CN207673421U - 具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统，其包括：调温器座、水箱散热器、水泵、机体缸盖水套，以及插入于所述内燃机冷却循环系统的加热锅炉；其中，调温器座还具有回水口及出水口；其中，加热锅炉的进水口与机体缸盖水套的进水口连通，加热锅炉的出水口与调温器座的回水口连通，且进入回水口的冷却液通过调温器座的出水口流入至机体缸盖水套的出水口中，机体缸盖水套的出水口与机体缸盖水套的进水口相通；其中，加热锅炉用以对经过的冷却液进行加热，从而对机体缸盖水套进行加热。借此，本实用新型的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统，成本低，结构简单，工作可靠。

Description

具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统

技术领域

本实用新型涉及内燃机机械领域，特别涉及一种具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统。

背景技术

目前针对一些特殊用途的内燃机，有时需要在非常低的温度下(比如-41℃)进行冷启动，为了改善启动性能，通常在内燃机冷却系统中插入一个锅炉加热系统，用于冷启动之前对发动机机体缸盖进行加热。

现有方案由于在小循环内布置有单向阀，因此称为单向阀方案。单向阀方案冷却液循环流动如图1所示。在温度较低时，内燃机调温器大循环口关闭，小循环口全开，因此内燃机内有一个“水泵-水泵出水腔-内燃机进水总管-机体缸盖水套-内燃机出水总管-调温器座-调温器小循环通道-水泵进水腔-水泵”的环形通道，发动机正常运行时冷却液如图1中实心箭头所示方向流动。单向阀方案通常从内燃机出水总管取水，经过锅炉加热后回到内燃机进水总管，为了防止大量热水经过小循环通道被短路，影响机体缸盖本体的加热，在调温器小循环通道内布置一个单向阀，该单向阀只允许冷却液从调温器流向内燃机水泵进水腔，不允许从内燃机水泵进水腔流向调温器；如图1中空心箭头所示方向流动，经过锅炉加热后的热水只能通过机体缸盖水套流回锅炉进口，从而快速加热机体缸盖。注意：机体缸盖水套阻力通常较大，而经过小循环通道的阻力较小，若不采用单向阀，大量热水则经过该通道被短路，从而导致经过机体缸盖水套的流量较小，机体缸盖加热速度慢，冷启动效果差。

现有使用方案有以下四个主要问题：

一是可靠性和耐久性问题，单向阀需要在-50℃～120℃较宽的范围内工作，目前使用的单向阀橡胶材料老化速度很快。

二是锅炉系统无法正常工作的问题，在发动机正常启动后，当驾驶室需要的暖风能力不够时需要开启锅炉循环，而此时锅炉取水位置(内燃机出水总管)压力低，而回水位置(内燃机进水总管)压力高，两点之间最大压差可能达到50kPa以上，远超过锅炉水泵的扬程20kPa，也就是说在这时锅炉内部的水流可能变得很小甚至反向流动，从而造成锅炉系统无法正常工作。

三是发动机小循环流阻变大，增加单向阀之后，原有的有效流通截面积部分被堵塞，导致小循环流阻变大，发动机本体流量变小，可能导致关键部位冷却不足。

四是增加了成本，增加单向阀本身成本、调温器小循环通道(安装单向阀部位)的机加工成本、装配成本、售后服务成本等。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统，从而克服现有单向阀方案可靠性和耐久性差、锅炉系统无法正常工作、发动机小循环流阻变大以及增加了成本的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统，其包括：调温器座、水箱散热器、水泵、机体缸盖水套，以及插入于所述内燃机冷却循环系统的加热锅炉；其中，水泵的出水腔与机体缸盖水套的进水口连通，机体缸盖水套的出水口与调温器座的进水口连通，调温器座的小循环口通过小循环通道与水泵的进水腔连通，调温器座的大循环口通过大循环通道与水箱散热器的进水口连通，水箱散热器的出水口与水泵的进水腔连通；其中，调温器座还具有回水口；其中，加热锅炉的进水口与机体缸盖水套的进水口连通，加热锅炉的出水口与调温器座的回水口连通，且进入回水口的冷却液通过调温器座的进水口流入至机体缸盖水套的出水口中，机体缸盖水套的出水口与机体缸盖水套的进水口相通；其中，加热锅炉用以对经过的冷却液进行加热，从而对机体缸盖水套进行加热。

优选地，上述技术方案中，调温器座为腔体结构，小循环口具有阀座，且阀座位于调温器座的腔体结构内。

优选地，上述技术方案中，调温器座的回水口中心线与阀座的阀座面平行，且回水口与阀座的阀座口相距10毫米以内。

优选地，上述技术方案中，调温器座的回水口为圆形。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统，成本低，结构简单，工作可靠，从内燃机进水总管取水，发动机正常运行时压力高，不会造成锅炉循环内的水流反向损坏锅炉。

附图说明

图1是现有单向阀方案冷却液循环流动的示意图。

图2是根据本实用新型的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统的冷却循环流动的示意图。

图3是根据本实用新型的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统的调温器座的立体结构示意图。

图4是根据本实用新型的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统的调温器座的俯视结构示意图。

图5是图4中A-A的剖视结构示意图。

主要附图标记说明：

1-进水口，2-大循环口，3-小循环口，4-回水口，5-阀座面，6-回水口中心线。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图2至图5所示，根据本实用新型具体实施方式的一种具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统，其包括：管路连接的调温器座、水箱散热器、水泵、机体缸盖水套，以及插入于所述内燃机冷却循环系统的加热锅炉；其中，水泵的出水腔与机体缸盖水套的进水口连通(即水泵的出水腔是通过内燃机进水总管与机体缸盖水套连通)，机体缸盖水套的出水口与调温器座的进水口1连通(即机体缸盖水套是通过内燃机出水总管与调温器座的进水口1连通)，调温器座的小循环口3通过小循环通道与水泵的进水腔连通，调温器座的大循环口2通过大循环通道与水箱散热器的进水口连通(低温下大循环通道关闭)，水箱散热器的出水口与水泵的进水腔连通；其中，调温器座还具有回水口4；其中，加热锅炉的进水口与机体缸盖水套的进水口连通(即加热锅炉的进水口通过锅炉进水管、内燃机进水总管与机体缸盖水套连通，加热锅炉是从内燃机进水总管取冷却液)，加热锅炉的出水口与调温器座的回水口4连通(即加热锅炉的出水口通过锅炉出水管与内燃机调温器座的回水口4连通)，且进入回水口4的冷却液通过调温器座的进水口1流入至机体缸盖水套的出水口中，机体缸盖水套的出水口与机体缸盖水套的进水口相通；其中，加热锅炉用以对经过的冷却液进行加热，从而对机体缸盖水套进行加热，从以上可以明显看出，加热锅炉外加于(插入于)内燃机冷却循环系统，加热锅炉具有单独的循环系统，即：内燃机进水总管-锅炉进水管-加热锅炉-锅炉出水管-内燃机调温器座-内燃机出水总管-机体缸盖水套-内燃机进水总管的环形通道，用以对机体缸盖水套进行有效的加热。

优选地，调温器座为腔体结构，小循环口3具有阀座，且阀座位于调温器座的腔体结构内；调温器座的回水口中心线6与阀座的阀座面5平行，且回水口4与阀座的阀座口相距10毫米以内；调温器座的回水口4优选为圆形，但不限于圆形。

在实际应用中，如图2所示本实用新型的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统的冷却液循环流动的示意图，加热锅炉从内燃机进水总管取水(即冷却液)，经过锅炉加热后进到调温器座，经过内燃机出水总管、机体缸盖水套流回内燃机进水总管。本实用新型取消了单向阀，通过合理布置调温器座上的回水口4(即锅炉的回水口)，在小循环口3部位产生一个平行于小循环口3的阀座面5的高速流动，该高速流动冷却液阻止冷却液从调温器座流向水泵入口，从而达到显著降低该通道的流量的目的。

在内燃机冷启动前，需要先运行加热锅炉系统，此时加热锅炉内的冷却液流动如图2中空心箭头所示。从锅炉出水管来的冷却液经过回水口4引入，沿回水孔中心线方向高速流动到小循环口3的阀座面5附近，这样在小循环口3产生高速流动的液体墙，阻止冷却液经过小循环口3直接流向水泵进水腔，这样就迫使大量经过锅炉加热的冷却液经过机体缸盖水套、内燃机进水总管回到锅炉进水管，从而达到快速加热机体缸盖的目的。其中，经过锅炉加热后的冷却液经过调温器座上的回水口4以较高流速(2m/s以上)喷射进入调温器座内，小循环口3附近的高速冷却液流动阻止冷却液经过小循环口3短路流回水泵进水腔，从而让尽可能多的冷却液经过机体缸盖水套，达到快速加热内燃机，改善内燃机冷启动性能的目的。

总之，本实用新型的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统具有如下有益效果：

1、本实用新型的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统没有单向阀，成本低，结构简单，工作可靠；

2、本实用新型的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统从进水总管取水，发动机正常运行时压力高，不会造成锅炉循环内的水流反向损坏锅炉系统；

3、在锅炉系统停止运行时不会增加小循环阻力。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (4)

1.一种具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统，其特征在于，包括：调温器座、水箱散热器、水泵、机体缸盖水套，以及插入于所述内燃机冷却循环系统的加热锅炉；

其中，所述水泵的出水腔与所述机体缸盖水套的进水口连通，所述机体缸盖水套的出水口与所述调温器座的进水口连通，所述调温器座的小循环口通过小循环通道与所述水泵的进水腔连通，所述调温器座的大循环口通过大循环通道与所述水箱散热器的进水口连通，所述水箱散热器的出水口与所述水泵的进水腔连通；

其中，所述调温器座还具有回水口；

其中，所述加热锅炉的进水口与所述机体缸盖水套的进水口连通，所述加热锅炉的出水口与所述调温器座的回水口连通，且进入所述回水口的冷却液通过所述调温器座的进水口流入至所述机体缸盖水套的出水口中，所述机体缸盖水套的出水口与所述机体缸盖水套的进水口相通；

其中，所述加热锅炉用以对经过的所述冷却液进行加热，从而对所述机体缸盖水套进行加热。

2.根据权利要求1所述的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统，其特征在于，所述调温器座为腔体结构，所述小循环口具有阀座，且所述阀座位于所述调温器座的腔体结构内。

3.根据权利要求2所述的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统，其特征在于，所述调温器座的所述回水口的中心线与所述阀座的阀座面平行，且所述回水口与所述阀座的阀座口相距10毫米以内。

4.根据权利要求1所述的具有加热锅炉的内燃机冷却循环系统，其特征在于，所述调温器座的所述回水口为圆形。