一种新型发动机冷却系统及发动机的制作方法

文档序号:13854543研发日期:2017年阅读:235来源:国知局
技术简介:
本专利针对发动机冷启动时升温慢、摩擦损耗大及车内供暖不足的问题,提出一种双水套结构的冷却系统。通过温度控制装置在低温阶段启动第二水套向车内供暖,升温后切换至第一水套进行散热,既加速发动机升温活化油膜,又保障乘员热舒适性,延长发动机寿命。
关键词:发动机冷却系统,双水套供暖

本申请涉及汽车发动机领域,尤其涉及汽车发动机冷却系统及发动机。



背景技术:

汽车发动机冷却系统除保障发动机在合理工作温度内的可靠性外,还有两方面关键作用:一是对汽车发动机降油耗和碳排放控制有明显影响;二是提供暖风水循环,保障乘员的热舒适性需求。冷却系统这两项功能的优劣,主要体现在汽车发动机低温起动时的冷却系统温升过程中,因此冷却系统的快速温升设计一直是汽车发动机开发研究的关键项。

随着国家排放法规的日趋加严,降油耗和碳排放控制是汽车发动机开发的决定性指标。发动机冷机启动时的冷却系统温度较低,此时发动机摩擦副的配合间隙较小,而且尚未形成完全的机油油膜,摩擦副的干摩擦较明显,发动机摩擦功损失较大。

随着汽车保有量的增大,乘员对车辆的舒适性要求不断提高,特别是对暖风热舒适性的需求。寒冷环境下,汽车发动机冷却系统要向车内供暖设备供水散热,为乘员舱提供暖风加热,并兼具除霜、除雾的功能。冷却系统的是否能够实现快速温升,直接关系到车辆的热舒适性体验。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本申请提供一种发动机冷却系统,本申请的另一目是提供一种安装有所述发动机冷却系统的发动机。

实用新型内容具体如下:

一种发动机冷却系统,包括第一水套系统总成和第二水套系统总成,还包括通过温度控制所述第一水套系统总成和所述第二水套系统总成工作的控制装置,当温度低于预设温度时,所述控制装置控制所述第一水套系统总成或所述第二水套系统总成工作,使所述第一水套系统总成或所述第二水套系统总成用于向车内提供供暖热量。

进一步地,所述控制装置包括温度检测装置和用于接收温度检测装置发送的温度信号的ECU控制器9,在温度检测装置检测到温度小于预设温度时,ECU控制器9控制所述第一水套系统总成或所述第二水套系统总成工作;所述温度检测装置检测到温度大于预设温度时,所述ECU控制器9控制所述第一水套系统总成工作,使第一水套系统总成用于为车内提供供暖热量和发动机冷却。并且此时控制所述第二水套系统总成不工作,减小系统功耗。

进一步地,所述预设温度为70℃以上的任何温度值。

进一步地,所述温度检测装置为感温元件,所述第一水套系统总成包括机械开关式水泵,所述感温元件安装于所述机械开关式水泵内用于控制所述机械开关式水泵的工作状态。

进一步地,所述第一水套系统总成还包括第一缸体水套,第一缸盖水套和第一散热器,其中:所述机械开关式水泵,所述第一缸体水套,所述第一缸盖水套和第一散热器顺次通过管路连通构成回路。

进一步地,所述温度检测装置为温度传感器,所述第一水套系统总成包括第二缸盖水套,所述温度传感器用于检测所述第二缸盖水套内水温。

进一步地,所述第一水套系统总成还包括第一电子水泵,第二缸体水套和第二散热器,其中:所述第一电子水泵,所述第二缸体水套,所述第二缸盖水套和所述第二散热器顺次通过管路连通构成回路;所述ECU控制器9与所述第一电子水泵电连接,所述ECU控制器9用于控制第一电子水泵的工作状态。

进一步地,所述第二水套系统总成包括第三缸盖水套,第一车内供暖设备和第二电子水泵1,其中,所述第二电子水泵1,所述第三缸盖水套,所述第一供暖设备顺次通过管路连通构成回路。

进一步地,所述第二电子水泵1与所述ECU控制器9电连接,所述ECU控制器控制第二电子水泵1的工作状态。

进一步地,所述第二水套系统总成还包括膨胀水箱10,所述膨胀水箱10的一端与所述第三缸盖水套的出水端通过管路连通,另一端与所述第二电子水泵1的进水端通过管路连通。

进一步地,所述第一水套系统总成还包括第二车内供暖设备,所述第二车内供暖设备的一端与所述第一缸盖水套的出水端通过管路连通,另一端与所述机械开关式水泵的进水端通过管路连通。

进一步地,所述第一水套系统总成还包括第一机冷器,所述第一机冷器的一端与所述第一缸盖水套的出水端通过管路连通,另一端与所述机械开关式水泵的进水端通过管路连通。

进一步地,所述第一水套系统总成还包括第二车内供暖设备,所述第二车内供暖设备的一端与所述第二缸盖水套的出水端通过管路连通,另一端与所述第一电子水泵的进水端通过管路连通。

进一步地,所述第一水套系统总成还包括第二机冷器,所述第二机冷器的一端与第二缸盖水套的出水端通过管路连通,另一端与所述第一电子水泵的进水端通过管路连通。

进一步地,所述第一缸体水套与所述第二缸体水套为同一缸体水套32;

进一步地,所述第一缸盖水套,所述第二缸盖水套,所述第三缸盖水套为同一缸盖水套31;

进一步地,所述第一散热器与所述第二散热器为同一散热器4;

进一步地,所述第一车内供暖设备与所述第二车内供暖设备为同一供暖设备8;

进一步地,所述第一机冷器与所述第二机冷器为同一机冷器5;

进一步地,所述第一水套系统总成还包括节温器6,所述节温器6的一端与缸盖水套31的出水端通过管路连通,另一端与散热器4的进水端通过管路连通。

另一方面,本实用新型还公开了一种发动机,所述发动机安装有上述任意一种所述的发动机冷却装置。

本实用新型所述的发动机冷却系统,冷却系统不是单一循环,而是由第一水套系统总成构成的大循环回路和由第二水套系统总成构成的车内供热小循环回路组成,在发动机冷机启动阶段,其中的任意一个循环回路工作,都可以使整体冷却系统快速温升,并向车内提供供暖热量;采用独立的第二电子水泵1,驱动第二水套系统总成构成的车内供热小循环回路为车内供暖设备8输送热量,保障车内乘员的热舒适性,当发动机水套系统内水温升高到预设温度时,控制装置控制所述第二水套系统总成停止工作,减小系统功耗,同时所述控制装置控制所述第一水套系统总成进行水流循环工作,用于为发动机散热,即在快速使发动升温,活化发动内油膜,减小摩擦副损耗后,再及时开启冷却循环,使发动机温度不在升高,进而使发动机性能保持稳定,延长发动机的使用寿命。

本实用新型所述的发动机,由于安装有上述所述的发动机冷却系统,车辆冷启动时,使发动机快速升温,及时使油膜活化减小发动机内摩擦副损耗,同时也能及时为车内提供热量,保证乘员的热舒适体验,并且在发动机温度升高到一定值后,及时开启冷却循环,使发动机温度不在升高,保持发动机性能,进而延长了发动机的使用寿命。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:

图1是本实用新型所述发动机冷却系统的一种实施方式示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

(一)发动机冷却系统实施方式

发动机冷却系统实施例1

如图1所示,本实施例所述的一种发动机冷却系统,包括第一水套系统总成,和用于向车内输出热量的第二水套系统总成,还包括通过温度控制所述第一水套系统总成和所述第二水套系统总成工作的控制装置,在系统内水温低于预设温度时,所述控制装置在控制所述第一水套系统总成或所述第二水套系统总成工作,为车内提供供暖热量。

具体的,所述控制装置包括温度检测装置和用于接收温度检测装置发送的温度信号的ECU控制器9,在温度检测装置检测到温度小于预设温度时,ECU控制器9控制所述第一水套系统总成或所述第二水套系统总成工作;所述温度检测装置检测到温度大于预设温度时,所述ECU控制器9控制所述第一水套系统总成工作,使第一水套系统总成用于为车内提供供暖热量和发动机冷却。并且此时控制所述第二水套系统总成不工作,减小系统功耗。

具体的,所述预设温度为70℃以上的任何温度值。

所述第二水套系统总成包括第二电子水泵1,第三缸盖水套,第二车内供暖设备,其中:所述第二电子水泵1,第三缸盖水套,第二车内供暖设备顺次通过管路连通构成回路,即所述第二电子水泵1的出水端与所述第三缸盖水套的进水端通过管路连通,所述第三缸盖水套的出水端与所述第二车内供暖设备的进水端通过管路连通,所述第二车内供暖设备的出水端与第二电子水泵1的进水端通过管路连通。所述ECU控制器9通过数据线与第二电子水泵1连接,所述ECU控制器用于控制第二电子水泵1的工作;所述第三缸盖水套为缸盖水套31,所述第二车内供暖设备为车内供暖设备8。

所述第二水套系统总成还包括膨胀水箱10,所述膨胀水箱10的一端与第三缸盖水套的出水端通过管路连通,另一端与所述第二电子水泵1的进水端通过管路连通,所述膨胀水箱10用于向整体冷却系统补偿水量。

所述第一水套系统总成包括机械开关式水泵2,第一缸体水套,第一缸盖水套和第一散热器,其中:所述机械开关式水泵2,第一缸体水套,第一缸盖水套和第一散热器4顺次通过管路连通构成回路,具体为,所述机械开关式水泵2的出水端与所述第一缸体水套的进水端通过管路连通,所述第一缸体水套的出水端与所述第一缸盖水套的进水端通过管路连通,所述第一缸盖水套的出水端与所述第一散热器的进水端通过管路连通,所述第一散热器的出水端与所述机械开关式水泵的进水端通过管路连通;其中所述第一缸体水套为缸体水套32,所述第一缸盖水套为缸盖水套31,所述第一散热器为散热器4。

所述第一水套系统总成还包括第二车内供暖设备,具体的,所述第二车内供暖设备为车内供暖设备8,所述车内供暖设备8的一端与缸盖水套31的出水端通过管路连通,另一端与机械开关式水泵2的进水端通过管路连通,在具体连接时,将第一水套系统总成中的车内供暖设备8的出水端与机械开关式水泵2的进水端连通即可,即第一水套系统总成与第二水套系统总成共用车内供暖设备8。

第二电子水泵1的进水端与机械开关式水泵2的进水端通过管路连通。

所述第一水套系统总成还包括第一节温器,具体的,所述第一节温器为节温器6,所述节温器6的一端与缸盖水套31的出水端通过管路连通,另一端与散热器4的进水端通过管路连通,所述节温器6是根据第一水套系统总成内的冷却水温度的高低自动调节进入散热器4的水量,以调节缸体水套系统的冷却散热能力。

所述第一水套系统总成还包括第一机冷器,具体的,所述第一机冷器为机冷器5,所述机冷器5的一端与缸盖水套31的出水端通过管路连通,另一端与机械开关式水泵2的进水端通过管路连通;机冷器5的作用是冷却润滑油,保持油温在正常工作范围之内。

所述温度检测装置为感温元件,所述机械开关式水泵内安装有所述感温元件,所述感温元件用于控制机械开关式水泵的工作状态。

所述感温度元件检测到水温为高于预设温度时,即水温高于70℃以上时(作为另一实施方式,预设温度可以上70℃以上的任何温度),控制机械开关式水泵内部的水驱动机构形成水流。

本实施例所述的发动机冷却系统的工作过程为:

发动机启动时,发动机温度较低,发动机内各摩擦副的配合间隙较小,而且尚未形成完全的机油油膜,此时,机械开关式水泵中安装的感温元件,检测到第一水套系统总成内的水温较低,小于预设温度时,所述机械开关式水泵工作,第一水套系统总成进行水流循环,为车内提供供暖热量;或者感温元件将低温信号传输给ECU控制器9,所述ECU控制器9控制第二电子水泵1开始工作,使第二水套系统总成内水进行循环流动,将发动机缸盖燃烧室带走的热量输送到车内供暖设备8,车内供暖设备8可以是车内空调系统,即此时提供车内空调暖风循环热量,实现汽车启动时车内快速升温,提升汽车乘员的驾驶体验。

发动机继续工作,其温度逐渐升高,将热量传递到缸体水套32,缸体水套内32的水温升高,当与其通过管道连通的机械开关式水泵10内感温元件检测到水温大于70℃的预设温度时(作为另一实施例,水驱动温度可是70℃以上的任何温度,可根据车辆的具体情况,进行设定),机械开关式水泵10驱动第一水套系统总成内水流动,感温元件发送高温信号给ECU控制器9,ECU控制器9控制第二电子水泵1停止工作。机械开关式水泵驱动缸体水套32中的冷却液,将发动机燃烧室和缸筒壁面传递给缸体水套32、缸盖水套31的热量带出,至散热器4散热,同时一部分水循环将热量带至车内供暖设备8,继续为车内提供热量。

本实施例所述的发动机冷却系统,冷却系统不是单一循环,而是由第一水套系统总成构成的大循环回路和由第二水套系统总成构成的车内供热小循环回路组成,在发动机冷机启动阶段,满足整体冷却系统快速温升和车内供暖要求;并且采用独立的第二电子水泵1,驱动第二水套系统总成构成的车内供热小循环回路为车内供暖设备8输送热量,保障车内乘员的热舒适性,当发动机温度升高到某一值时,第一水套系统总成进行水流循环工作,进而为发动机散热,即在快速使发动升温,活化发动内油膜,减小摩擦副损耗后,再及时开启冷却循环,使发动机温度不在升高,使发动机性能保持稳定,延长发动机的使用寿命。

发动机冷却系统实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于,所述第一水套系统总成包括第一电子水泵,第二缸体水套,第二缸盖水套,第二散热器。其中所述第一电子水泵,第二缸体水套,第二缸盖水套,第二散热器顺次通过管路连接构成回路,具体为,所述第一电子水泵的出水端与第二缸体水套的进水端通过管路连通,所述第二缸体水套的出水端与第二缸盖水套的进水端通过管路连通,所述第二缸盖水套的出水端通过管路与所述第二散热器的进水端连通,所述第二散热器的出水端通过管路与所述第一电子水泵的进水端连通;所述第二缸体水套为缸体水套32,所述第二缸盖水套为缸盖水套31,所述第二散热器为散热器4,为便于说明,若将图1作为实施例2的辅助说明视图,则此时附图标记2所指代的结构为第一电子水泵。

所述温度检测装置为温度传感器,所述温度传感器与ECU控制器9电连接,所述温度传感器用于检测缸体水套32内的水温。并且所述ECU控制器9与所述第一电子水泵电连接,所述ECU控制器9用于控制第一电子水泵的工作状态。

除了以上区别之外,实施例2的其他结构与实施例1相同,再次赘述。本实施例所述的发动机冷却系统的工作过程为:

发动机启动时,发动机温度较低,发动机内各摩擦副的配合间隙较小,而且尚未形成完全的机油油膜,此时,安装在第一水套系统总成中的温度传感器,检测到第一水套系统总成内的水温较低,温度传感器向ECU控制器9发送低温信号,ECU控制器9不向第一电子水泵输出工作信号,第一电子水泵不工作,整体第一水套系统总成内的水不发生流动,因此,不会有水经过散热器4而使系统内的水温继续降低。

同时,所述温度传感器发送低温信号给ECU控制器9,所述ECU控制器9控制第二电子水泵1开始工作,使第二水套系统总成内水进行循环流动,将发动机缸盖燃烧室带走的热量输送到车内供暖设备8,车内供暖设备8可以是车内空调系统,即此时提供车内空调暖风循环热量,实现汽车启动时车内快速升温,提升汽车乘员的驾驶体验。

发动机继续工作,其温度逐渐升高,将热量传递到缸体水套,缸体水套内的水温升高,当安装在缸体水套中的温度传感器检测到水温大于70℃的预设温度时(作为另一实施例,预设温度可以是70℃以上的任何温度,可根据车辆的具体情况,进行设定),ECU控制器9接收到高温信号后,向第一电子水泵输出工作信号,使第一电子水泵工作,驱动第一水套系统总成内水流动,同时所述温度传感器向ECU控制器9发送高温信号,进而所述ECU控制器9向第二电子水泵1输出停止工作信号,使第二电子水泵1停止工作。第一电子水泵驱动缸体水套32中的冷却液,将发动机燃烧室和缸筒壁面传递给缸体水套32、缸盖水套31的热量带出,至散热器4散热,同时一部分水循环将热量带至车内供暖设备8,继续为车内提供热量。

本实施例所述的发动机冷却系统,冷却系统不是单一循环,而是由第一水套系统总成构成的大循环回路和由第二水套系统总成构成的车内供热小循环回路组成,两者之间的工作切换,可以在发动机冷机启动阶段,满足整体冷却系统快速温升和车内供暖要求;安装在第一水套系统总成中的温度传感器反馈给ECU控制器的温度信号,控制所述第一电子水泵的工作状态,在整体冷却系统低温状态时,第一电子水泵不工作,减少功耗的同时也能够使发动机快速升温,并且此时ECU控制器使第二电子水泵1工作,驱动第二水套系统总成构成的车内供热小循环回路为车内供暖设备8输送热量,保障车内乘员的热舒适性,当发动机温度升高到某一值时,ECU控制器9使第一电子水泵工作,ECU控制器9使第二电子水泵1不工作,第一水套系统总成开始水流循环,进行发动机散热,即快速使发动升温,活化发动内油膜,减小摩擦副损耗后,再及时开启冷却循环,使发动机温度不再升高,进而使发动机性能保持稳定,延长发动机的使用寿命。

(二)汽车实施例

本实用新型还提出一种发动机,所述发动机安装有上述任意实施例所述的发动机冷却系统,其中所述发动机冷却系统的具体实施方式参见上述说明,在此不再赘述。

由于所述发动机冷却系统能够快速实现发动机升温,及时使油膜活化减小发动机内摩擦副损耗,同时也能及时为车内提供热量,保证乘员的热舒适体验,并且在发动机温度升高到一定值后,及时开启冷却循环,使发动机温度不在升高,维持发动机性能,进而延长发动机的使用寿命。

显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

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