CN104595003A - 发动机可调节冷却*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机领域，具体涉及一种发动机可调节冷却***，包括冷却主循环管路；所述冷却主循环管路包括依次连通的主路节温器、发动机散热器、主路水泵、机油冷却器、发动机汽缸体和汽缸盖；所述主循环管路上设有冷车循环支路，所述冷车循环支路一端与所述主路节温器连接，另一端与所述发动机散热器的出水口一端连接；所述主路节温器可根据冷却水温度实时地分配冷却水在所述冷却主循环管路和冷车循环支路中的流量。本发明能够通过可调节冷却***合理分配冷却水，对整车进行精确的实时“热管理”，在发动机尽快地达到正常工作温度的同时，实现发动机冷机状态快速热车，提高发动机机械效率，达到节能减排的之目的。

Description

发动机可调节冷却***

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体涉及一种发动机可调节冷却***。

背景技术

汽车冷却***的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。发动机的冷却***有风冷和水冷之分。以空气为冷却介质的冷却系称为风冷系；以冷却液为冷却介质的称为水冷系。汽车发动机冷却***的作用是在所有工况下，保证发动机在最适宜的温度下工作，冷却***匹配的是否合适将直接影响到发动机的使用寿命和燃油经济性，所以在冷却***的设计及计算中，散热器的选型以及风扇的匹配对冷却***起着至关重要的作用。

以水冷***为例，汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。冷却***主要由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、发动机气缸体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。

在冷却***中，其实有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。

1）冷却发动机的主循环

主循环即冷却液在节温器、散热器、水泵、发动机气缸体和气缸盖中的水套中的循环。冷却液从发动机出来，经过节温器和车前端的散热器，散热后，再经水泵进入发动机。

2）车内取暖的循环

这是一个取暖循环，但对于发动机来说，它同样是一个发动机的冷却循环。冷却液经过车内的采暖装置，将冷却液的热量送入车内，然后回到发动机。有一点不同的是：取暖循环不受节温器的控制，只要打开暖气，这循环就开始进行，不管冷却液是冷的、还是热的。

但是，现有发动机冷却***在发动机运转时，冷却水泵驱动冷却水同时经过发动机汽缸体、汽缸盖、机油冷却器和暖风散热器等，在发动机冷起动阶段，发动机汽缸体水套的水温上升缓慢，活塞与缸套之间的配合间隙小，摩擦阻力大，导致暖机阶段摩擦功大，燃油消耗随之加大，污染严重。

为了解决以上问题，本发明做了有益改进。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种发动机可调节冷却***，能够合理分配冷却水，对整车进行精确的动态“热管理”，实现发动机冷机状态快速热车。在发动机尽快地达到正常工作温度的同时，使发动机气缸体水套的水温快速上升，实现发动机冷机状态快速热车，减少发动机摩擦和附件驱动功率，提高发动机机械效率，达到节能减排的之目的。

（二）技术方案

本发明是通过以下技术方案实现的：一种发动机可调节冷却***，包括冷却主循环管路；所述冷却主循环管路包括依次连通的主路节温器、发动机散热器、主路水泵、机油冷却器、发动机汽缸体和汽缸盖；所述主循环管路上设有冷车循环支路，所述冷车循环支路一端与所述主路节温器连接，另一端与所述发动机散热器的出水口一端连接；所述主路节温器可根据冷却水温度实时地分配冷却水在所述冷却主循环管路和冷车循环支路中的流量。

其中，还包括第一温度感应器，所述第一温度感应器用于测量所述冷却主循环管路中的冷却水温度；当发动机启动后，冷却水在所述冷车循环支路中循环流动；当第一温度感应器检测到冷却水温度达到所述主路节温器预设初开温度时，所述主路节温器开启，冷却水开始分别在冷却主循环管路和冷车循环支路中循环流动。

进一步，还包括第一控制器，所述第一控制器分别与所述第一温度感应器和主路节温器连接，用于根据冷却水温度控制主路节温器的阀门开度。

优选的，所述主节温器为蜡式调温器或电控调温器。

其中，发动机的车内取暖循环支路设置在所述冷却主循环管路上，所述车内取暖循环支路包括依次连通的第一副节温器和暖风散热器。

进一步，所述车内取暖循环支路中还设有支路水泵。

再进一步，所述发动机可调节冷却***还包括第二温度感应器和第二控制器，所述第二温度感应器用于测量车厢内空气温度，且该第二温度感应器与所述第二控制器相连；所述车载控制器分别与所述第一副节温器和支路水泵连接，用于控制所述第一副节温器的阀门开度和所述支路水泵的功率。

其中，所述冷却主循环管路上设有第二副节温器；所述冷却主循环管路上还设有机油冷却循环支路，所述机油冷却器和第二副节温器形成机油冷却循环主路；所述机油冷却循环主路与所述机油冷却循环支路并联连接。

进一步，所述发动机可调节冷却***还包括第三温度感应器，用于测量发动机气缸体内的机油温度。

再进一步，所述发动机可调节冷却***还包括第三控制器，所述第三控制器分别与所述第三温度感应器和第二副节温器连接，用于根据机油温度控制第二副节温器的阀门开度。

（三）有益效果

与现有技术和产品相比，本发明有如下优点：

1、本发明能够通过可调节冷却***合理分配冷却水，对整车进行精确的实时“热管理”，在发动机尽快地达到正常工作温度的同时，使发动机气缸体水套的水温快速上升，实现发动机冷机状态快速热车，减少发动机摩擦和附件驱动功率，提高发动机机械效率，达到节能减排的之目的；

2、本发明能够通过车厢内温度和发动机气缸内机油温度合理分配冷却水的流量，使发动机始终工作在最佳的水温状态，达到减少暖机阶段的燃油消耗、降低污染物的排放和延长发动机寿命等之目的。

附图说明

图1是本发明的发动机冷却***结构示意图；

图2是本发明的发动机冷却***的车载控制***结构示意图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

1、主路节温器；2、冷却主循环管路；2a、冷车循环支路；3、第一副节温器；4、暖风散热器；5、支路水泵；6、车内取暖循环支路；7、气缸盖；8、发动机气缸体；9、机油冷却器；10、机油冷却循环支路；11、第二副节温器；12、主路水泵；13、发动机散热器；14、第一温度感应器；15、第二温度感应器；16、第三温度感应器；30、车载控制***；31、第一控制器；32、第二控制器；33、第三控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1所示，本实施例提供一种发动机可调冷却***，包括冷却主循环管路2；所述冷却主循环管路2包括依次连通的主路节温器1、发动机散热器13、主路水泵12、机油冷却器9、发动机汽缸体8和汽缸盖7；所述主循环管路2上设有冷车循环支路2a，所述冷车循环支路一端与所述主路节温器连接，另一端与所述发动机散热器的出水口一端连接；所述主路节温器可根据冷却水温度实时地分配冷却水在所述冷却主循环管路和冷车循环支路中的流量，从而使发动机在冷起动阶段，调整冷却主循环管路流经散热器的冷却水流量，保证发动机水温和发动机气缸机油温度快速上升。本发明通过可调节冷却***合理分配冷却水，对整车进行精确的实时“热管理”，在发动机尽快地达到正常工作温度的同时，使发动机气缸体水套的水温快速上升，实现发动机冷机状态快速热车，减少发动机摩擦和附件驱动功率，提高发动机机械效率，达到节能减排的目的。

其中，所述发动机可调节冷却***还包括第一温度感应器14，第一温度感应器，以及下述的第二、第三温度感应器均可采用温度测量仪等仪器。所述第一温度感应器14用于测量所述冷却主循环管路2中的冷却水温度；当发动机启动后，冷却水在冷车循环支路2a中循环流动；当第一温度感应器14检测到冷却水温度达到所述主路节温器1预设的初开温度时，主路节温器的阀门开启，冷却水开始分别在冷却主循环管路2和冷车循环支路2a中循环。主路节温器1用于分配冷却水在主循环管路和冷车循环支路中的流量。当冷却水温度达到主路节温器初开温度，主路节温器的阀门开启，冷却水开始在冷却主循环管路中循环流动，随着冷却水温的升高，主路节温器的阀门开度逐步增大直到全开，同步地，逐渐关闭冷却水小循环，引导全部冷却水经过所述散热器散出热量。

进一步，所述发动机可调冷却***还包括车载控制***，如图2所示，该车载控制***30包括第一控制器31。第一控制器，以及下述的第二、第三控制器均可采用单片机或微处理器等处理器制成。所述第一控制器31分别与所述第一温度感应器14和主路节温器1连接，用于根据冷却水温度实时控制主路节温器1的阀门开度，调整冷却主循环管路和冷车循环支路的冷却水流量，从而可控制冷却水经过散热器所散出的热量。本实施例中，主路节温器可以蜡式调温器，也可以是电控调温器，根据冷却水温控制主路节温器的阀门开度，从而控制冷却水的流量，合理分配冷却水流动方向，使发动机冷却水温度始终处在最佳范围内。

此外，传统发动机冷却***的暖风散热器在发动机运转时始终有冷却水流过。上述情况导致在夏季时，汽车车厢内不需要暖风时也有发动机冷却水流过暖风散热器，从而分流了需要大量冷却水流过冷却主循环管路上的散热器的流量，导致发动机散热不足；而在冬季严寒天气下，为保证车厢内空气加热，需要大量的冷却水流过暖风散热器，而需要流经冷却主循环管路上散热器冷却水相对减少，但传统发动机冷却***的不能实现上述的精确调控，不能根据气候条件合理分配冷却水，为满足极限工况通常需设计较大排量的冷却水泵，从而造成能源消耗的浪费。

本实施例中，发动机的车内取暖循环支路6设置在所述冷却主循环管路上，所述车内取暖循环支路包括依次连通的第一副节温器3和暖风散热器4。在夏季气温时夏季时车厢内不需要暖风，第一副节温器3切断流向暖风散热器4的水路，使全部冷却水都经过发动机散热器13，为高温天气下发动机工作提供充分的冷却；而在冬季严寒天气下，为保证车厢内空气加热，第一副节温器3开启，并调节第一副节温器3的阀门开度，使冷却水合理分配，调整流入车内取暖循环支路6的冷却水流量，节约了能耗。进一步，所述车内取暖循环支路6中还设有支路水泵5，通过该支路水泵可采用定量水泵，也可采用变量水泵，能够更加有效地调节流经暖风散热器中的冷却水流量，提高车厢内气温的调节效果。具体地，所述发动机可调节冷却***还包括第二温度感应器15，所述第二温度感应器用于测量车厢内空气温度；支路水泵5可采用电控水泵。电控水泵与暖风散热器4相连，电控水泵可以是定转速的，也可以是变速转速的。所述车载控制***30包括第二控制器32，且第二温度感应器15与所述第二控制器32相连；所述第二控制器32分别与所述第一副节温器3和支路水泵5连接，该第二控制器32在保证发动机温度的同时，根据第二温度感应器检测到的车厢内温度，实时控制所述第一副节温器3的阀门开度和所述支路水泵5的功率。当车厢内温度较高时，就应加大第一副节温器的阀门开度，开启并提高支路水泵的功率，有效保证车厢内的气温；反之，就应减小第一副节温器的阀门开度，降低支路水泵的功率。

再则，传统发动机冷却***的机油冷却器在发动机运转时始终有冷却水流过，这样导致在发动机冷机状态下运转时，由于机油被冷却水冷却，发动机机油温度温升缓慢，机油粘度大，发动机各个运动副间摩擦大，从而也导致在暖机阶段摩擦功大，燃油消耗大，污染物的排放严重，润滑不良，运动件磨损大等缺点。

本实施例中，所述冷却主循环管路2上设有第二副节温器11；所述冷却主循环管路2上还设有机油冷却循环支路10。具体地，所述冷却主循环管路2上在所述机油冷却器9的入水口一端设有第二副节温器11；所述机油冷却器9和第二副节温器11形成机油冷却循环主路；所述机油冷却循环主路与所述机油冷却循环支路10并联连接。具体地，所述机油冷却循环支路10的一端连接在所述第二副节温器11的入口端，该机油冷却循环支路10的另一端连接在气缸盖7上。因而，在气温较低，尤其是在冬季时，可通过第二副节流器关闭流向机油冷却器的水路，使冷却水通过机油冷却循环支路流通，避免过度对发动机气缸内的机油冷却，影响发动机的机械性能。

进一步，所述发动机可调节冷却***还包括第三温度感应器16，用于测量发动机气缸体8内的机油温度。本发明可根据机油温度调节第二副节温器11的阀门开度，调整流经所述机油冷却器9的冷却水流量，使发动机气缸体8中的机油处于最佳温度范围。具体地，所述车载控制***30还包括第三控制器33，所述第三控制器33分别与所述第三温度感应器16和第二副节温器11连接，用于根据机油温度控制第二副节温器的阀门开度，从而实时、合理管控流经机油冷却器的冷却水流量。

所述发动机可调节冷却***工作过程：通过冷却主循环管路中的主路节温器、第二副节温器以及车内取暖循环支路中的第一副节温器联合控制冷却水的流向，根据发动机工况的变化，实现所述冷却***的动态优化管理，合理分配冷却水，配合冷却风扇运转管理，使发动机的始终工作在最佳的水温状态。在夏季气温时，车厢内不需要暖风，第一副节温器切断或减少流向暖风散热器的冷却水，加大冷却水经过散热器的冷却水流量，为高温天气下发动机工作提供充分的冷却。而在冬季严寒天气下，为保证车厢内空气加热，第一副节温器开启，同时支路水泵运转，第二副节温器关闭切断流向机油冷却器的冷却水，此时大量的冷却水流过暖风散热器，而需要流经散热器冷却水相对减少，从而保证车厢内供应暖风需要。达到减少暖机阶段的燃油消耗、降低污染物的排放和延长发动机寿命等之目的。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种发动机可调节冷却***，其特征在于，包括冷却主循环管路；所述冷却主循环管路包括依次连通的主路节温器、发动机散热器、主路水泵、机油冷却器、发动机汽缸体和汽缸盖；所述主循环管路上设有冷车循环支路，所述冷车循环支路一端与所述主路节温器连接，另一端与所述发动机散热器的出水口一端连接；所述主路节温器可根据冷却水温度实时地分配冷却水在所述冷却主循环管路和冷车循环支路中的流量。

2.根据权利要求1所述的发动机可调节冷却***，其特征在于，还包括第一温度感应器，所述第一温度感应器用于测量所述冷却主循环管路中的冷却水温度；当发动机启动后，冷却水在所述冷车循环支路中循环流动；当第一温度感应器检测到冷却水温度达到所述主路节温器预设初开温度时，所述主路节温器开启，冷却水开始分别在冷却主循环管路和冷车循环支路中循环流动。

3.根据权利要求2所述的发动机可调节冷却***，其特征在于，还包括第一控制器，所述第一控制器分别与所述第一温度感应器和主路节温器连接，用于根据冷却水温度控制主路节温器的阀门开度。

4.根据权利要求3所述的发动机可调节冷却***，其特征在于，所述主节温器为蜡式调温器或电控调温器。

5.根据权利要求1所述的发动机可调节冷却***，其特征在于，发动机的车内取暖循环支路设置在所述冷却主循环管路上，所述车内取暖循环支路包括依次连通的第一副节温器和暖风散热器。

6.根据权利要求5所述的发动机可调节冷却***，其特征在于，所述车内取暖循环支路中还设有支路水泵。

7.根据权利要求6所述的发动机可调节冷却***，其特征在于，还包括第二温度感应器和第二控制器，所述第二温度感应器用于测量车厢内空气温度，且该第二温度感应器与所述第二控制器相连；所述车载控制器分别与所述第一副节温器和支路水泵连接，用于控制所述第一副节温器的阀门开度和所述支路水泵的功率。

8.根据权利要求1-7任一项所述的发动机可调节冷却***，其特征在于，所述冷却主循环管路上设有第二副节温器；所述冷却主循环管路上还设有机油冷却循环支路，所述机油冷却器和第二副节温器形成机油冷却循环主路；所述机油冷却循环主路与所述机油冷却循环支路并联连接。

9.根据权利要求8所述的发动机可调节冷却***，其特征在于，还包括第三温度感应器，用于测量发动机气缸体内的机油温度。

10.根据权利要求9所述的发动机可调节冷却***，其特征在于，还包括第三控制器，所述第三控制器分别与所述第三温度感应器和第二副节温器连接，用于根据机油温度控制第二副节温器的阀门开度。