发动机冷却系统及具有其的汽车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种发动机冷却系统，其包括：发动机冷却部，用于使冷却液通过其中流动并与发动机换热；发动机出水口，连接至所述发动机冷却部的出口；开关水泵，连接至所述发动机冷却部的入口，其能够通过启停来控制流经所述发动机冷却部的冷却液流量；第一支路，连通所述发动机出水口和所述开关水泵；所述第一支路包括布置在其中的散热装置及电子节温器，所述电子节温器能够通过启停来控制所述第一支路的通断。本实用新型还包括一种具有该发动机冷却系统的汽车。
【专利说明】发动机冷却系统及具有其的汽车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车领域，更具体地，本实用新型涉及汽车的发动机冷却系统。
【背景技术】
[0002]汽车的发动机冷却系统对发动机正常运转、安全行驶及降低油耗与排放均起到重要的作用。目前，随着发动机结构设计愈发紧凑及升功率增大，发动机产生的废热密度也随之明显增大，因此，对于发动机冷却系统的要求也不断增加。通常，发动机冷却系统的散热能力的设计应首先考虑满足发动机高负荷时的散热需求。
[0003]但事实上，发动机并不是在任何时候都需要被冷却，且发动机在不同工况下所需的冷却程度不同，如:
[0004](I)当发动机暖机时，提高冷却液的温度可缩短暖机时间，从而降低油耗与排放；
[0005](2)当发动机以部分负荷运行时，提高冷却液的温度一方面可升高机油温度，降低摩擦损失；另一方面还有助于改善缸内燃烧，同时降低散热损失，也达到增强动力性及降低油耗的作用；
[0006](3)当发动机以大负荷或极限工况运行时，降低冷却液温度可保证发动机安全可靠的运行。
[0007]但是，当前发动机冷却系统的设计标准是解决发动机以大负荷运行时的散热问题，而忽略发动机暖机与以部分负荷运行时的燃油经济性及排放问题。究其原因，是由于当前发动机冷却系统属于被动调节系统，其两大关键零件(传统水泵和传统节温器)自身存在无法主动调节的缺陷。
[0008]具体而言，传统水泵即由皮带或链条驱动的机械水泵，其转速正比于发动机转速，这导致发动机冷却系统内的冷却液流量取决于发动机转速，而非发动机的实际散热需求，因此无法实现在整个运行工况中对发动机的冷却液温度进行合理控制。另外，传统节温器通常依靠蜡包中石蜡在高低温的状态变形来推动由推杆控制的阀门的开闭，从而实现在发动机冷却系统大小循环中的切换。传统节温器也为匹配发动机以高速大负荷运行时的散热要求，在发动机出口冷却液90°C以下就开始打开大循环，这导致发动机以部分负荷运行时的冷却液温度过低。如若简单地提高大小循环的切换温度(即提高传统节温器初开温度)来提高发动机以部分负荷运行时的冷却液温度，又会导致当发动机以高负荷运行时，大循环无法及时打开，这将带来发动机工作安全性与可靠性的问题。
【发明内容】
[0009]本实用新型的目的在于提供一种发动机冷却系统及具有其的汽车，以实现对发动机冷却的按需调节。
[0010]根据本实用新型的一个方面，提供一种发动机冷却系统，其包括:发动机冷却部，用于使冷却液通过其中流动并与发动机换热；发动机出水口，连接至所述发动机冷却部的出口 ；开关水泵，连接至所述发动机冷却部的入口，其能够通过启停来控制流经所述发动机冷却部的冷却液流量；第一支路，连通所述发动机出水口和所述开关水泵；所述第一支路包括布置在其中的散热装置及电子节温器，所述电子节温器能够通过启停来控制所述第一支路的通断。
[0011]可选地，其还包括:ECU，分别电连接所述开关水泵和所述电子节温器，其用于分别控制所述开关水泵和/或所述电子节温器的启停。
[0012]可选地，所述电子节温器在所述第一支路上布置在所述散热装置的下游。
[0013]可选地，其还包括:第一温度传感器，布置在所述第一支路中，以用于检测流经其的冷却液温度。
[0014]可选地，所述第一温度传感器布置在所述电子节温器的下游。
[0015]可选地，其还包括:第二温度传感器，布置在所述发动机冷却部的出口和所述发动机出水口之间，以用于检测流经其的冷却液温度。
[0016]可选地，其还包括:第二支路，连通所述发动机出水口和所述开关水泵；所述第二支路包括布置在其中的暖风加热装置。
[0017]可选地，其还包括:第三支路，连通所述发动机出水口和所述开关水泵；所述第三支路包括布置在其中的膨胀水壶。
[0018]根据本实用新型的另一方面，还提供一种汽车，其包括如前所述的发动机冷却系统。
[0019]根据本实用新型的发动机冷却系统，通过控制开关水泵完全运转、停止运转或间歇运转，可以改变冷却液流量；另外，通过控制电子节温器的加电状态，可以改变电子节温器开闭时机，从而实现对发动机冷却系统第一支路的开闭控制，进而控制散热装置进行散热。在这两者的共同作用下，实现了对发动机冷却系统的主动调节。根据本实用新型的汽车，通过应用该套发动机冷却系统，能够调节其以适应各种发动机运行工况，从而既解决大负荷和极限工况下的散热问题，又能解决暖机和部分负荷时的油耗及排放降低的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的发动机冷却系统的一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0021]图1示出了本实用新型的发动机冷却系统的一个实施例的示意图。其包括发动机冷却部、发动机出水口 7、开关水泵I。其中，发动机冷却部为用于使冷却液(例如，在本实施例中冷却液为水)通过其中流动并与发动机换热的元件，其可为独立的元件，也可为发动机自身的一部分。例如，在图1示出的实施例中，该发动机冷却部包括发动机缸盖水套9和发动机缸体水套11。开关水泵I连接至发动机缸体水套11和发动机缸盖水套9的入口，如此设置能够保证发动机核心部件优先得到冷却。而发动机出水口 7则连接至发动机缸体水套11和发动机缸盖水套9的出口。
[0022]另外，如图1所示，还存在三条流体连通开口水泵I及发动机出水口 7的支路，其分别为:第一支路，其中布置有散热装置5及电子节温器3 ;第二支路，其中布置有暖风加热装置10 ;及第三支路，其中布置有膨胀水壶6。其中，第二支路及第三支路为常通支路，即冷却液可在第一支路和/或第二支路与开关水泵1、发动机缸体水套11、发动机缸盖水套9及发动机出水口 7形成的回路(即本领域通常所述的小循环回路)中循环流动；而第一支路与开关水泵1、发动机缸体水套11、发动机缸盖水套9及发动机出水口 7形成的回路(即本领域通常所述的大循环回路)则由电子节温器2控制其通断。其中，E⑶(发动机电控单元)12分别与电子节温器3及开关水泵I电连接，以实现分别控制两者的目的。本方案中还在第一支路中靠近电子节温器3处设置第一温度传感器2，以用于检测流经其的冷却液的温度，从而防止电子节温器3过度加电，以实现对其更好的控制。可选地，第一温度传感器2设置在电子节温器3的下游。此外，还在发动机出水口 7和发动机缸盖水套9间布置由第二温度传感器8，以检测出水水温。
[0023]完成与发动机换热的冷却液从发动机缸体水套11及发动机缸盖水套9中流出后，经由发动机出水口 8分别流向第二支路及第三支路，其中流入第二支路中的冷却液在暖风加热装置10中与流经其的空气换热，以加热空气来形成暖风，从而在车用空调制热功能启动时，辅助为驾驶员提供暖风，提高了能量利用率；另外，流入第三支路中的冷却液流经膨胀水壶6，用于保持发动机冷却系统的压力。当电子节温器3开启时，冷却液还可流入第一支路，此时冷却液将流经散热装置5，并与由风扇4吹过散热装置5的空气进行换热，从而大幅降低冷却液的温度。流过三条支路的冷却液均再次流入发动机缸体水套11及发动机缸盖水套9中进行换热，如此循环往复。
[0024]其中，开关水泵在传统机械水泵的水泵驱动带轮中加装了电磁离合器，电磁离合器可接受ECU的控制来连接或断开水泵与驱动带轮，从而控制水泵叶轮运转或停止，以此实现按需调节冷却液流量。而电子节温器则为在传统节温器的基础上，在蜡包中布置了加热电阻，如此使得节温器蜡包中的石蜡在感知外部冷却液温度的同时，还能感知内部加热电阻的温度，通过接受ECU的控制来对内部加热电阻加电或断电，即可实现调控电子节温器的初开温度，由此来控制第一支路的通断时机。
[0025]如下将结合本实用新型如图1所示的实施例来阐述本实用新型的工作原理:
[0026]当发动机处于暖机状态时，E⑶12控制开关水泵I停止运转或间歇运转，以此实现降低冷却液流量；并通过ECU 12控制电子节温器3实现较高的开启温度，从而推迟发动机冷却系统第一支路的打开时间，使发动机在较高的目标冷却液温度下工作，缩短暖机时间，从而实现降低油耗与排放的作用。
[0027]当发动机以部分负荷运行时，E⑶12控制开关水泵I停止运转或间歇运转，以此实现降低冷却液流量；并通过ECU 12控制电子节温器3实现较高的开启温度，从而推迟发动机冷却系统第一支路的打开时间，使发动机在较高的目标冷却液温度下工作，并升高机油温度，降低摩擦损失；同时还有助于改善缸内燃烧，从而降低散热损失；还实现降低油耗的作用。
[0028]当发动机以大负荷或极限工况运行时，E⑶12制开关水泵I完全运转以提供最大流量，同时还控制电子节温器3加电开启，以连通第一支路，使得冷却液流经散热装置5来进行热交换，之后再进入发动机缸体水套11和发动机缸盖水套9并对其进行冷却。在此过程中，ECU 12通过分析第一温度传感器2采集的温度值，来控制实现合适的加电占空比，从而避免电子节温器3发生开启过度从而漏蜡的问题，使得运行可靠性更高。
[0029]根据本实用新型的实施例，还提供一种汽车，其应用了本实用新型的发动机冷却系统，通过改善现有系统中的部分关键元件，实现了发动机冷却系统的可控调节，并改善了油耗及排放问题；而且还无需对现有车型的结构进行大的改变，具有较好的适用性。
[0030] 如上根据附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了详细的描述。所属领域的技术人员根据上述说明可以对实施方式中具体的特征进行等同的改型或变型，毫无疑问，这些改变的实施方式也将落入权利要求书所覆盖的保护范围内。
【权利要求】
1.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括: 发动机冷却部，用于使冷却液通过其中流动并与发动机换热； 发动机出水口，连接至所述发动机冷却部的出口 ； 开关水泵，连接至所述发动机冷却部的入口，其能够通过启停来控制流经所述发动机冷却部的冷却液流量； 第一支路，连通所述发动机出水口和所述开关水泵；所述第一支路包括布置在其中的散热装置及电子节温器，所述电子节温器能够通过启停来控制所述第一支路的通断。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括: ECU，分别电连接所述开关水泵和所述电子节温器，其用于分别控制所述开关水泵和/或所述电子节温器的启停。
3.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于: 所述电子节温器在所述第一支路上布置在所述散热装置的下游。
4.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括: 第一温度传感器，布置在所述第一支路中，以用于检测流经其的冷却液温度。
5.根据权利要求1任意一项所述的发动机冷却系统，其特征在于: 所述第一温度传感器布置在所述电子节温器的下游。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括: 第二温度传感器，布置在所述发动机冷却部的出口和所述发动机出水口之间，以用于检测流经其的冷却液温度。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括: 第二支路，连通所述发动机出水口和所述开关水泵；所述第二支路包括布置在其中的暖风加热装置。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括: 第三支路，连通所述发动机出水口和所述开关水泵；所述第三支路包括布置在其中的膨胀水壶。
9.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的发动机冷却系统。
【文档编号】F01P7/16GK204024789SQ201420382498
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】于述亮, 宋宏利, 黄春生 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司