水口与所述缸盖水套出水口连接;
所述第二节温器包括第二节温器壳体,第二节温器壳体具有第二节温器第一进水口、第二节温器第二进水口、第二节温器第三进水口(B3)和第二节温器出水口,所述第一节温器阀座第一出水口与暖风机进水口连接,暖风机出水口与水泵进水口连接,水泵出水口与缸体水套进水口连接,缸体水套出水口与缸盖水套进水口连接,第一节温器阀座第二出水口与三通的三通进水口连接,三通的三通第一出水口与第二节温器第一进水口连接,三通的三通第二出水口与散热器的进水口连接,散热器的出水口与第二节温器第二进水口连接,第二节温器出水口与水泵进水口连接;散热器的上水室出水口与膨胀水箱进水口连接,膨胀水箱出水口与第二节温器第三进水口连接。
所述第一节温器和所述第二节温器在常温下是不通的,所述暖风机内冷却液流量不受所述第一节温器和所述第二节温器阀门控制,所述暖风机内冷却液温度随着发动机温度升高而升高。
所述第一节温器阀座第一出水口与暖风机进水口之间连接有第八胶管,暖风机出水口与水泵之间连接有第九胶管,水泵、缸体水套、缸盖水套、第一节温器阀座、第八胶管、暖风机、第九胶管形成第一小循环通道;
第一节温器阀座第二出水口与三通的三通进水口之间连接有第一胶管,三通的三通第一出水口与第二节温器第一进水口之间连接有第二胶管,第二节温器出水口与水泵进水口之间连接有第三胶管,水泵、缸体水套、缸盖水套、第一节温器阀座、第一节温器阀盖、第一胶管、三通的三通进水口、三通的三通第一出水口、第二胶管、第二节温器、第三胶管形成第二小循环通道;
三通的三通第二出水口与散热器进水口之间连接有第四胶管、散热器出水口与第二节温器第二进水口之间连接有第五胶管,水泵、缸体水套、缸盖水套、第一节温器阀座、第一节温器阀盖、第一胶管、三通的三通进水口、三通的三通第二出水口、第四胶管、散热器、第五胶管、第二节温器、第三胶管形成大循环通道;
所述散热器上水室出水口与所述膨胀水箱进水口之间连接有第七胶管,所述膨胀水箱出水口与所述第二节温器第三进水口之间连接有第六胶管。
所述笫一节温器和所述第二节温器均为蜡式节温器,所述第二节温器内设高纯度精制石蜡,其常温下为固态,常温下该石蜡使所述笫一节温器和所述第二节温器内的阀门处于关闭状态,所述第二节温器为双阀节温器,包括主阀和副阀,主阀装有排气阀,主阀安装在所述第二节温器第二进水口处,副阀正对着所述第二节温器第一进水口。
所述第一节温器和所述第二节温器设定不同的预定初开温度和不同的预定全开温度,在达到各自预定初开温度或以上,所述第一节温器和所述第二节温器内的石蜡液化并打开所述第一节温器和所述第二节温器内的阀门。
所述第二节温器的预定初开温度高于所述第一节温器的预定初开温度,所述第二节温器的预定全开温度低于所述第一节温器的预定全开温度。
所述第二节温器的第二节温器壳体为一体式或分体式,所述第二节温器的流通面积等于或大于所述第一节温器的流通面积,所述第二节温器的全开升程≥8mm,副阀与所述第二节温器的第一进水口之间的距离<8mm。
所述第二节温器为外置节温器;所述排气阀设置在所述第二节温器主阀上,排气阀在第二进水口处,所述散热器、水泵、第一节温器阀座、第一节温器阀盖、第二节温器、暖风机、三通和膨胀水箱之间连接的循环管路均为橡胶管,所有橡胶管均连接到连接端头上,所述橡胶管的内径比连接端接头的外径小1~2mm。
所述三通的三通第一出水口和所述三通的三通第二出水口之间的夹角为65度-75度。
所述膨胀水箱上还设置有系统压力盖。
本实用新型的技术方案具有如下优点:本实用新型所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统通过设置第二节温器,增加第二小循环通道以关闭低温时不必要的整车大循环通道,减少热交换,使更多的高温冷却液通过发动机第一小循环通道在发动机缸体和缸盖、暖风机之间循环,能使冷却循环系统温控区间缩小,使发动机冷却循环系统响应性更快,防止在冷却系统内产生热冲击,使发动机水温波动最小,发动机水温调节精度高,保证暖风机对风档玻璃除霜除雾效果,提高驾驶员及乘客的舒适性,保证行车安全性,降低发动机的燃油消耗和排放,确保发动机达到最佳的状态运行。
附图说明
图1是所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统的整体结构示意图,图中箭头表示冷却液流动方向。
图2是所述的第一小循环通道的结构示意图。
图3是所述的第二小循环通道的结构示意图。
图4是所述的小循环通道和所述的大循环通道冷却液混合后的结构示意图。
图5是所述大循环通道结构示意图。
图中的标记均为:散热器1;水泵2;缸体水套3;缸盖水套4;第一节温器5;第一节温器阀座A;第一节温器阀盖A5;第一节温器阀座第一出水口A1;第一节温器阀座第二出水口A2;第一节温器阀座进水口A3;第二节温器6;第二节温器主阀61;第二节温器副阀62;第二节温器排气阀63;第二节温器壳体B;第二节温器第一进水口B1;第二节温器第二进水口B2;第二节温器第三进水口B3;第二节温出水口B4;暖风机7;三通8;三通第一出水口81;三通第二出水口82;三通进水口83;膨胀水箱9;第一胶管管路11;第二胶管管路12;第三胶管管路13;第四胶管管路14;第五胶管管路15;第六胶管管路16;第七胶管管路17;第八胶管管路18;第九胶管管路19。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。下面结合附图,通过具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示,本实用新型所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统包括散热器1、水泵2、缸体水套3、缸盖水套4、第一节温器5、第一节温器阀座A、第一节温器阀盖A5、第二节温器6、暖风机7、三通8和膨胀水箱9,第一节温器5安装在第一节温器阀座A内;第一节温器阀盖A5与第一节温器阀座A连接;第一节温器阀座A具有第一节温器阀座第一出水口A1,第一节温器阀座第二出水口A2和第一节温器阀座进水口A3,第二节温器6包括第二节温器壳体B,第二节温器壳体B具有第二节温器第一进水口B1、第二节温器第二进水口B2、第二节温器第三进水口B3和第二节温器出水口B4,缸盖水套4的出水口与第一节温器阀座A的进水口A3连接,第一节温器阀座A的第一节温器阀座第一出水口A1与暖风机7的进口连接,暖风机7的出口与水泵2的进水口连接,水泵2的出水口与缸体水套3的进水口连接,缸体水套3的出水口与缸盖水套4的进水口连接,第一节温器阀座A的第二出水口A2与三通8的三通进水口83连接,三通8的三通第一出水口81与第二节温器的第一进水口B1连接,三通8的三通第二出水口82与散热器1的进水口连接,散热器1的出水口与第二节温器的第二进水口B2连接,第二节温器的出水口B4与水泵2的进水口连接;散热器1的上水室出水口与膨胀水箱9的进水口连接,膨胀水箱9的出水口与第二节温器的第三进水口B3连接。
如图2所示,第一节温器阀座A的第一出水口A1与暖风机7的进水口之间连接有第八胶管18,暖风机7的出水口与水泵2的进水口之间连接有第九胶管19,水泵2、缸体水套3、缸盖水套4第一节温器阀座A、第八胶管18、暖风机7、第九胶管19形成第一小循环通道。
如图3所示,第一节温器阀座A的第二出水口A2与三通8的三通进水口83之间连接有第一胶管11,三通8的三通第一出水口81与第二节温器的第一进水口B1之间连接有第二胶管12,第二节温器的出水口B4与水泵2的进水口之间连接有第三胶管13,水泵2、缸体水套3、缸盖水套4、第一节温器阀座A、第一节温器阀盖A5、第一胶管11、三通8的三通进水口83、三通8的三通第一出水口81、第二胶管12、第二节温器6、第三胶管13、形成第二小循环通道;
三通8的三通第二出水口82与散热器1的进水口之间连接有第四胶管14,散热器1的出水口与第二节温器的第二进水口B2之间连接有第五胶管15,水泵2、缸体水套3、缸盖水套4、第一节温器阀座A、第一节温器阀盖A5、第一胶管11、三通8的三通进水口83、三通8的三通第二出水口82、散热器1、第五胶管15、第二节温器6、第三胶管13形成大循环通道;散热器1的上水室出水口与膨胀水箱9的进口之间连接有第七胶管17、膨胀水箱9的出水口与第二节温器的第三进水口B3之间连接有第六胶管16。
所述的第一节温器5和所述第二节温器6在常温下是不通的,所述暖风机7内冷却液流量不受所述第一节温器5和所述第二节温器6阀门控制,所述暖风机7内冷却液温度是随着发动机温度升高而升高。
所述笫一节温器5和所述第二节温器6均为蜡式节温器,所述第二节温器6内设高纯度精制石蜡,其常温下为固态,常温下该石蜡使所述笫一节温器5和所述第二节温器6内的阀门处于关闭状态,所述第二节温器6为双阀节温器,包括主阀61和副阀62,主阀61装有排气阀63,主阀61安装在所述第二节温器6第二进水口B2处,副阀62正对着所述第二节温器6第一进水口B1。
所述第一节温器5和所述第二节温器6设定不同的预定初开温度和不同的预定全开温度,在达到各自预定初开温度或以上,所述第一节温器5和所述第二节温器6内的石蜡液化并打开所述第一节温器5和所述第二节温器6内的阀门。
所述第二节温器的预定初开温度高于所述第一节温器的预定初开温度,所述第二节温器的预定全开温度低于所述第一节温器的预定全开温度。首先,确认所述第一节温器的预定初开温度和预定全开温度,确定所述第一节温器的开启温度为82℃-97℃。特定置所述第二节温器6、在所述第二节温器6内设置高纯度精制石蜡,并设置所述第二节温器的开启温度为90℃-95℃。
所述第二节温器的第二节温器壳体B为一体式或分体式,所述第二节温器6的流通面积等于或大于所述第一节温器5的流通面积,所述第二节温器6的全开升程≥8mm,副阀62与所述第二节温器6第一进水口B1之间的距离<8mm。
优选地,所述第二节温器6为外置节温器。
优选地,所述排气阀63设置在所述第二节温器6主阀61上、排气阀63在第二进水口B2处,发动机停机时,或加注冷却液时通水通气,发动机启动在水泵2的作用下排气阀63自动关闭。
优选地,所述散热器1、水泵2、第一节温器5、第二节温器6、暖风机7、三通8和膨胀水箱9之间连接的循环管路均为橡胶管,所有橡胶管均连接到连接端头上(连接端头设置在散热器1、水泵2、第一节温器阀盖A5、第一节温器阀座A、第二节温器6、暖风机7、三通8和膨胀水箱9的进水口或出水口上),所述橡胶管的内径比连接端接头的外径小1~2mm,橡胶管结构简单,成本低,安装方便。
优选地,所述三通8的三通第一出水口81和所述三通8第二出水口82之间设65度-75度夹角、所述三通的材质为PA66+GF30。所述三通8第一出水口81和所述三通8第二出水口82之间设65度至75度夹角,使水流更加顺畅。
优选地,在所述膨胀水箱9上还设置有系统压力盖。在水泵2前设置膨胀水箱9,膨胀水箱9上还设置有系统压力盖,用于补水加压排气的连接管路,能够除去冷却液中的气体,避免水泵2发生气蚀,从而提高冷却系统的冷却性能。
图1示出了冷却液的流向。如图1所示,发动机启动,两节温器均未开启,在水泵2的作用下,水泵2内的冷却液流入缸体水套3,缸体水套3流入缸盖水套4,缸盖水套4流入第一节温器5,第一节温器5具有两出水口,第一节温器5未开启,第一节温器阀座A第二出水口A2被堵塞不通,冷却液经第一节温器阀座A第一出水口A1,流向暖风机7,经暖风机7流回水泵,形成第一小循环通道;如图2所示。
发动机继续升温当冷却液温度达到第一节温器5的预定初开温度82℃,达到预定初开温度82℃以上,第一节温器5开启,另一路冷却液经第一节温器阀座A的第二出水口A2进入三通8的三通进水口83,经三通8第一出水口81流入第二节温器6的第二节温器第一进水口B1,由于第二节温器6的预定初开温度90℃高于第一节温器5的预定初开温度82℃,此时第二节温器6未开启,即;三通8的第二出水口82与第二节温器的第二进水口B2之间被堵塞不通,冷却液经第二节温器的第二节温器出水口B流回水泵2,形成第二小循环通道;如图3所示,此时流入缸体水套3冷却液温度是82℃以上。
发动机继续升温当冷却液温度达到第二节温器6的预定初开温度90℃,达到预定初开温度90℃以上,第二节温器6开启,缸体缸套中冷却液通过第一节温器阀座A第二出水口A2进入三通8的三通进水口83由三通8的第二出水口82进入散热器1进水口,(散热器内只有一少部份低温冷却液)由散热器1出水口进入第二节温器6的第二进水口B2与第二小循环通道内高温冷却液在第二节温器壳体B内混和后由第二节温器6的第二节温器出水口B4流回水泵2,形成大小循环混合通道;如图4所示。此时流进缸体水套3冷却液温度是90℃以上和只有一少部份低温冷却液混和后流进缸体水套的。因为第二节温器6预定初开温度90℃高于第一节温器5预定初开温度82℃,此时第一节温器5的节温器阀门不会关闭,第一节温器5的节温器阀门没有全开,第二节温器6主阀61只是初开没有全开,此时第二小循环通道冷却液流量没有受到第二节温器6主阀61控制,百分之八十以上高温冷却液是从第二小循环通道进入第二节温器6壳体内,与只有不到百分之二十的低温冷却液由散热器1出水口进入第二节温器6壳体内混和后由第二节温器6出水口流入水泵2,由水泵2流回缸体水套3,大部分是90℃以上高温冷却液和只有一少部份低温冷却液混合后流进缸体水套,这样,发动机水温波动最小,发动机升温更快,从而形成大小循环混合通道。
发动机继续升温当冷却液温度达到第一节温器5预定全开温度97℃第二节温器6预定全开温度95℃,第一节温器5阀门全部开启,第二节温器6主阀61全部开启,副阀62全部关闭,同时第二小循环通道也被关闭,即,三通8的第一出水口81与第二节温器6的第一进水口B1之间被堵塞不通,缸体缸盖中冷却液通过第一节温器阀座A第二出水口A2流入三通8的三通进水口83,由三通8的三通第二出水口82流入散热器1进水口,经过散热器1散热后的低温冷却液,由散热器1出水口流入第二节温器6的第二节温器第二进水口B2,由第二节温器6的第二节温器出水口B4流回水泵2,由水泵2流进缸体水套3,冷却液再次对发动机进行冷却,形成大循环冷却通道;如图5所示,此时发动机产生的热量最大,需要的散热量也最大,本实用新型可以满足发动机的散热需求,确保车辆在正常行驶情况下或高温工作时发动机不高温。
下面就对现有技术中汽车发动机冷却循环系统采用单个节温器,节温器布置在发动机出水口处的车辆进行改造安装,对本实用新型的一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统的安装方法加以介绍,本实用新型的一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统可直接连接到现有的汽车上使用,十分方便。
实施例1
首先,根据要求,特定制第二节温器6、在第二节温器6内设置高纯度精制石蜡,并设置第二节温器6的开启温度为90℃-95℃。由于第二节温器的预定初开温度为90℃,该温度高于第一节温器5的预定初开温度82℃,从而可以保证第二节温器6的开启晚于第一节温器5的开启,以保证车辆在低温环境中运行也能提高发动机的温度。第二节温器6的预定全开温度95℃,低于第一节温器5的预定全开温度97℃。因为散热器1进水与出水有温差,以保证车辆在高温环境中运行,使第一节温器5和第二节温器6的阀门同时全部开启,第二节温器6副阀全部关闭,进入大循环使发动机不高温。第二节温器开启温度是根据车型、散热器的散热量而定,在发动机工作过程中,冷却水温与发动机标定的冷却液温度偏离越小,发动机的动力性和燃油经济性越好,实施例1的冷却液要求温度控制在90-95℃之间。
实施例2
由于小型汽车的散热器与发动机之间的距离窄小,可以把第二节温器的第二节温器壳体B垂直于水平面安装,散热器1出水口与第二节温器第二进水口B2之间安装成九十度,第二节温器第二进水口B2朝下,第二节温器第一进水口B1朝上即可,第五胶管15设置为九十度胶管,第二节温器开启温度也可以设定87℃-92℃,设定第二节温器开启温度是根据车型以及散热器的散热量而定,在发动机工作过程中,冷却水温与发动机标定的冷却液温度偏离越小,发动机的动力性和燃油经济性越好。
选择三通、第二节温器、膨胀水箱、连接端头与各连接端、端头尺寸相等。
原车橡胶管不需要更换与改动,在第一节温器阀座A第二出水口A2与散热器1进水口之间加装三通8,在散热器1出水口与水泵2之间加装第二节温器6,在高于缸盖水套4水平线加装膨胀水箱9,第一节温器阀座A第二出水口A2连接第一胶管11进水口,第一胶管11出水口连接三通8的三通进水口83,三通8的三通第一出水口81连接第二胶管12进水口,第二胶管12出水口连接第二节温器第一进水口B1,三通8的三通第二出水口82连接第四胶管14进水口,第四胶管14出水口连散热器1进水口,散热器1出水口连接第五胶管15进水口,第五胶管15出水口连接第二节温器第二进水口B2,第二节温器出水口B4连接笫三胶管13进水口,第三胶管13出水口连接水泵2进水口,散热器1上水室出水口连接第七胶管17进水口,第七胶管17出水口连接膨胀水箱进水口9,膨胀水箱9出水口连接第六胶管16进水口,第六胶管16出水口连接第二节温器6第三进水口B3。
特别是在环境温度极低的东北地区,零下三十度气温占全年四分之一以上的时间,车辆怠速,市区行驶和低速行驶,本实用新型可使发动机始终保持在第一小循环通道和第二小循环通道之间循环,使更多的高温冷却液通过发动机第一小循环通道在发动机缸体和缸盖,暖风机7之间循环,减少热交换,提高发动机的温度,从发动机出来的高温冷却液经第一小循环通道直接进入暖风机7,彻底解决了车内取暖问题。
本实用新型的设计方案适用于现有技术中汽车发动机冷却循环系统采用单个节温器节温器布置在发动机的出水口处的车辆,特别是在寒冷,环境温度低的地区,汽车发动机水温达不到正常温度的车辆上实施,特别适合在冬季车内温度达不到要求的汽车上使用,而且本实用新型的设计方案方便,适用于已经投放于市场的车辆,只要将现有的车辆进行简单改造,就可以把本实用新型的一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统应用到现有技术的车辆上,本实用新型结构简单、成本低、使用方便。
本实用新型的一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,可以实现发动机在冷机启动时快速暖机,在环境温度低时也能提高发动机温度,设置第二节温器,增加了第二小循环通道,以关闭低温时不必要的整车大循环通道,减少热交换,使更多的高温冷却液通过发动机第一小循环通道在发动机缸体缸盖,暖风机之间循环,使冷却循环系统温控区间缩小,使发动机冷却循环系统响应性更快,防止在冷却系统内产生热冲击,使发动机水温波动最小,发动机水温调节精度高,保证暖风机对风挡玻璃除霜除雾效果,提高驾驶员及乘客的舒适性,保证行车安全性,降低发动机的燃油消耗和排放,确保发动机达到最佳的状态运行。
本实用新型的优点在于在发动机冷却系统中采用双节温器,并设定第二节温器的预定初开温度高于第一节温器的预定初开温度,第二节温器的预定全开温度低于第一节温器的预定全开温度,通过设置第二节温器,增加第二小循环通道,以关闭低温时不必要的整车大循环通道,减少热交换,使更多的高温冷却液通过发动机第一小循环通道在发动机缸体和缸盖、暖风机之间循环。
本实用新型的有益技术效果体现在如下几个方面:
1、设置了第二节温器,同时增加了第二小循环通道,可以实现第一节温器阀门减少不必要频繁开启和关闭,在任何工况下车辆发动机正常行驶第一节温器阀门不会关闭。
2、设置了第二节温器,同时增加了第二小循环通道,可以实现发动机快速暖机,使发动机水温波动最小,防止在冷却系统内产生热冲击,发动机水温调节精度高,延长发动机的使用寿命。
3、设置了第二节温器,同时以增加了第二小循环通道,可实现在寒冷地区也能提高发动机温度,使发动机水温达到正常温度。
4、设置了第二节温器,同时增加了第二小循环通道,可以实现提高暖风机供暖需求,使车内达到理想温度。
5、设置了第二节温器,同时增加了第二小循环通道,可以彻底解决暖风机对驾驶室风挡玻璃除霜除雾效果差,影响驾驶员视线,降低驾驶员及乘客的舒适性的问题,特别是在北方寒冷地区,驾驶员的驾驶舒适性对驾驶安全性也会产生重大影响。
6、设置了第二节温器,同时增加了第二小循环通道,可以实现寒冷地区中客车、大客车中不用另外安装燃油取暖锅炉,也能保持车内温度的需求。
7、在水泵前设置膨胀水箱,膨胀水箱上还设置有系统压力盖,用于补水加压排气的连接管路,能够除去冷却液中的气体,避免水泵发生气蚀,从而提高冷却系统的冷却性能。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述,但在本实用新型基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,其特征在于,所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统包括散热器(1)、水泵(2)、缸体水套(3)、缸盖水套(4)、第一节温器(5)、第一节温器阀座(A)、第一节温器阀盖(A5)、第二节温器(6)、暖风机(7)、三通(8)和膨胀水箱(9);
所述第一节温器(5)安装在第一节温器阀座(A)内;
第一节温器阀盖(A5)与第一节温器阀座(A)连接;
所述第一节温器阀座(A)具有第一节温器阀座第一出水口(A1),第一节温器阀座第二出水口(A2)和第一节温器阀座进水口(A3),所述第一节温器阀座(A)进水口(A3)与所述缸盖水套(4)出水口连接;
所述第二节温器(6)包括第二节温器壳体(B),第二节温器壳体(B)具有第二节温器第一进水口(B1)、第二节温器第二进水口(B2)、第二节温器第三进水口(B3)和第二节温器出水口(B4),所述第一节温器阀座(5)第一出水口(A1)与暖风机(7)进水口连接,暖风机(7)出水口与水泵(2)进水口连接,水泵(2)出水口与缸体水套(3)进水口连接,缸体水套(3)出水口与缸盖水套(4)进水口连接,第一节温器阀座(A)第二出水口(A2)与三通(8)的三通进水口(83)连接,三通(8)的三通第一出水口(81)与第二节温器(6)第一进水口(B1)连接,第二节温器出水口(B4)与水泵(2)进水口连接;三通(8)的三通第二出水口(82)与散热器(1)的进水口连接,散热器(1)的出水口与第二节温器第二进水口(B2)连接;散热器(1)的上水室出水口与膨胀水箱(9)进水口连接,膨胀水箱(9)出水口与第二节温器第三进水口(B3)连接。
2.如权利要求1所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,其特征在于,所述第一节温器(5)和所述第二节温器(6)在常温下是不通的,所述暖风机(7)内冷却液流量不受所述第一节温器(5)和所述第二节温器(6)阀门控制,所述暖风机(7)内冷却液温度随着发动机温度升高而升高。
3.如权利要求1或2所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,其特征在于,所述第一节温器阀座(A)第一出水口(A1)与暖风机(7)进水口之间连接有第八胶管(18),暖风机(7)出水口与水泵(2)之间连接有第九胶管(19),水泵(2)、缸体水套(3)、缸盖水套(4)、第一节温器阀座(A)、第八胶管(18)、暖风机(7)、第九胶管(19)形成第一小循环通道;
第一节温器阀座(A)第二出水口(A2)与三通(8)的三通进水口(83)之间连接有第一胶管(11),三通(8)的三通第一出水口(81)与第二节温器第一进水口(B1)之间连接有第二胶管(12),第二节温器出水口(B4)与水泵(2)进水口之间连接有第三胶管(13),水泵(2)、缸体水套(3)、缸盖水套(4)、第一节温器阀座(A)、第一节温器阀盖(A5)、第一胶管(11)、三通(8)的三通进水口(83)、三通(8)的三通第一出水口(81)、第二胶管(12)、第二节温器(6)、第三胶管(13)形成第二小循环通道;
三通(8)的三通第二出水口(82)与散热器(1)进水口之间连接有第四胶管(14)、散热器(1)出水口与第二节温器第二进水口(B2)之间连接有第五胶管(15),水泵(2)、缸体水套(3)、缸盖水套(4)、第一节温器阀座(A)、第一节温器阀盖(A5)、第一胶管(11)、三通(8)的三通进水口(83)、三通(8)的三通第二出水口(82)、第四胶管(14)、散热器(1)、第五胶管(15)、第二节温器(6)、第三胶管(13)形成大循环通道;
所述散热器(1)上水室出水口与所述膨胀水箱(9)进水口之间连接有第七胶管(17),所述膨胀水箱(9)出水口与所述第二节温器第三进水口(B3)之间连接有第六胶管(16)。
4.如权利要求1或2所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,其特征在于,所述笫一节温器(5)和所述第二节温器(6)均为蜡式节温器,所述第二节温器(6)内设高纯度精制石蜡,其常温下为固态,常温下该石蜡使所述笫一节温器(5)和所述第二节温器(6)内的阀门处于关闭状态,所述第二节温器(6)为双阀节温器,包括主阀(61)和副阀(62),主阀(61)装有排气阀(63),主阀(61)安装在所述第二节温器第二进水口(B2)处,副阀(62)正对着所述第二节温器第一进水口(B1)。
5.如权利要求4所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,其特征在于,所述第一节温器(5)和所述第二节温器(6)设定不同的预定初开温度和不同的预定全开温度,在达到各自预定初开温度或以上,所述第一节温器(5)和所述第二节温器(6)内的石蜡液化并打开所述第一节温器和所述第二节温器内的阀门。
6.如权利要求5所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,其特征在于,所述第二节温器(6)的预定初开温度高于所述第一节温器(5)的预定初开温度,所述第二节温器(6)的预定全开温度低于所述第一节温器(5)的预定全开温度。
7.如权利要求6所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,其特征在于,所述第二节温器的第二节温器壳体(B)为一体式或分体式,所述第二节温器(6)的流通面积等于或大于所述第一节温器(5)的流通面积,所述第二节温器(6)的全开升程≥8mm,副阀(62)与所述第二节温器(6)的第一进水口(B1)之间的距离<8mm。
8.如权利要求7所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,其特征在于,所述第二节温器(6)为外置节温器;所述排气阀(63)设置在所述第二节温器主阀(61)上,排气阀(63)在第二进水口(B2)处,所述散热器(1)、水泵(2)、第一节温器阀座(A)、第一节温器阀盖(A5)、第二节温器(6)、暖风机(7)、三通(8) 和膨胀水箱(9)之间连接的循环管路均为橡胶管,所有橡胶管均连接到连接端头上,所述橡胶管的内径比连接端接头的外径小1~2mm。
9.如权利要求8所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,其特征在于,所述三通(8)的三通第一出水口(81)和所述三通(8)的三通第二出水口(82)之间的夹角为65度-75度。
10.如权利要求1所述的带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统,其特征在于,所述膨胀水箱(9)上还设置有系统压力盖。
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