CN114263523A - 发动机水套、冷却***及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种发动机水套、冷却***及车辆，其中的发动机水套包括缸体水套和缸盖水套，缸盖水套包括相连通的燃烧室水套和集成排气歧管水套，缸体水套在排气侧与集成排气歧管水套连通，以使得发动机水套具有由燃烧室水套和集成排气歧管水套连通形成的第一流道、以及由缸体水套和集成排气歧管水套连通形成的第二流道。通过上述技术方案，既能够满足发动机较大热负荷下的冷却需求，又能够避免增大部分的流量经过通道狭窄的燃烧室水套而造成的***压力损失，进而减少水泵的扬程从而降低油耗。

Description

发动机水套、冷却***及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种发动机水套、冷却***及车辆。

背景技术

发动机是车辆动力***的关键部件，如果长时间处于热负荷较重的工作环境，严重影响发动机的使用寿命。通常采用冷却***使发动机维持在最佳的工作环境。相关技术中的冷却***通过使冷却水分别进入缸体水套和缸盖水套，从而为发动机降温。这种使冷却水分别经过缸体水套和缸盖水套的方式，在散热量较小的工况下尚能够满足冷却的需求，但是当热负荷大幅度增加时，则会导致缸盖尤其是集成排气歧管(IEM)部分的流量增大。这部分增大的流量需要经过进气侧然后再到IEM，从而导致缸盖压损急剧增大，为补偿损失的压力进一步导致了水泵功耗的增加，同时还容易出现因缸盖水套流速过快而引起的侵蚀的问题。

发明内容

本公开的第一个目的是提供一种发动机水套，能够提升冷却性能并降低油耗。

为了实现上述目的，本公开提供一种发动机水套，包括缸体水套和缸盖水套，所述缸盖水套包括相连通的燃烧室水套和集成排气歧管水套，所述缸体水套在排气侧与所述集成排气歧管水套连通，以使得所述发动机水套具有由所述燃烧室水套和集成排气歧管水套连通形成的第一流道、以及由所述缸体水套和所述集成排气歧管水套连通形成的第二流道。

可选地，所述发动机水套还包括用于将冷却水分别引入到所述缸体水套和缸盖水套的连接水套，所述连接水套设置在所述缸体水套的进气侧，且分别与所述缸体水套和所述缸盖水套连通。

可选地，所述缸盖水套上还形成有用于与所述缸体水套连通的第三流道，以使得用于冷却缸体的冷却水能够经所述第三流道从所述缸盖水套流出。

本公开的第二个目的是提供一种冷却***，包括水泵、发动机水套、第一调温器以及散热器，所述发动机水套为上述的发动机水泵，所述第一调温器设置在所述发动机水套的出水口处，用于根据流出所述发动机水套中的冷却水的温度选择性地使冷却水流经所述散热器。

可选地，所述第一调温器为电子调温器。

可选地，所述冷却***还包括与所述发动机水套相连通的增压器，流出所述增压器的冷却水重新回到泵前循环。

可选地，所述冷却***还包括与所述发动机水套相连通的发动机油冷器，流出所述发动机油冷器的冷却水重新回到泵前循环。

可选地，所述冷却***还包括控制阀、变速箱油冷器和暖风***，所述控制阀用于通断所述变速箱油冷器和/或所述暖风***所在的回路。

可选地，所述变速箱油冷器和所述暖风***串联设置。

可选地，所述变速箱油冷器和所述暖风***并联设置，所述冷却***还包括用于选择性地通断所述变速箱油冷器所在回路的第二调温器。

本公开的第三个目的是提供一种车辆，该车辆包括上述的发动机水套或者冷却***。

通过上述技术方案，使得为满足冷却需求而增加的部分冷却水流量能够经由缸体水套而进入到集成排气歧管水套中。由于缸体水套的流通面积较燃烧室水套更大，这样既满足了较大热负荷下的冷却需求，又能够避免增大部分的流量因经过更为狭窄的燃烧室水套而造成的***压力损失，进而减少水泵的扬程从而降低油耗。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开示例性实施方式提供的发动机水套的侧视图；

图2是图1中发动机水套的俯视图；

图3是本公开示例性实施方式提供的冷却***的原理图；

图4是本公开示例性实施方式提供的另一冷却***的原理图。

附图标记说明

1-发动机水套，11-缸体水套，111-过水孔，12-缸盖水套，121-燃烧室水套，122-集成排气歧管水套，123-第三流道，13-连接水套，14-水泵蜗壳，2-水泵，3-第一调温器，4-散热器，5-增压器，6-发动机油冷器，7-控制阀，8-变速箱油冷器，9-暖风***，10-第二调温器。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指以相应附图的图面为基准定义的。“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外。使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。另外，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

如图1和图2所示，本公开提供了一种发动机水套1，该发动机水套1包括缸体水套11和缸盖水套12。其中的缸盖水套12集成有排气歧管水套122，即缸盖水套12包括相连通的燃烧室水套121和集成排气歧管水套122两部分。在可能导致缸盖流量增大的工况下，例如发动机处于较重热负荷，为了在不增大燃烧室水套121(通道狭窄，流量较大时会导致较大的压损)流量的前提下，实现增大集成排气歧管水套(IEM)流量的目的，缸体水套11在排气侧(图2中的右侧)与集成排气歧管水套122连通，以使得发动机水套1具有由燃烧室水套121和集成排气歧管水套122连通形成的第一流道(图2中实线箭头)、以及由缸体水套11和集成排气歧管水套122连通形成的第二流道(图2中虚线箭头)。

具体的，可以在缸盖垫上增设过水孔111，以实现缸体水套11与集成排气歧管水套122的连通。当发动机处于较重热负荷工况时，冷却水流量增加，增加部分的冷却水流量将通过第二流道，经由缸体水套11从排气侧直接进入到集成排气歧管水套122，而另一部分冷却水流量则仍然通过第一流道，经由燃烧室水套121进入到集成排气歧管水套122。

相较于相关技术中冷却水在缸体水套和缸盖水套中分别独立流通的方式，本公开提供的发动机水套1使得为满足冷却需求而增加的部分冷却水流量能够经由缸体水套11进入到集成排气歧管水套122中。由于缸体水套11的流通面积较燃烧室水套121更大，这样既满足了较大热负荷下的冷却需求，又能够避免增大部分的流量经过通道狭窄的燃烧室水套121而造成的***压力损失，进而减少水泵的扬程(功率)从而降低油耗。

进一步地，本公开的发动机水套1还可以包括连接水套13，如图1和图2所示，连接水套13安装在缸体水套11的进气侧(图2中的左侧)，该连接水套13具有用于与水泵蜗壳14连通的进水口、以及分别用于与缸体水套11和燃烧室水套121连通的两个出水口，同样的，可以通过在缸盖垫上增设过水孔111的方式使得连接水套13与缸盖水套12连通。这样通过增加一个连接水套13便能够将冷却水分别引入至缸体水套11和缸盖水套12中，实现上述的分别通过第一流道和第二流道将大流量的冷却水以较小压损引入到集成排气歧管水套122中的目的。

继续参考图1，缸盖水套12的后端还可以形成有第三流道123，第三流道123与缸体水套11连通。与第二流道不同，流入到第三流道123中的冷却水是用于冷却缸体的，冷却水冷却缸体的进气侧和排气侧后从缸体后端进入到形成在缸盖水套12上的第三流道123中，再经第三流道123流出，进入冷却***的循环中。

本公开还提供一种冷却***，如图3和图4所示，该冷却***包括水泵2、发动机水套1、第一调温器3以及散热器4。其中的发动机水套1为上述的发动机水套，应用有该发动机水套1的冷却***因而具有其所有的有益效果，此处不再赘述。调温器是一种能够根据温度自动调节冷却水流动路径的阀门。第一调温器3设置在发动机水套1的出水口处，用于根据流出发动机水套1中的冷却水的温度，选择性地使冷却水流经散热器4。本公开中使用的调温器，例如第一调温器3以及之后将会提及的第二调温器10可以采用电子调温器。电子调温器调节的范围较大，当发动机需要在高温情况下发挥经济优势时，仍然能够快速达到所需的温度，发挥节能减排的优势，在保证可靠性的同时无需牺牲常用工况下的燃油经济性。

冷却***还可以包括增压器5，增压器5与发动机水套1连通，使得冷却水能够用于冷却增压器5，流出增压器5后的冷却水重新回到泵前循环。冷却***还可以进一步包括发动机油冷器6，发动机油冷器6与发动机水套1连通，使得冷却水能够用于冷却发动机油冷器6。同样的，流出发动机油冷器6后的冷却水重新回到泵前循环。

此外，冷却***还可以包括控制阀7、变速箱油冷器8和暖风***9。在图3示出的实施方式中，变速箱油冷器8和暖风***9并联设置，冷却***还包括用于选择性地通断变速箱油冷器8所在回路的第二调温器10，即第二调温器10的作用是调节冷却水是否流经变速箱油冷器8所在的回路。此时，控制阀7用于选择性地通断暖风***9所在的回路。

由于暖风***9很多时候是不需要供暖和除霜的，变速箱油冷器8在很多工况下也不需要冷却，只在部分恶劣工况下才需要额外的冷却，因此，在图4示出的实施方式中，变速箱油冷器8可以与暖风***9串联设置。相较于图3示出的变速箱油冷器8和暖风***9并联设置的方式，串联设置的方式不需要额外设置第二调温器10，而是可以通过控制阀7控制变速箱油冷器8和暖风***9所在的回路的通断。

下面结合图1至图4对本公开提供的冷却***的工作原理以及能够带来的有益效果做详细的说明。

冷却水从水泵蜗壳14进入到连接水套13，其中一路通过进气侧的缸盖垫上水孔111进入燃烧室水套121，这一部分的冷却水不经过缸体水套11，而是直接进入燃烧室水套121后进入集成排气歧管水套122(第一流道)；另一路则直接进入缸体水套11中。进入到缸体水套11的这一部分冷却水又分成三路：第一路在进入缸体水套11后在排气侧从水套的底部进入增压器5；第二路在排气侧经缸盖垫上水孔111进入集成排气歧管水套122(第二流道)，并与经燃烧室水套121而来的冷却水汇合后从缸盖水套12流出；第三路则在分别冷却进、排气侧后从缸体的后端进入缸盖后端的单独的第三流道123流出。

当发动机尚未达到最佳工作温度时，例如在车辆刚启动的时候，发动机的温度较低。为了实现快速暖机，发动机内的冷却水应尽量减少流动，以使发动机快速升高到最佳的工作温度，以减小摩擦功降低油耗，同时改善燃烧及催化器效率，减少有害物质排放。

此时，第一调温器3关闭，冷却水不经过散热器4，这样便使得冷却水能够在发动机内部进行循环，快速提升冷却水的温度及润滑油的温度。由于水温升高的速度大于润滑油的升高速度，所以冷却水在这种工况下通过发动机油冷器6与机油进行热交换，对机油进行加热，使机油粘度降低以达到降低摩擦功来降低发动机油耗的效果。

当暖风***9没有供暖以及除霜的需求时，可以通过整车控制器(ECU)或者单独设置的控制器调节控制阀7使回路关闭以进一步减小冷却***的流量，从而达到降低暖机时间的目的；如果需要供暖以及除霜，则由控制器下达指令以打开控制阀7。第二调温器10能够在快速暖机阶段使得冷却水不进入变速箱油冷器8中，以进一步减少冷却***内的冷却水循环。

发动机的运行转速和负荷范围较广，在不同的工况下的最佳温度也不尽相同，因此需要在不同工况下都要有最佳的工作温度，这时可以通过第一调温器3的开度来控制不同水温，以保证发动机都工作在最佳的温度。例如，在高速大负荷工况下，为保证发动机机械性能及可靠性需要较低的工作温度，而在部分负荷工况下则需要较高的水温以获得较佳的油耗水平。通过机械开发，例如仿真或者试验，在保证发动机的可靠性的前提下寻找发动机最低油耗及最少有害物质排放的温度，并将开发得到的详细数据输入至ECU中。当发动机工作在不同的工况时，ECU根据机械开发数据以控制第一调温器3的开度和开启时间，使得发动机快速达到最佳的工作温度。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (11)

1.一种发动机水套，包括缸体水套(11)和缸盖水套(12)，其特征在于，所述缸盖水套(12)包括相连通的燃烧室水套(121)和集成排气歧管水套(122)，所述缸体水套(11)在排气侧与所述集成排气歧管水套(122)连通，以使得所述发动机水套(1)具有由所述燃烧室水套(121)和集成排气歧管水套(122)连通形成的第一流道、以及由所述缸体水套(11)和所述集成排气歧管水套(122)连通形成的第二流道。

2.根据权利要求1所述的发动机水套，其特征在于，还包括用于将冷却水分别引入到所述缸体水套(11)和缸盖水套(12)的连接水套(13)，所述连接水套(13)设置在所述缸体水套(11)的进气侧，且分别与所述缸体水套(11)和所述缸盖水套(12)连通。

3.根据权利要求1所述的发动机水套，其特征在于，所述缸盖水套(12)上还形成有用于与所述缸体水套(11)连通的第三流道(123)，以使得用于冷却缸体的冷却水能够经所述第三流道(123)从所述缸盖水套(12)流出。

4.一种冷却***，其特征在于，包括水泵(2)、发动机水套(1)、第一调温器(3)以及散热器(4)，所述发动机水套为权利要求1-3中任意一项的发动机水泵，所述第一调温器(3)设置在所述发动机水套(1)的出水口处，用于根据流出所述发动机水套(1)中的冷却水的温度选择性地使冷却水流经所述散热器(4)。

5.根据权利要求4所述的冷却***，其特征在于，所述第一调温器(3)为电子调温器。

6.根据权利要求4所述的冷却***，其特征在于，还包括与所述发动机水套(1)相连通的增压器(5)，流出所述增压器(5)的冷却水重新回到泵前循环。

7.根据权利要求4所述的冷却***，其特征在于，还包括与所述发动机水套(1)相连通的发动机油冷器(6)，流出所述发动机油冷器(6)的冷却水重新回到泵前循环。

8.根据权利要求4所述的冷却***，其特征在于，还包括控制阀(7)、变速箱油冷器(8)和暖风***(9)，所述控制阀(7)用于通断所述变速箱油冷器(8)和/或所述暖风***(9)所在的回路。

9.根据权利要求8所述的冷却***，其特征在于，所述变速箱油冷器(8)和所述暖风***(9)串联设置。

10.根据权利要求8所述的冷却***，其特征在于，所述变速箱油冷器(8)和所述暖风***(9)并联设置，所述冷却***还包括用于选择性地通断所述变速箱油冷器(8)所在回路的第二调温器(10)。

11.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-3中任意一项所述的发动机水套，或者包括权利要求4-10中任意一项所述的冷却***。

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