[发明专利]一种车用发动机采用的双循环分体式冷却系统在审
申请号: | 202210658569.1 | 申请日: | 2022-06-11 |
公开(公告)号: | CN115199391A | 公开(公告)日: | 2022-10-18 |
发明(设计)人: | 曹亮;曹权佐;潘圣临;张世伟;张霖;张法;于晓彤;张洪瑀;刘玉明;曲德鑫;王悦;胡志刚;夏浩天;闫立凯 | 申请(专利权)人: | 哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司 |
主分类号: | F01P3/20 | 分类号: | F01P3/20;F01P3/02;F01P7/16;F01P11/08;F02B39/00 |
代理公司: | 哈尔滨龙科专利代理有限公司 23206 | 代理人: | 李智慧 |
地址: | 150060 黑龙江省哈*** | 国省代码: | 黑龙江;23 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 发动机 采用 双循环 体式 冷却系统 | ||
本发明公开了一种车用发动机采用的双循环分体冷却系统,所述双循环分体冷却系统包括高温冷却循环系统和低温冷却循环系统,其中:所述高温冷却循环系统包括水泵、缸体、缸盖、蜡式恒温器、电子恒温器、机油冷却器、暖通温控阀、暖风、散热器和第一膨胀壶;所述低温冷却循环系统包括电子水泵、水冷中冷器、增压器、第二膨胀壶和低温散热器。本发明分别对缸体水套、气缸盖水套、机油、增压器进行冷却,可使发动机各部分在最优的温度设定点工作,冷却系统的整体效率达到最大,实现了减轻发动机磨损,提高输出功率,降低油耗和排放污染的目的。
技术领域
本发明涉及一种发动机冷却系统,具体涉及一种车用发动机采用的双循环分体式冷却系统。
背景技术
随着内燃机技术的不断完善,汽车性能所谓的“高效”,不仅仅是要求发动机更加节能,而是在满足节能的同时对高功率的要求也越来越高,使得用户对整车的经济性、动力性的越来越客观。而冷却系统设计的优劣将直接影响到不同车况、路况下发动机的运行状态。
现多数车型冷却系统都采用强制水冷冷却系统,如图1所示,该冷却系统主要由散热器、冷却风扇、水泵、节温器及膨胀壶等组成,增压器和机油冷却器等串联在其中,其工作过程如下:发动机工作时,水泵通过水泵皮带轮与曲轴以一定的速比关系进行工作。将冷却液从散热器储水室抽出,并以一定的压力送入气缸体水套中,冷却液沿着缸体水套上升,经通汽缸垫调节水孔进入气缸盖水套中,冷却液从发动机前端向发动机后端流动。在此过程中,燃烧产生的热量通过壁面热传导以及热辐射传递给冷却液,使得冷却液的温度升高,然后经发动机出水管路回到散热器的上水室,再沿着散热器的散热管向下水室流动,流动中将热量传递给散热片,散热片在空气流的吹拂下,将热量散入大气中,使得冷却液的温度下降。之后,水泵再把冷却下来的冷却液打入缸体水套中,进行第二次循环,在发动机工作的过程中,冷却冷却液不断地循环流动,使发动机维持在正常温度下工作。
为了能够把发动机冷却液温度控制在一定的范围内(如82~95℃之间),必须使用一个恒温器来进行主动控制。这样根据恒温器特性控制冷却液流经路径的不同就形成了冷却水的大小循环。图2所示带有冷却液流动方向的工作过程是发动机的大循环,进水恒温控制方式,即当发动机冷却液温度达到82℃时,恒温器的阀门开始打开,散热器中的冷却液经水泵抽入发动机。相对于进水恒温控制还有另外一种出水恒温控制方式,即气缸盖水套中的冷却液经过恒温器流出到散热器。两种控制方式都是将发动机中的冷却液与散热器联系起来形成循环,达到使发动机降温的目的。
进水恒温控制方式中,恒温器布置在进水水口,当发动机内循环的冷却液温度达到石蜡融化温度时,恒温器阀门开启,散热器中的低温冷却液经恒温器后再由水泵泵入机体内部,高温冷却液经出水管流入散热器,进行大循环。
出水恒温控制方式中,恒温器布置在出水口,当冷却液温度达到石蜡融化温度时,恒温器阀门开启,高温冷却液流入散热器,散热器中的低温冷却液经由水泵直接泵入机体内部,低温冷却液再次对发动机冷却。
图3所示带有冷却液流动方向的工作过程是发动机的小循环,即当冷却液温度低于77℃时恒温器的阀门开始关闭,从散热器进入缸体水套的冷却液路径被堵死,冷却液只能通过小循环短接水路在气缸盖水套、水泵、缸体水套、机油冷却器、增压器之间循环,从而不经过散热器散热,这是发动机的保温过程,也就是冷却系统的小循环过程。
由图1、图2、图3所示的发动机冷却系统可以看出,冷却液是有序的先经水泵流入缸体水套,接着再流入气缸盖水套,整个水路由一个恒温器控制。这种串联式的冷却系统有很大的局限性,整个水路循环同一温度控制导致各个系统不能够实现最优的状态进行运转。而实际情况是缸体水套需要的是“快速热起来”,并保证一定的高温条件下运行,来降低摩擦提升经济性。汽缸盖水套需要的是“快速冷下来”带走热量,降低燃烧室温度,从而抑制爆震,提升功率。增压器这种高热负荷零件为保证其使用寿命,更是需要停机冷却一段时间降低其中间体温度,避免中间体机油过热而结焦。而当前这种单一循环的冷却系统已经无法满足发动机各系统的冷却需求。
发明内容
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