[实用新型]一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统

说明书

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。

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，暖风系统需要借助冷却水的温度升高、以对车內空间增温，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具有重大影响。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系统中采用单个节温器，节温器位置的布置有两种：一种是布置在发动机缸盖的出水口，另一种是布置在发动机缸体的进水口。这两种布置方式的冷却系统都有各自的优缺点。节温器布置在发动机进水口处，当发动机本体内冷却液温度达到节温器开启温度时，节温器阀门打开，一定量的低温冷却液流经节温器，经过发动机加热，进入大循环散热器中，散热器另一端内的低温冷却液进入节温器，发动机温度下降，节温器探测到发动机温度的降低，将主阀门关闭，这样完成第一次开启和关闭。在节温器的这种控制过程中，只有一部分低温冷却液进入机体，冷却液温度控制比较迅速，波动较小，每次进入机体内的低温冷却液的流量相对来说比较少，可以降低发动机机体内冷热冲击的程度，但此种布置形式使节温器波动频繁控制延迟。节温器布置在发动机进水口处，某些工况下使节温器探测的温度比实际机体温度偏低，节温器本身对发动机出水口温度的反应稍有滞后。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，将会导致节温器阀门频繁开启和关闭，冷却液温度调节周期较长，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进水口处最大的缺点；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(环境温度较低)，其本身存在很大的缺陷。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，在这种特殊的环境下，如怠速，市区行驶和低速度行，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，影响发动机的正常工作。