CN216198425U - 一种发动机冷却系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种发动机冷却系统和车辆，发动机冷却系统包括发动机、水泵、节温器和冷却器，所述水泵的出口与所述发动机的入水口连通，所述发动机的出水口与所述节温器的入水口和所述冷却器的入水口连通，所述节温器的出水口和所述冷却器的出水口分别与所述水泵的入口连通；所述发动机的入水口和出水口之间包括并联的第一管路和第二管路，所述第一管路为发动机缸体的冷却管路，所述第二管路为发动机缸盖的冷却管路，所述第一管路上设置有控制阀以控制所述第一管路的流量。发动机冷却系统能够有效降低发动机油耗。

Description

一种发动机冷却系统和车辆

技术领域

本申请涉及但不限于散热技术，特别是一种发动机冷却系统和车辆。

背景技术

发动机冷却系统将受热零件吸收的部分热量及时散出，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。常规冷却系统采用机械蜡式节温器控制发动机水路大小循环，在暖机过程中，节温器主阀关闭副阀开启，水通过缸体、缸盖及副阀通道进行小循环，达到快速暖机目的；在高水温阶段，节温器主阀开启副阀关闭，水通过缸体、缸盖、节温器主阀及散热器进行大循环，通过散热器将热量散出。为了保证发动机安全，节温器的开启温度一般设置为较低值。

目前的发动机冷却系统在使用过程中，发动机的油耗较高。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种发动机冷却系统和车辆，能够有效降低发动机油耗。

本申请实施例提供了一种发动机冷却系统，发动机冷却系统包括发动机、水泵、节温器和冷却器，所述水泵的出口与所述发动机的入水口连通，所述发动机的出水口与所述节温器的入水口和所述冷却器的入水口连通，所述节温器的出水口和所述冷却器的出水口分别与所述水泵的入口连通；

所述发动机的入水口和出水口之间包括并联的第一管路和第二管路，所述第一管路为发动机缸体的冷却管路，所述第二管路为发动机缸盖的冷却管路，所述第一管路上设置有控制阀以控制所述第一管路的流量。

在一示例性实施例中，还包括油冷器，所述油冷器设置在所述第一管路上。

在一示例性实施例中，所述控制阀位于所述发动机缸体的出水口处，所述油冷器与所述发动机缸体、所述控制阀串联。

在一示例性实施例中，还包括温度传感器和控制装置，其中：

所述温度传感器设置为检测水温；

所述控制装置与所述温度传感器和所述控制阀电连接，设置为根据所述温度传感器的检测结果对所述控制阀进行控制。

在一示例性实施例中，所述控制装置设置为在所述检测结果小于第一设定值时，控制所述控制阀关闭；在所述检测结果大于等于第一设定值、小于等于第二设定值时，控制所述控制阀部分开启；在所述检测结果大于第二设定值时，控制所述控制阀完全开启。

在一示例性实施例中，所述节温器包括第一出水口和第二出水口，所述第一出水口和所述第二出水口通过管路分别连通至所述水泵的入口；

所述第一出水口和所述水泵的入口之间的管路上设置有散热器。

在一示例性实施例中，还包括用于提供水的膨胀水壶，所述膨胀水壶的出水口连通至所述水泵的入口处。

在一示例性实施例中，所述发动机缸盖的水腔、所述节温器的出水腔和所述散热器的内腔通过排气管连通至所述膨胀水壶的进气口。

在一示例性实施例中，所述冷却器的出水口和所述水泵的入口之间的管路上设置有暖风芯体。

本申请实施例还提供了一种车辆，车辆包括前述的发动机冷却系统。

相比于一些技术，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的发动机冷却系统，在暖机阶段将发动机缸体的冷却管路关闭，以减少冷却系统中的冷却液流量，进而在暖机阶段快速提高冷却液温度(即水温)，从而降低发动机油耗。在冷却液温度升高到设定温度后，开启控制阀即可使发动机缸体正常冷却，结构相对简单，操作便捷，提高了发动机冷却系统的实用性。

本申请实施例提供的车辆，发动机工作可靠且油耗低，提高了用户的驾驶体验。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例所述的发动机冷却系统的结构示意图。

图示说明：

1-第一管路，11-发动机缸体，12-油冷器，2-第二管路，21-发动机缸盖，3-水泵，31-增压器，4-节温器，41-第一出水口，42-第二出水口，5-冷却器，6-控制阀，7-散热器，8-膨胀水壶，9-暖风芯体。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

对于发动机冷却系统，目前部分厂家使用电子节温器控制发动机大小循环，依靠电加热控制节温器主/副阀开启；但电子节温器响应速度慢，应用较少。部分厂家采用多路控制的方式，分别控制缸体、缸盖、大循环及小循环水路，但随着控制水路的增加，控制策略会非常复杂，控制策略开发周期也会大幅增长，冷却液温度控制模块单体成本也会大幅提高。

经多次实验发现，缸套-活塞环组的摩擦损失约占发动机总摩擦损失51％～65％，缸套磨损主要发生在暖机阶段。快速提升缸体水温和机油温度，可有效降低发动机摩擦损失，节省油耗，并且很大程度降低缸套磨损。

本申请实施例提供了一种发动机冷却系统，如图1所示，发动机冷却系统包括发动机、水泵3、节温器4和冷却器5，水泵3的出口与发动机的入水口连通，发动机的出水口与节温器4的入水口和冷却器5的入水口连通，节温器4的出水口和冷却器5的出水口分别与水泵3的入口连通；发动机的入水口和出水口之间包括并联的第一管路1和第二管路2，第一管路1为发动机缸体11的冷却管路，第二管路2为发动机缸盖21的冷却管路，第一管路1上设置有控制阀6以控制第一管路1的流量。冷却器5可以是EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环)冷却器。

在暖机阶段，水经水泵3的出口进入发动机缸盖21的冷却管路，然后分别通过节温器4和冷却器5流回水泵3，由于控制阀6关闭，因此发动机缸体11不会被水冷却，冷却系统中水流量减小，使水温迅速升高至工作温度，减少水处于低温条件下的时间，进而降低发动机油耗。当水温达到正常工作温度后，控制阀6通过PID控制(Proportion IntegralDerivative，比例-积分-微分控制)开启，水可正常流经发动机缸体11的冷却管路，发动机缸体11被水冷却，通过标定使缸体水温处于最佳油耗区域。

在一示例性实施例中，如图1所示，发动机冷却系统还包括油冷器12，油冷器12设置在第一管路1上。控制阀6位于发动机缸体11的出水口处，油冷器12与发动机缸体11、控制阀6串联。

发动机缸体11设置有水道，发动机缸体11的入水口指水道的入口，发动机缸体11的出水口指该水道的出口。发动机缸盖21设置有水套，发动机缸盖21的入水口指水套的入口，发动机缸盖21的出水口指该水套的出口。

油冷器12设置在第一管路1上，控制阀6控制第一管路1的通断，即可控制油冷器12中是否有水流过。在暖机阶段，控制阀6关闭，第一管路1中没有水通过，冷却系统中水流量减小，使水温迅速升高至工作温度；而油冷器12中由于没有水通过，因此油冷器12内的机油快速升温至正常工作温度，降低各摩擦副摩擦损失，进而降低发动机整体的磨损情况，提高发动机的工作可靠性和使用寿命。

当然，控制阀6也可设置在发动机缸体11的入水口处，保证控制阀6可对第一管路1进行开启和闭合控制即可。

在一示例性实施例中，发动机冷却系统还包括温度传感器和控制装置，其中：温度传感器设置为检测水温；控制装置与温度传感器和控制阀6电连接，设置为根据温度传感器的检测结果对控制阀6进行控制。控制装置设置为在检测结果小于第一设定值时，控制控制阀6关闭；在检测结果大于等于第一设定值、小于等于第二设定值时，控制控制阀6部分开启；在检测结果大于第二设定值时，控制控制阀6完全开启。

在暖机阶段，水温小于第一设定值，控制阀6关闭，第一管路1中没有水通过，冷却系统中水流量减小，水温迅速升高；在中水温阶段，水温大于第一设定值且小于第二设定值，即水温接近正常工作温度，控制阀6部分开启，水逐步开始对发动机缸体11进行冷却；在高水温阶段，水温大于第二设定值，即水温达到正常工作温度，控制阀6完全开启，水正常通过发动机缸体11冷却管路并对发动机缸体11进行冷却，保证发动机正常工作。控制阀6在部分开启时，其开度随水温不同而变化。

应当理解的是，温度传感器可在冷却系统中设置多个，分别位于不同位置，例如：在散热器7入水口和出水口、水泵3的入口和出口、冷却器5的入水口和出水口均可设置温度传感器，控制装置根据多个温度传感器的测量结果综合判断水温。

在一示例性实施例中，如图1所示，节温器4包括第一出水口41和第二出水口42，第一出水口41和第二出水口42通过管路分别连通至水泵3的入口；第一出水口41和水泵3的入口之间的管路上设置有散热器7。

节温器4的第一出水口41即为主阀，节温器4的第二出水口42即为副阀。在暖机过程中，节温器4主阀关闭副阀开启，水通过缸体、缸盖及副阀通道进行小循环，达到快速暖机目的；在高水温阶段，节温器4主阀开启副阀关闭，水通过缸体、缸盖、节温器4主阀及散热器7进行大循环，通过散热器7将热量散出。

在一示例性实施例中，如图1所示，发动机冷却系统还包括用于提供水的膨胀水壶8，膨胀水壶8的出水口连通至水泵3的入口处。

膨胀水壶8为冷却系统提供冷却水，避免冷却系统缺水导致发动机工作异常。

在一示例性实施例中，发动机缸盖21的水腔、节温器4的出水腔和散热器7的内腔通过排气管连通至膨胀水壶8的进气口。

发动机缸盖21的水腔、节温器4的出水腔和散热器7的内腔的最高位置，通过排气管与膨胀水壶8相连，确保冷却系统正常排气，如图1所示。

在一示例性实施例中，如图1所示，冷却器5的出水口和水泵3的入口之间的管路上设置有暖风芯体9。

本申请实施例提供的发动机冷却系统，能够单独控制发动机缸体11所在管路的通断，在水温较低时关闭发动机缸体11冷却管路，减小水流量，使水温迅速升高，以降低发动机油耗。在水温较低时(暖机阶段)，机油温度迅速升高，降低摩擦损失占比最大-缸套/活塞环组摩擦损失。

控制阀6采用执行器拖动单球阀的方式，控制发动机缸体11冷却管路的通断。控制阀6预先经台架标定，使发动机缸体11内的冷却水水温处于最佳油耗区间。

本申请实施例还提供了一种车辆，车辆包括前述的发动机冷却系统。

本申请实施例提供的车辆，发动机工作可靠且油耗低，提高了用户的驾驶体验。

在本申请中的描述中，需要说明的是，“上”、“下”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请描述的实施例是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的技术方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它技术方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的技术方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括发动机、水泵、节温器和冷却器，所述水泵的出口与所述发动机的入水口连通，所述发动机的出水口与所述节温器的入水口和所述冷却器的入水口连通，所述节温器的出水口和所述冷却器的出水口分别与所述水泵的入口连通；

所述发动机的入水口和出水口之间包括并联的第一管路和第二管路，所述第一管路为发动机缸体的冷却管路，所述第二管路为发动机缸盖的冷却管路，所述第一管路上设置有控制阀以控制所述第一管路的流量。

2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括油冷器，所述油冷器设置在所述第一管路上。

3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述控制阀位于所述发动机缸体的出水口处，所述油冷器与所述发动机缸体、所述控制阀串联。

4.根据权利要求1至3中任一所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括温度传感器和控制装置，其中：

所述温度传感器设置为检测水温；

所述控制装置与所述温度传感器和所述控制阀电连接，设置为根据所述温度传感器的检测结果对所述控制阀进行控制。

5.根据权利要求4所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述控制装置设置为在所述检测结果小于第一设定值时，控制所述控制阀关闭；在所述检测结果大于等于第一设定值、小于等于第二设定值时，控制所述控制阀部分开启；在所述检测结果大于第二设定值时，控制所述控制阀完全开启。

6.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述节温器包括第一出水口和第二出水口，所述第一出水口和所述第二出水口通过管路分别连通至所述水泵的入口；

所述第一出水口和所述水泵的入口之间的管路上设置有散热器。

7.根据权利要求6所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括用于提供水的膨胀水壶，所述膨胀水壶的出水口连通至所述水泵的入口处。

8.根据权利要求7所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机缸盖的水腔、所述节温器的出水腔和所述散热器的内腔通过排气管连通至所述膨胀水壶的进气口。

9.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述冷却器的出水口和所述水泵的入口之间的管路上设置有暖风芯体。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1或9中任一所述的发动机冷却系统。

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