一种发动机冷却方法及发动机、车辆与流程

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种发动机冷却方法及发动机、车辆。

背景技术

近年来随着汽车发动机强化程度大幅提高及轻量化等要求，发动机冷却系统的作用显得更加的重要。由于轻量化要求，要求发动机往小型化发展，但升功率、升扭矩的提高，需要持续不断的优化冷却方案满足发动机的性能及可靠性的需求。不断优化发动机冷却方案来降低发动机热变形，减少爆震倾向，缩短暖机时间长等问题。现代发动机的设计理念，要求尽可能减小各个系统带来的摩擦损失，所以小型化设计水泵，降低整个冷却系统的流动压损变得非常关键。

目前的发动机冷却方案设计一般为缸体水套前端进水，冷却缸体水套及缸孔鼻梁区，之后冷却液通过缸盖垫的分配后进入缸盖水套，进入缸盖水套后，以横流或纵流的方式整体的对缸盖进行冷却，总体来看需求的水量大，无法优先冷却热负荷高的区域。

技术实现要素：

本发明实施例的一个目的旨在提供一种发动机冷却方法及发动机、车辆，其能够优先冷却发动机的高热负荷区域。

本发明实施例解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

在第一方面，本发明实施例提供一种发动机冷却方法，包括：

冷却发动机时，从所述发动机的缸体排气侧水套输入冷却液，所述冷却液通过所述缸体排气侧水套到达所述发动机的缸盖排气侧水套；

所述冷却液冷却所述发动机的缸体与缸盖后，汇流至所述发动机的缸体进气侧水套并输出所述冷却液。

可选地，所述方法还包括：

在所述冷却液到达所述缸盖排气侧水套后，一路所述冷却液流经缸盖鼻梁区水套，另一路所述冷却液流经缸盖燃烧室水套。

可选地，所述缸盖集成排气歧管水套，所述排气歧管铸造有排气歧管水套；

所述方法还包括：

在所述冷却液到达所述缸盖排气侧水套后，一路所述冷却液流经所述排气歧管水套的下部分；

流经所述缸盖鼻梁区水套的冷却液与所述缸盖燃烧室水套的冷却液汇流成一路冷却液，汇流成一路的冷却液流经所述排气歧管水套的上部分。

可选地，所述方法还包括：

所述汇流成一路的冷却液流经缸体鼻梁区水套。

可选地，所述方法还包括：

流经所述缸盖鼻梁区水套的冷却液分出一路冷却液；

分出的一路冷却液流经缸盖进气侧水套。

可选地，所述缸体排气侧水套包括依次排列的若干缸孔，从位于所述若干缸孔内的中部的两相邻缸孔之间的水套进水口输入所述冷却液。

在第二方面，本发明实施例提供一种应用所述发动机冷却方法的发动机，所述发动机包括缸体、缸盖垫及缸盖，所述缸体通过所述缸盖垫与所述缸盖一齐安装，所述缸体与所述缸盖皆铸造有水套，所述缸盖集成排气歧管，所述排气歧管铸造有水套。

可选地，所述缸体的缸体排气侧水套包括依次排列的若干缸孔，位于所述若干缸孔内的中部的两相邻缸孔之间设置有水套进水口与水套出水口，所述水套进水口用于输入所述冷却液，所述水套出水口用于输出所述冷却液。

可选地，所述缸体的水套内设置有隔板。

在第三方面，本发明实施例提供一种汽车，包括所述的发动机。

本发明实施例的有益效果是，冷却发动机时，从发动机的缸体排气侧水套输入冷却液，冷却液通过缸体排气侧水套到达发动机的缸盖排气侧水套；冷却液冷却发动机的缸体与缸盖后，汇流至发动机的缸体进气侧并输出冷却液。由于发动机排气侧比进气侧温度高，其能够优先冷却重点高负荷区域，可以在不增加冷却水量的前提下完成对发动机缸体、缸盖等零部件的冷却，满足发动机的热负荷要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述发动机冷却方法及发动机、车辆和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供一种发动机的结构示意图；

图2是图1中缸体水套的结构示意图；

图3是本发明实施例提供一种隔板的结构示意图；

图4是本发明实施例提供一种隔板位于缸体水套内的侧视图；

图5是图1中缸盖集成排气歧管的结构示意图；

图6是图1中冷却液流经缸盖进气侧水套的示意图；

图7是图1中冷却液流经缸体鼻梁区水套的示意图；

图8是本发明实施例提供一种发动机冷却方法的流程示意图；

图9是本发明另一实施例提供一种发动机冷却方法的流程示意图；

图10是本发明又另一实施例提供一种发动机冷却方法的流程示意图；

图11是本发明又另一实施例提供一种发动机冷却方法的流程示意图；

图12是本发明又另一实施例提供一种发动机冷却方法的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发动机冷却方法及发动机、车辆的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

本发明实施例提供的发动机冷却方法能够被任意合适类型的发动机所应用，以提高发动机的性能。发动机可以为任意类型的，诸如汽油发动机、柴油发动机、重油发动机、燃气发动机、水冷式发动机、二冲程发动机、四冲程发动机、往复式活塞发动机、回转式活塞发动机、压缩点火式发动机、火花塞点式发动机、单气缸发动机、多气缸发动机、直列式发动机、v型发动机、w型发动机或水平对置发动机等等。

发动机可以装配在任意车辆，使得该车辆具备动力行驶。车辆可以为任意合适类型交通工具，例如摩托车、汽车等等。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供一种发动机的结构示意图。如图1所示，发动机100包括缸体200、缸盖垫300及缸盖400，缸体200通过缸盖垫300与缸盖400一齐安装。

缸体200铸造有缸体水套，例如，缸体水套包括缸体排气侧水套、缸体进气侧水套或者缸体鼻梁区水套等等。

请参阅图2，缸体200的缸体排气侧水套包括依次排列的4个缸孔22，第二缸孔与第三缸孔之间设置有水套通道24，该水套通道24的一端为水套进水口241，另一端为水套出水口242。水套进水口241用于输入冷却液，水套出水口242用于输出冷却液。冷却发动机时，冷却液输入水套进水口241，并通过水套出水口242传输至下一水套，由于水套进水口241布置在高热负荷的排气侧，冷却液可以优先冷却排气侧，提高暖机时缸孔的壁面温度，降低暖机过程发动机的hc等不完全燃烧产物的排放。

本实施例提供的冷却液可以为任意合适的流质液体，例如水等等。

在一些实施例中，当缸体200的缸体排气侧水套包括若干个缸孔时，所述水套进水口241与水套出水口242可以设置在位于若干缸孔内的中部的两相邻缸孔之间。因此，此处并不限制缸孔的数量为4，亦可以为其它合适的数量。

在另一些实施例中，冷却液可以不从第二缸孔与第三缸孔之间输入，冷却液还可以从缸体排气侧水套的其它位置输入，以冷却位于排气侧的缸体与缸盖。

在一些实施例中，请一并参阅图3与图4，缸体200的水套内设置有隔板26，隔板26顺延着缸体200内水套而设置，隔板26的形状可以与缸体200的水套相适配，亦可以为其它合适形状。冷却缸体200时，隔板26可以起到优化气缸壁温度的作用，可以使气缸壁中低部保持适当的温度，以降低发动机机油粘度，减小缸套的变形，从而减小活塞在缸孔内往复运动过程的摩擦力，从而减少发动机摩擦损失。此外，隔板26还可以减小冷却液的流动，降低流动损失。

冷却发动机时，当缸体200的水套充满冷却液后，位于缸体200的水套内的冷却液通过缸盖垫300的分配，位于缸盖400的水套内的冷却液以横流水形式冷却缸盖，从而更加均匀地冷却发动机的缸盖400，减少温差引起的缸盖变形。

缸盖400铸造有缸盖排气侧水套、缸盖进气侧水套、缸盖鼻梁区水套或者缸盖燃烧室水套等等。

在一些实施例中，请参阅图5，缸盖400还可以集成排气歧管，并且，排气歧管铸造有排气歧管水套。

冷却发动机100时，首先，从发动机100的缸体排气侧水套输入冷却液。如前所述，冷却液的输入可以在缸体排气侧水套的第二缸孔与第三缸孔之间，亦可以在缸体排气侧水套的其它位置。

其次，冷却液通过缸体排气侧水套到达发动机100的缸盖排气侧水套，于是，冷却液以横流水形式冷却缸盖。

再次，冷却液冷却发动机100的缸体200与缸盖400后，汇流至发动机100的缸体进气侧水套并输出冷却液。

由于发动机100排气侧比进气侧温度高，通过在发动机100的缸体排气侧水套第二缸孔与第三缸孔之间进水，优先冷却发动机100的缸体排气侧，同时利用排气侧温度高的特点，发动机冷却水快速升温，降低整机的暖机时间，降低排放与油耗。并且，随着发动机升功率、升扭矩的提高，通过优先冷却重点高负荷区域，可以在不增加冷却水量的前提下完成对发动机缸体、缸盖等零部件的冷却，满足发动机的热负荷要求。

在一些实施例中，在冷却液到达缸盖排气侧水套后，一路冷却液流经缸盖鼻梁区水套，另一路冷却液流经缸盖燃烧室水套。在本实施例中，到达缸盖的冷却液优先冷却缸盖鼻梁区，其可以减少高热负荷对缸盖变形的影响。由于冷却液最初是从缸体排气侧水套的第二缸孔与第三缸孔之间进入的，之后直接流到缸盖排气侧水套，然后再对缸盖鼻梁区、燃烧室顶部进行冷却，这种冷却方式最大程度的缩短了沿程的压力损失，相比之前的水套冷却方案冷却水的流动速度也更快，可以达到2.5m/s以上。

在本实施例中，请参阅图6，缸盖进气侧主要布置有进气道及火花塞等结构，相比排气侧，进气侧的缸盖温度会相对低一些，根据冷却的特点，流经缸盖鼻梁区水套的冷却液分出一路冷却液，分出的一路冷却液流经缸盖进气侧水套，从而对缸盖的整个进气侧进行冷却。

在一些实施例中，当缸盖400集成排气歧管时，其还可以对排气歧管进行冷却，以整体降低缸盖400的温度，并且还能够快速暖机，降低排放。在本实施例中，采用横流、上下同时的冷却方式冷却排气歧管。例如，在冷却液到达缸盖排气侧水套后，一路冷却液流经排气歧管水套的下部分；并且，流经缸盖鼻梁区水套的冷却液与缸盖燃烧室水套的冷却液汇流成一路冷却液，汇流成一路的冷却液流经排气歧管水套的上部分，因此，其能够从上、下两个方向分别对排气歧管进行冷却，从整体上对排气歧管进行冷却后，对排气歧管的后端输出冷却液。缸盖400以横流水的形式进行冷却，横流水可以均匀的对缸盖400进行冷却，减少因温度差度大造成的变形一致，从而减少不规则的热变形对缸盖可靠性的影响。流到缸盖400的冷却液对排气侧进行冷却后进入缸盖进气侧水套，在对整个缸盖进气侧水套进行冷却后，冷却液整体回流到缸体进气侧水套，最终从缸体进气侧水套输出冷却液。

如前所述，优先对排气歧管处进行冷却，由于冷却水最初是从缸体排气侧水套的第二缸孔与第三缸孔之间进入的，之后直接流到缸盖排气侧水套，然后再对排气歧管进行冷却，这种冷却方式最大程度的缩短了沿程的压力损失，相比之前的水套冷却方案冷却水的流动速度也更快，可以达到2.5m/s以上。

在一些实施例中，请参阅图7，流经缸盖鼻梁区水套的冷却液与缸盖燃烧室水套的冷却液汇流成一路冷却液，汇流成一路的冷却液流经缸体鼻梁区水套。通过降低缸体鼻梁区的温度，可以减少冷却下机油稀释对燃耗的影响，对于增压直喷发动机更为重要，常规的冷却方案为缸体水套与缸体鼻梁区水套之间是直接连接的，这样从铸造工艺及加工工艺分析都非常的简便，但是缸体水套的冷却水是从水泵处直接获得的，冷却水的温度相对其他位置偏低，如果较低温度的冷却水直接进入缸体鼻梁区容易造成冷却不均匀，缸孔的变形也就变得不规则，从而造成缸孔的异常磨损。在本实施例中，缸体鼻梁区的冷却从缸盖水套进行取水，这部分冷却水经过缸盖底面燃烧室及缸盖鼻梁区的，从而在温度上会比常规方案偏高10℃左右，这样有利于增加缸孔内的避免温度，降低起动过程磨损，减少缸孔避免温度低造成的异常变形等问题。

作为本发明实施例的另一方面，本发明实施例提供一种发动机冷却方法。请参阅图8，发动机冷却方法800包括：

步骤81、冷却发动机时，从发动机的缸体排气侧水套输入冷却液，冷却液通过缸体排气侧水套到达发动机的缸盖排气侧水套；

步骤82、冷却液冷却发动机的缸体与缸盖后，汇流至发动机的缸体进气侧水套并输出冷却液。

冷却发动机时，从发动机的缸体排气侧水套输入冷却液，冷却液通过缸体排气侧水套到达发动机的缸盖排气侧水套；冷却液冷却发动机的缸体与缸盖后，汇流至发动机的缸体进气侧并输出冷却液。由于发动机排气侧比进气侧温度高，其能够优先冷却重点高负荷区域，可以在不增加冷却水量的前提下完成对发动机缸体、缸盖等零部件的冷却，满足发动机的热负荷要求。

在一些实施例中，请参阅图9，发动机冷却方法800还包括：

步骤83、在冷却液到达缸盖排气侧水套后，一路冷却液流经缸盖鼻梁区水套，另一路冷却液流经缸盖燃烧室水套。

在一些实施例中，缸盖集成排气歧管，排气歧管铸造有排气歧管水套。请参阅图10，发动机冷却方法800方法还包括：

步骤84、在冷却液到达缸盖排气侧水套后，一路冷却液流经排气歧管水套的下部分；

步骤85、流经缸盖鼻梁区水套的冷却液与缸盖燃烧室水套的冷却液汇流成一路冷却液，汇流成一路的冷却液流经排气歧管水套的上部分。

在一些实施例中，请参阅图11，发动机冷却方法800还包括：

步骤86、汇流成一路的冷却液流经缸体鼻梁区水套。

在一些实施例中，请参阅图12，发动机冷却方法800还包括：

步骤87、流经缸盖鼻梁区水套的冷却液分出一路冷却液；

步骤88、分出的一路冷却液流经缸盖进气侧水套。

在一些实施例中，缸体排气侧水套包括依次排列的若干缸孔，从位于若干缸孔内的中部的两相邻缸孔之间的水套进水口输入冷却液。

需要说明的是，在上述各个实施例中，上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本发明实施例的描述可以理解，不同实施例中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可以并行执行，亦可以交换执行等等。

需要说明的是，未在发动机冷却方法实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的发动机实施例。

以上对本发明所提供的发动机冷却方法及发动机、车辆进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。