汽车发动机并联冷却系统及汽车的制作方法

文档序号:14515924研发日期:2016年阅读:371来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统发动机冷却系统在高温或长时间运行时降温效率不足的问题,提出一种并联冷却系统。通过设置第一冷却回路(散热器降温)和第二冷却回路(压缩机制冷),根据温度传感器反馈自动切换冷却模式,确保发动机始终处于理想工作温度,有效延长使用寿命。系统集成水泵、节温器、副水箱等部件,兼顾散热与快速降温需求,提升整车热管理性能。
关键词:并联冷却,温度调控

本发明属于汽车技术领域,特别是涉及一种汽车发动机并联冷却系统及汽车。



背景技术:

目前,汽车发动机普遍采用强制循环式水冷系统进行冷却,即利用水泵强制冷却液在冷却系统中循环流动。现有汽车发动机的冷却系统主要由发动机冷却水套、节温器、散热器、风扇、副水箱、水泵等组成。其工作过程主要是利用水泵将散热器中冷却后的冷却液加压输送到发动机冷却水套,冷却液在冷却水套中吸收发动机缸体产生的热量后温度升高,经节温器流入散热器中,在风扇的强力抽吸作用下,空气高速通过散热器,因而受热后的冷却液在流经散热器的过程中,热量不断地被高速流动的空气带走,使得冷却液被冷却,被冷却的冷却液在流入散热器下部的水室后,在水泵的作用下又重新流回到发动机中,像这样不断循环。

在实际使用中我们发现:这种冷却系统受环境温度的影响较大,在环境温度较高或者发动机长时间运转时,冷却效果有限。具体地,由于现有汽车发动机的冷却系统是采用空气流动对散热器中的冷却液降温,达到冷却的效果,在环境温度较高或者发动机长时间运转时,受到环境温度的影响,会造成流经散热器后冷却液的温度降低不明显,冷却液的温度仍然较高,冷却效果不理想,这样会导致发动机各零部件不能保持在理想的工作温度内,减小发动机的使用寿命。



技术实现要素:

本发明实施例要解决的一个技术问题是:提供一种汽车发动机并联冷却系统及汽车,可以使发动机各零部件始终保持在理想的工作温度内,延长发动机的使用寿命。

根据本发明实施例的一个方面,提供一种汽车发动机并联冷却系统,包括:

发动机冷却水套,设有进水口和出水口;

并联冷却回路,包括:第一冷却回路和第二冷却回路,所述第一冷却回路和所述第二冷却回路并联连接于所述发动机冷却水套的进水口与出水口之间,其中所述第一冷却回路利用散热器进行降温,所述第二冷却回路通过压缩机进行制冷。

在基于本发明上述系统的另一实施例中,还包括:

控制装置,根据所述发动机冷却水套的出水温度与预设温度进行比较,并根据比较结果确定所述并联冷却回路中与所述发动机冷却水套连通的冷却回路。

在基于本发明上述系统的另一实施例中,还包括:

温度传感器,设置于所述发动机冷却水套的出水口,用于检测所述发动机冷却水套的出水温度。

在基于本发明上述系统的另一实施例中,所述控制装置包括:

控制器,用于根据所述发动机冷却水套的出水温度与预设温度进行比较,并根据比较结果,响应于所述发动机冷却水套的出水温度低于预设温度,生成第一控制信号;以及响应于所述发动机冷却水套的出水温度等于或者高于预设温度,生成第二控制信号;

执行器,设置于所述并联冷却回路与所述发动机冷却水套之间,根据所述第一控制信号,打开所述第一冷却回路,使所述第一冷却回路与所述发动机冷却水套连通,同时关闭所述第二冷却回路;以及根据所述第二控制信号,打开所述第二冷却回路,使所述第二冷却回路与所述发动机冷却水套连通,同时关闭所述第一冷却回路。

在基于本发明上述系统的另一实施例中,所述执行器包括:两个二位三通阀,其中一个所述二位三通阀分别与所述第一冷却回路的进水口、所述第二冷却回路的进水口及所述发动机冷却水套的出水口连接,另一个所述二位三通阀分别与所述第一冷却回路的出水口、所述第二冷却回路的出水口及所述发动机冷却水套的进水口连接。

在基于本发明上述系统的另一实施例中,所述执行器包括:四个阀门,其中第一个所述阀门与所述第一冷却回路的进水口及所述发动机冷却水套的出水口连接,第二所述阀门与所述第一冷却回路的出水口及所述发动机冷却水套的进水口连接,第三个所述阀门与所述第二冷却回路的进水口及所述发动机冷却水套的出水口连接,第四个所述阀门与所述第二冷却回路的出水口及所述发动机冷却水套的进水口连接。

在基于本发明上述系统的另一实施例中,所述第二冷却回路包括:水循环回路和冷媒循环回路,所述水循环回路与所述发动机冷却水套的进水口及出水口连接,在所述水循环回路中设有冷却器,所述冷媒循环回路与所述冷却器的冷媒进口及冷媒出口连接,在所述冷媒循环回路中还依次设有压缩机、冷凝器和储液罐。

在基于本发明上述系统的另一实施例中,在所述第一冷却回路中设有散热器,在所述散热器后方设有风扇。

在基于本发明上述系统的另一实施例中,还包括:水泵,所述水泵与所述并联冷却回路的出水口及所述发动机冷却水套的进水口连接。

根据本发明实施例的另一个方面,提供一种汽车,包括:上述任一实施例的汽车发动机并联冷却系统。

基于本发明实施例提供的汽车发动机并联冷却系统及汽车,通过在汽车发动机冷却系统中设置并联的第一冷却回路和第二冷却回路,其中第一冷却回路利用散热器进行降温,第二冷却回路通过压缩机进行制冷,当发动机在常温状态下工作时,利用第一冷却回路对冷却液进行冷却,当环境温度较高或者发动机长时间运转,导致第一冷却回路的冷却效果不理想,冷却液的温度较高时,关闭第一冷却回路,打开第二冷却回路,利用第二冷却回路对冷却液进行冷却,由于第二冷却回路采用压缩机进行制冷,因此可以使冷却液的温度快速降低,从而可以使发动机各零部件保持在理想的工作温度内,延长发动机的使用寿命。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例,并且连同描述一起用于解释本发明的原理。

参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本发明,其中:

图1为本发明实施例汽车发动机并联冷却系统一个实施例的结构图。

图2为本发明实施例汽车发动机并联冷却系统另一个实施例的结构图。

图3为本发明实施例汽车发动机并联冷却系统一个具体实施例的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的零部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明实施例汽车发动机并联冷却系统一个实施例的结构图。如图1所示,本发明实施例的汽车发动机并联冷却系统包括:发动机冷却水套100和并联冷却回路200。其中,发动机冷却水套100设有进水口和出水口。并联冷却回路200包括第一冷却回路210和第二冷却回路220,第一冷却回路210和第二冷却回路220并联连接于发动机冷却水套100的进水口与出水口之间,其中第一冷却回路210利用散热器进行降温,第二冷却回路220通过压缩机进行制冷。

基于本发明实施例提供的汽车发动机并联冷却系统,通过在汽车发动机冷却系统中设置并联的第一冷却回路210和第二冷却回路220,其中第一冷却回路210利用散热器进行降温,第二冷却回路220通过压缩机进行制冷,当发动机在常温状态下工作时,利用第一冷却回路210对冷却液进行冷却,当环境温度较高或者发动机长时间运转,导致第一冷却回路210的冷却效果不理想,冷却液的温度较高时,关闭第一冷却回路210,打开第二冷却回路220,利用第二冷却回路220对冷却液进行冷却,由于第二冷却回路220采用压缩机进行制冷,因此可以使冷却液的温度快速降低,从而可以使发动机各零部件保持在理想的工作温度内,延长发动机的使用寿命。

图2为本发明实施例汽车发动机并联冷却系统另一个实施例的结构图。如图2所示,与图1的实施例相比,在该实施例中,汽车发动机并联冷却系统还包括:控制装置400,控制装置400根据发动机冷却水套100的出水温度与预设温度进行比较,并根据比较结果确定并联冷却回路200中与发动机冷却水套100连通的冷却回路,实现汽车发动机并联冷却系统在第一冷却回路210与第二冷却回路220之间的切换。

进一步地,如图2所示,汽车发动机并联冷却系统还包括:温度传感器300,温度传感器300设置于发动机冷却水套100的出水口,用于检测发动机冷却水套100的出水温度。

在具体实现的过程中,控制装置400可以包括:控制器和执行器。其中,控制器用于根据发动机冷却水套100的出水温度与预设温度进行比较,并根据比较结果,响应于发动机冷却水套100的出水温度低于预设温度,生成第一控制信号;以及响应于发动机冷却水套100的出水温度等于或者高于预设温度,生成第二控制信号。执行器设置于并联冷却回路200与发动机冷却水套100之间,根据第一控制信号,打开第一冷却回路210,使第一冷却回路210与发动机冷却水套100连通,同时关闭第二冷却回路220;以及根据第二控制信号,打开第二冷却回路220,使第二冷却回路220与发动机冷却水套100连通,同时关闭第一冷却回路210。

在具体应用时,执行器可以包括:两个二位三通阀,其中一个二位三通阀分别与第一冷却回路210的进水口、第二冷却回路220的进水口及发动机冷却水套100的出水口连接,另一个二位三通阀分别与第一冷却回路210的出水口、第二冷却回路220的出水口及发动机冷却水套100的进水口连接。在发动机冷却水套100的出水温度低于预设温度时,控制器通过第一控制信号控制两个二位三通阀动作,打开第一冷却回路210,使第一冷却回路210与发动机冷却水套100连通,同时第二冷却回路220关闭;在发动机冷却水套100的出水温度等于或者高于预设温度时,控制器通过第二控制信号控制两个二位三通阀动作,打开第二冷却回路220,使第二冷却回路220与发动机冷却水套100连通,同时第一冷却回路210关闭。

需要说明的是,在本实施例中,执行器的实现方式并不限定上述结构,在具体应用时,执行器也可以采用四个阀门来实现。具体地,第一个阀门与第一冷却回路的进水口及发动机冷却水套的出水口连接,第二个阀门与第一冷却回路的出水口及发动机冷却水套的进水口连接,第三个阀门与第二冷却回路的进水口及发动机冷却水套的出水口连接,第四个阀门与第二冷却回路的出水口及发动机冷却水套的进水口连接。当四个阀门均为常闭阀门时,在发动机冷却水套100的出水温度低于预设温度时,控制器通过第一控制信号控制第一个阀门和第二个阀门动作,打开第一冷却回路210,使第一冷却回路210与发动机冷却水套100连通,此时第二冷却回路220关闭;在发动机冷却水套100的出水温度等于或者高于预设温度时,控制器通过第二控制信号控制第三个阀门和第四个阀门动作,打开第二冷却回路220,使第二冷却回路220与发动机冷却水套100连通,此时第一冷却回路210关闭。当四个阀门均为常开阀门时,第一控制信号和第二控制信号分别用于在不同条件下控制相应的阀门关闭。

图3为本发明实施例汽车发动机并联冷却系统一个具体实施例的结构图。如图3所示,在该实施例中,第一冷却回路210和第二冷却回路220分别通过二位三通阀410、420与发动机冷却水套100的进水口和出水口连接,第二冷却回路220包括:水循环回路和冷媒循环回路,其中,水循环回路与发动机冷却水套100的进水口及出水口连接,在水循环回路中设有冷却器221,冷媒循环回路与冷却器221的冷媒进口及冷媒出口连接,在冷媒循环回路中还依次设有压缩机222、冷凝器223和储液罐224。在第一冷却回路210中设有散热器211,在散热器211后方设有风扇212。水泵500与并联冷却回路200的出水口及发动机冷却水套100的进水口连接。

进一步地,如图3所示,第一冷却回路210还包括:副水箱213,发动机冷却水套100的排气口与副水箱213连通,副水箱213的进水口与散热器211连通,副水箱213的出水口与水泵500的进水口连接,其中副水箱213的作用与现有技术相同。

进一步地,如图3所示,第一冷却回路210还包括:节温器214,同时第一冷却回路210也包括:小循环回路,节温器214设置于发动机冷却水套100的出水口,小循环回路连通发动机冷却水套100的出水口与水泵500的进水口,其中节温器214和小循环回路的作用与现有技术相同。

下面对本实施例的汽车发动机并联冷却系统的具体工作过程进行说明:当发动机在常温状态下工作时,发动机冷却水套100的出水流经温度传感器300,若检测到的发动机冷却水套100的出水温度低于预设温度,控制器控制二位三通阀410、420打开第一冷却回路210,同时第二冷却回路220关闭,冷却液从发动机冷却水套100经二位三通阀410进入第一冷却回路210,并流入第一冷却回路210中的散热器211中,在风扇212的强力抽吸作用下,空气高速通过散热器211,受热后的冷却液在流经散热器211的过程中,热量不断地被高速流动的空气带走,使得冷却液被冷却,被冷却的冷却液经二位三通阀420,在水泵500的作用下又重新流回到发动机冷却水套100中,如此不断循环。

在环境温度较高或者发动机长时间运转时,发动机冷却水套100的出水流经温度传感器300,若检测到的发动机冷却水套100的出水温度等于或者高于预设温度,表示冷却液的温度较高,第一冷却回路210的冷却效果将不明显,此时控制器控制二位三通阀410、420打开第二冷却回路220,同时第一冷却回路210关闭,冷却液从发动机冷却水套100经二位三通阀410进入第二冷却回路220,同时压缩机222开始运转,冷媒在压缩机222的作用下循环流动,被压缩成高温高压的气体后进入冷凝器223中,高温高压的气体在冷凝器223中经散热、降温,被冷凝成高温高压的液态冷媒进入储液罐224中,高温高压的液态冷媒在储液罐224中经干燥、过滤后流入冷却器221中,在冷却器221中蒸发吸收热量,温度降低,再次被压缩机222吸入,进入下一个循环。而在此过程中,冷却液流入冷却器221,在冷却器221被快速冷却,被冷却的冷却液经二位三通阀420,在水泵500的作用下又重新流回到发动机冷却水套100中,如此不断循环,直至检测到发动机冷却水套100的出水温度低于预设温度,控制器控制二位三通阀410、420打开第一冷却回路210,同时第二冷却回路220关闭,冷却液从发动机冷却水套100经二位三通阀410再次进入第一冷却回路210,如此往复循环,使发动机各零部件一直保持在理想的温度工作内。

另外,本发明实施例还提供了一种汽车,包括:上述任一实施例的汽车发动机并联冷却系统。

在具体应用时,第二冷却回路220中的冷凝器223和储液罐224可以单独设置,也可以与汽车的空调系统共用。

基于本发明实施例提供的汽车,设置有上述任一实施例的汽车发动机并联冷却系统,其通过在汽车发动机冷却系统中设置并联的第一冷却回路210和第二冷却回路220,其中第一冷却回路210利用散热器进行降温,第二冷却回路220通过压缩机进行制冷,当发动机在常温状态下工作时,利用第一冷却回路210对冷却液进行冷却,当环境温度较高或者发动机长时间运转,导致第一冷却回路210的冷却效果不理想,冷却液的温度较高时,关闭第一冷却回路210,打开第二冷却回路220,利用第二冷却回路220对冷却液进行冷却,由于第二冷却回路220采用压缩机进行制冷,因此可以使冷却液的温度快速降低,从而可以使发动机各零部件保持在理想的工作温度内,延长发动机的使用寿命。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的,而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

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