CN217107184U - 发动机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机冷却系统，包括：高温冷却循环系统和低温冷却循环系统；高温冷却循环系统包括高温散热器、高温水泵、发动机本体机和高温节温器，高温水泵和发动机本体机设于高温小循环中，高温散热器设于高温大循环中；低温冷却循环系统包括低温散热器、低温水泵、传动箱和低温节温器，低温水泵和传动箱设于低温小循环中，低温散热器设于低温大循环中；还包括中冷器、机油冷却器、第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，第一控制阀控制高温冷却水流向发动机本体机或中冷器，第二控制阀控制低温冷却水流向中冷器或传动箱，第三控制阀控制机油冷却器和传动箱的水流通断。根据发动机运行模式，自动切换冷却模式，提高热车效果。

Description

发动机冷却系统

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体的说，涉及一种发动机冷却系统。

背景技术

车辆发动机在刚起动后需要经历热车阶段，热车时间越短越好，尤其是特殊用途车辆，在极限寒冷环境下，更是对热车过程有着严格的时间控制要求。另外，如何提升发动机在各负荷工况下的冷却效率也是发动机设计中经常面临的技术难题，一般来说，发动机采用高低温双路冷却循环系统，对于提升低温起动，缩短热车时间、提升冷却效果有着非常明显的作用。

但是，在具体设计冷却系统的过程中，会遇到如下问题：机油冷却器到底是布置在高温循环路径还是低温循环路径？若将机油冷却器布置在高温循环路径，因高温循环冷却液温度较高，为保证发动机高负荷情况下的可靠性，需要配置大流量、大体积机油冷却器，成本非常高，而且对高温水泵的扬程、功率等指标要求也很高。若将机油冷却器布置在低温循环路径，虽然低温冷却循环路径中的零部件较少，对低温水泵的扬程、功率增加小，但是在起动热车阶段，尤其是在极限低温环境下起动车辆，机油冷却器中的润滑油长时间得不到加热，热车时间加长，更是对有暖风需求的整车而言，采暖效果非常差。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种发动机冷却系统，缩短热车时间，提升发动机各负荷工况下的冷却效率。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种发动机冷却系统，包括：高温冷却循环系统和低温冷却循环系统；

所述高温冷却循环系统包括高温散热器、高温水泵、发动机本体机和高温节温器，沿高温冷却水的流向，所述高温水泵和所述发动机本体机顺次串联于所述高温冷却循环系统的高温小循环中，所述高温散热器设于所述高温冷却循环系统的高温大循环中；

所述低温冷却循环系统包括低温散热器、低温水泵、传动箱和低温节温器，沿低温冷却水流向，所述低温水泵和所述传动箱串联于所述低温冷却循环系统的低温小循环中，所述低温散热器设于所述低温冷却循环系统的低温大循环中；

所述发动机冷却系统还包括中冷器、机油冷却器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第一单向阀，所述中冷器和所述机油冷却器串联且所述中冷器位于所述机油冷却器的上游，所述第一控制阀的进水口与所述高温水泵连通，所述第一控制阀的第一出水口与所述发动机本体机连通，所述第一控制阀的第二出水口与所述中冷器连通，所述第一单向阀用于使冷却水由所述机油冷却器流向所述发动机本体机，所述第二控制阀的进水口与所述低温水泵连通，所述第二控制阀的第一出水口与所述中冷器连通，所述第二控制阀的第二出水口与所述传动箱连通，所述第三控制阀的进水口与所述机油冷却器连通，所述第三控制阀的出水口与所述传动箱连通。

优选地，所述第二控制阀和所述传动箱之间设有第二单向阀，所述第二单向阀用于使冷却水由所述第二控制阀流向所述传动箱。

优选地，所述发动机本体机的下游和所述高温水泵的上游之间设有驾驶舱暖风水路，所述驾驶舱暖风水路设有驾驶舱暖风机和暖风机控制阀。

优选地，所述发动机本体机的下游和所述高温水泵的上游之间设有燃油箱水路，所述燃油箱水路设有燃油箱和燃油箱控制阀。

优选地，发动机本体机的下游和所述高温水泵的上游之间设有后处理箱水路，所述后处理箱水路设有后处理箱和后处理箱控制阀。

优选地，所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀、所述暖风机控制阀、所述燃油箱控制阀和所述后处理箱控制阀分别与ECU电连接。

优选地，所述发动机本体机设有主油道温度传感器，所述主油道温度传感器与ECU电连接。

优选地，所述发动机本体机设有出水温度传感器，所述出水温度传感器与ECU电连接。

优选地，所述高温散热器连接有高温膨胀水箱。

优选地，所述低温散热器连接有低温膨胀水箱。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

(1)提高发动机热车效果，缩短热车时间，机油冷却器按照低温冷却循环设计，减少了体积，降低了成本；

(2)按发动机负荷大小，自动切换中冷器与机油冷却器冷却模式，高温水泵和低温水泵均按照机油冷却器在低温冷却循环系统中进行设计，降低了两个水泵整体功率，节省油耗；

(3)发动机高负荷工况下，中冷器和机油冷却器由低温冷却水冷却，减轻了高温水泵的负担，降低了高温水泵的要求，可以采用低配置的高温水泵，降低了成本；

(4)热车阶段、中低负荷工况、高负荷工况，中冷器与机油冷却器采用不用的模式冷却，有利于降低机油冷却器的体积、成本，同时有助于降低高温水泵与低温水泵的整体功率；

(5)提升了发动机各负荷工况下的燃烧效果。

附图说明

图1是本实用新型发动机冷却系统的结构示意图；

图2是本实用新型发动机冷却系统的工作原理示意图；

图中：1、高温散热器；2、高温水泵；3、发动机本体机；31、分配模块；32、气缸盖水腔；33、气缸体水腔；4、高温节温器；5、低温散热器；6、低温水泵；7、传动箱；8、低温节温器；9、中冷器；10、机油冷却器；11、第一控制阀；12、第二控制阀；13、第三控制阀；14、第一单向阀；15、第二单向阀；16、高温膨胀水箱；17、低温膨胀水箱；18、液压风扇；19、主油道温度传感器；20、出水温度传感器；21、驾驶舱暖风机；22、暖风机控制阀；23、燃油箱；24、燃油箱控制阀；25、后处理箱；26、后处理箱控制阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，且不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种发动机冷却系统，包括：高温冷却循环系统和低温冷却循环系统；

高温冷却循环系统包括高温散热器1、高温水泵2、发动机本体机3和高温节温器4，沿高温冷却水的流向，高温水泵2和发动机本体机3顺次串联于高温小循环中，高温散热器1设于高温大循环中；

低温冷却循环系统包括低温散热器5、低温水泵6、传动箱7和低温节温器8，沿低温冷却水流向，低温水泵6和传动箱7串联于低温小循环管路中，低温散热器5设于低温大循环中；

发动机冷却系统还包括中冷器9、机油冷却器10、第一控制阀11、第二控制阀12、第三控制阀13和第一单向阀14，中冷器9和机油冷却器10串联且中冷器9位于机油冷却器10的上游，第一控制阀11的进水口与高温水泵2连通，第一控制阀11的第一出水口与发动机本体机3连通，第一控制阀11的第二出水口与中冷器9连通，第一单向阀14用于使冷却水由机油冷却器10流向发动机本体机3，第二控制阀12的进水口与低温水泵6连通，第二控制阀12的第一出水口与中冷器9连通，第二控制阀12的第二出水口与传动箱7连通，第三控制阀13进水口与机油冷却器10连通，第三控制阀13的出水口与传动箱7连通。

发动机本体机3包括分配模块31和分别与分配模块31连通的气缸盖水腔32和气缸体水腔33，第一控制阀11的第一出水口和机油冷却器10分别与分配模块31连通，分配模块31分配流向气缸盖水腔32和气缸体水腔33的水流。

第二控制阀12和传动箱7之间设有第二单向阀15，第二单向阀15用于使冷却水由第二控制阀12流向传动箱7。

发动机本体机3设有主油道温度传感器19和出水温度传感器20，低温散热器5匹配有液压风扇18，第一控制阀11、第二控制阀12、第三控制阀13、主油道温度传感器19、出水温度传感器20和液压风扇18分别与发动机的ECU电连接。主油道温度传感器19实时监测主油道内的机油温度To并反馈给ECU，出水温度传感器20实时监测流出发动机的高温冷却水的温度Tc并反馈给ECU。

高温散热器1连接有高温膨胀水箱16，低温散热器5连接有低温膨胀水箱17，高温膨胀水箱16和低温膨胀水箱17起到补水排气作用。

发动机本体机3的下游和高温水泵2的上游之间设有驾驶舱暖风水路，驾驶舱暖风水路设有驾驶舱暖风机21和暖风机控制阀22。

发动机本体机3的下游和高温水泵2的上游之间设有燃油箱水路，燃油箱水路设有燃油箱23和燃油箱控制阀24。

发动机本体机3的下游和高温水泵2的上游之间设有后处理箱水路，后处理箱水路设有后处理箱25和后处理箱控制阀26。

暖风机控制阀22、燃油箱控制阀24和后处理箱控制阀26分别与ECU电连接，需要时控制相应的控制阀开启相应的模块。

如图2所示，本实用新型的发动机冷却系统的工作原理和工作过程如下：

(1)整车开关上电；

(2)发动机ECU实时获取主油道内的机油温度To和发动机的出水温度Tc；

(3)ECU比较发动机的出水温度Tc和热车结束出水温度Tce，若Tc小于Tce，此时，在ECU作用下，第一控制阀11处于A档，第二控制阀12处于D档，第三控制阀13处于E档，高温冷却水流向发动机本体机3，低温冷却水流向传动箱7，中冷器9和机油冷却器10既不接入低温冷却循环系统也不接入高温冷却循环系统，发动机进入热车模式，高温水泵2流出的水直接流向气缸盖水腔32和气缸体水腔33，此种结构可降低水流流阻，加速发动机本体机3的小循环冷却水温的提升，缩短热车时间，热车迅速；

(4)若Tc≥Tce，ECU控制发动机退出热车模式，并判断发动机负荷率是否小于设定值，若是则判定发动机处于中低负荷运行模式，在ECU作用下，第一控制阀11处于B档，第二控制阀12处于D档，第三控制阀13处于E档，中冷器9和机油冷却器10接入高温冷却循环系统，高温冷却水流向为：中冷器9-机油冷却器10-分配模块31-气缸盖水腔32和气缸体水腔33-高温节温器4，高温冷却循环系统对增压后空气、机油冷却器10进行冷却，可以保证发动机在中低负荷下有较高的进气温度和排气温度；

(5)若发动机负荷率是否大于等于设定值，判定发动机处于高负荷运行模式，在ECU作用下，第一控制阀11处于A档，第二控制阀12处于C档，第三控制阀13处于F档，中冷器9和机油冷却器10接入低温冷却循环系统，低温冷却水流向为：中冷器9-机油冷却器10-传动箱7-低温节温器8，保证发动机在高负荷工况下能够得到充分的冷却，并且降低了高温水泵2的工作要求，采用配置较低高温水泵2即可满足冷却系统要求，降低了成本。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.发动机冷却系统，包括：高温冷却循环系统和低温冷却循环系统；

所述高温冷却循环系统包括高温散热器、高温水泵、发动机本体机和高温节温器，沿高温冷却水的流向，所述高温水泵和所述发动机本体机顺次串联于所述高温冷却循环系统的高温小循环中，所述高温散热器设于所述高温冷却循环系统的高温大循环中；

所述低温冷却循环系统包括低温散热器、低温水泵、传动箱和低温节温器，沿低温冷却水流向，所述低温水泵和所述传动箱串联于所述低温冷却循环系统的低温小循环中，所述低温散热器设于所述低温冷却循环系统的低温大循环中；

其特征在于，所述发动机冷却系统还包括中冷器、机油冷却器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第一单向阀，所述中冷器和所述机油冷却器串联且所述中冷器位于所述机油冷却器的上游，所述第一控制阀的进水口与所述高温水泵连通，所述第一控制阀的第一出水口与所述发动机本体机连通，所述第一控制阀的第二出水口与所述中冷器连通，所述第一单向阀用于使冷却水由所述机油冷却器流向所述发动机本体机，所述第二控制阀的进水口与所述低温水泵连通，所述第二控制阀的第一出水口与所述中冷器连通，所述第二控制阀的第二出水口与所述传动箱连通，所述第三控制阀的进水口与所述机油冷却器连通，所述第三控制阀的出水口与所述传动箱连通。

2.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第二控制阀和所述传动箱之间设有第二单向阀，所述第二单向阀用于使冷却水由所述第二控制阀流向所述传动箱。

3.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机本体机的下游和所述高温水泵的上游之间设有驾驶舱暖风水路，所述驾驶舱暖风水路设有驾驶舱暖风机和暖风机控制阀。

4.如权利要求3所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机本体机的下游和所述高温水泵的上游之间设有燃油箱水路，所述燃油箱水路设有燃油箱和燃油箱控制阀。

5.如权利要求4所述的发动机冷却系统，其特征在于，发动机本体机的下游和所述高温水泵的上游之间设有后处理箱水路，所述后处理箱水路设有后处理箱和后处理箱控制阀。

6.如权利要求5所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀、所述暖风机控制阀、所述燃油箱控制阀和所述后处理箱控制阀分别与ECU电连接。

7.如权利要求6所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机本体机设有主油道温度传感器，所述主油道温度传感器与ECU电连接。

8.如权利要求6所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机本体机设有出水温度传感器，所述出水温度传感器与ECU电连接。

9.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述高温散热器连接有高温膨胀水箱。

10.如权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述低温散热器连接有低温膨胀水箱。

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