专利名称：汽车发动机冷却系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有一调温器的汽车发动机冷却系统，特别地涉及一种用于当汽车发动机冷却时控制冷却液循环量的冷却系统。
如图7中所示，传统的汽车发动机冷却系统包括一设置在冷却水套4的上端出口5和散热器11的上端入口12之间的第一冷却液通道6以及一设置在散热器11的下端出口13和冷却水套4的下端入口10之间的第二冷却液通道14，它还包括一调温器盖16、调温器外壳8及一水泵9。一旁路通道7位于第一通道6的接头J和外壳8之间以便联通第一通道6和第二通道14而不通过散热器11。一调温器1通过调温器盖16固定到外壳8上。调温器1有一主阀3和一旁路阀2。在图7中，字母A′表示用于测量外壳8中的冷却液温度的测量点;字母B′表示用于测量第二通道14中的冷却液温度的测量点，它位于第二通道14内靠近盖16和调温器1的上游处;C表示用于测量第二通道14的冷却液流速的测量点。
当发动机升温时，调温器1的主阀3关闭，而与主阀3联成一体的旁路阀2完全打开。这样，从冷却水套4的出口5流出的冷却液就不通过散热器11。冷却液在水泵9推动下在第一通道6的接头J、旁路通道7、外壳8和冷却水套4的入口10中循环流动(如箭头所示)。这样，外壳8中的冷却液温度很快地升高。
然而，由于散热器11中和调温器盖16中的冷却液没有循环流动，其中冷却液的温度升高速率较低。所以，如图8中的记录曲线所示，即使在A′点处的温度A达到主阀3的打开温度85℃，B′点处的温度B只达到56℃。A和B的温度相差29℃。
当调温器1的主阀3打开时，低温冷却液从散热器11的下端出口13流出并通过第二通道14输送到调温器外壳8，因而，B′点处的冷却液温度B又低了20℃。结果，通道14中的冷却液温度B与外壳8中的冷却液温度A相差49℃。
由于调温器1的热灵敏性较低，调温器的饷应滞后于冷却液温度的变化。所以，主阀3在温度高于预定的打开温度以后才打开。同样地，主阀3在冷却液温度比预定关闭温度低得多的时候才关闭。即，在冷却液温度的控制中存在着较大的热过量，它使主阀重复地打开和关闭。当主阀3关闭时，在主阀的上游产生一压力的波动。温度和压力的这些变化是重复而逐渐减小的，最后由于主阀3的阀门升程的增加而消失。这种的温度变化清楚地显示在图8中。
这种热过量引起缸体和缸盖的开裂，而波动压力则引起调温器1和散热器11的损坏。液压的波动引起水泵9过载，它将缩短泵的寿命。另外，主阀打开时冷却液的不正常的低温影响缸体内的燃烧状况，它使废气净化控制质量下降及增加发动机的燃料消耗。
这些麻烦主要是由冷却液温度A和B之间的较大的差异引起的，所以通过减小温度差来解决这些问题是很必要的。
本发明的一个目的在于提供一种用于汽车发动机的冷却系统，它可在调温器的主阀打开之初就消除上述缺陷。
在本发明的冷却系统中，第二通道由一第二旁路通道联接到第一旁路通道上，当第一旁路通道内的旁路阀门打开时，在主阀关闭期间部分冷却液流过散热器和第二旁路通道。即，从冷却水套中流出的在第一冷却液通道内的部分冷却液循环通过第一旁路通道形成第一循环，而其余的冷却液通过散热器、第二冷却液通道和第二旁路通道而形成第二循环。来自于第二旁路通道的冷却液和第一旁路通道中的冷却液混合。
根据本发明的一个方面，第一接头设置在第二通道上并在调温器盖的上游。
根据本发明的另一个方面，第一接头设置在调温器盖上。
本发明的这些和其它目的和特征通过以下结合附图所作的具体描述将显得更加清楚。
图1是本发明的汽车发动机的冷却系统的示意图;
图2是冷却液的温度和流速随时间变化的记录曲线;
图3为本发明的第二个实施例的示意图;
图4为第二个实施例的记录曲线;
图5为第二个实施例的一个变型的记录曲线;
图6为本发明的第三个实施例;
图7为一传统发动机冷却系统的示意图;
图8为传统的系统温度和流速随时间变化的记录曲线。
参见表示本发明的冷却系统的图1，其中凡是与图7中传统冷却系统相同的部件都用和图7中一样的编号表示。
图1中，一第二旁路通道15设置在第二通道14的位于主阀3的上游的第一个接头J-1和第一旁路通道7的第二个接头J-2之间。第二旁路通道15联接到第二通道14靠近调温器盖16的入口处。然而，第二旁路通道15可联结到主阀3和散热器11的出口13之间第二通道14的任何位置。
在主阀3的关闭的过程中，从冷却水套4流出的温度较高的冷却液在第一通道6的接头J处被分流。一部分冷却液流到第一旁路通道7，其余的冷却液在散热器11、第二通道14、第二旁路通道15和第一旁路通道7中循环流动。第二旁路通道15中的冷却液和第一旁路通道7中的冷却液相混合。
用于第一和第二冷却液通道6和14的管子的直径为24mm，用于第一和第二旁路通道7和15的管子的直径为10mm。在主阀3的关闭过程中，通过散热器11的冷却液在C点处的流速为每分钟13升。如图2中所示，温度A和B的差别为9℃。
当冷却液的温度A为85℃时，调温器1的主阀3开始打开，相反地，旁路阀2开始稍有延迟地关闭旁路开口18。当旁路阀2完全关闭旁路开口18时，在第一和第二旁路通道7和15中的冷却液同时停止流动。而后，从冷却水套4的出口5流出的第一通道6中的冷却液由水泵9推动经散热器11、第二通道14、调温器盖16、外壳8及冷却水套4的入口10循环流动。因此，冷却液的流速迅速提高到每分钟60升。
如图2中所示，在记录曲线中温度A的起始点为75℃。在图8所示的传统记录曲线中，起始点直到主阀3打开时的时间大约为8分钟，而图2中大约为11.6分钟。因此，传统系统的时间在图2实施例的时间短3分42秒。在另一方面，图8传统记录曲线的冷却液温度A和B之差比图2中实施例的温差大。因而，在主阀打开后温度B达到温度A需要较长的时间。结果，旁路阀2完全关闭如图2中所示的旁路开口18的时间比图8中所示的时间短2分12秒。
即，在发动机升温过程中，如果冷却液流过散热器11，本发明的系统中的冷却液的温度升高速率与传统系统相比也没有减小。
在第一个实施例中，调温器外壳8是设置在向下位置的，但是，外壳也可设置在向上位置或旁侧位置上。因为冷却液在散热器中是强制循环的，所以在任何位置的效果都是一样的。
图3表示了第二个实施例。图中凡和第一个实施例相同的部件都用和图1中相同的编码表示。
形成在散热器盖16上的第一个接头J-1呈开口16a的形式。第二旁路通道15a设置在旁路开口16a和第一旁路通道的第二个接头J-2之间。
与第一个实施例相似，冷却液通道6和14的管道的直径都是24mm，旁路通道7和15的直径都是10mm。如图4中所示，在主阀3关闭的过程中，温度A和B的差异为1℃。
具体地说，温度A和B以一恒定速率从大约75℃增加到一升温温度在主阀打开时也没有改变。换句话说，在记录曲线上看不出明显的主阀打开的时间。温度A和B以一恒定速率增加一事对冷却系统有显著的作用。即，不存在热过量和压力波动。因此，系统的设备可免于受损。
在系统中，在主阀打开之前，通过散热器11和C点的冷却液的流速为每分钟11.5升。
当主阀3打开以及旁路阀2关闭旁路开口18时，通过第一和第二旁路通道7和15的循环冷却液在同一时间停止流动。然后，第一通道6内的冷却液由水泵9推动在散热器11、第二通道14、调温器盖16、外壳8和冷却水套4的入口中循环流动。因此，冷却液的流速迅速地增加到每分钟60升。
图4中曲线所示的旁路阀2关闭旁路开口18的时间和图8中的传统记录曲线所示的时间大致相同。
在第二个实施例中温度A和B之间的差异1℃可减小到零。
图5示出了第二个实施例的变型的记录曲线。如果用于第二旁路通道15a的管道直径增加到11mm以减小液体阻力，温度A和B之间的差异就达到零。然而，在图5的记录曲线中，似乎存在0.5℃的温差，为什么在记录纸上有这一温差出现的原因如下用于线A的笔和用于线B的笔都放在一水平线上，用于线B的笔位于记录线B时比用于线A的笔前3℃的位置上。因此，线A上的一点的实际值是通过这点的水平线与线B相交的点的值。即，线A的值等于线B的值。换句话说，温差为零。
图6表示本发明的第三个实施例。在第三个实施例的冷却系统中，第一通道6用来联通冷却水套4的出口5和散热器11的下端入口12a。第二通道14用于联通散热器11的上端出口13a和调温器盖16。即，冷却系统有一X形通道结构。第二旁路通道15a设置在调温器盖16和第一旁路通道7之间。
在此冷却系统中，尽管在发动机升温过程中，冷却液没有在散热器11中流动，但在冷却水套4中的高温冷却液直接导入下端入口12a中。因而，第一通道6中的冷却液的热量通过传导和对流传递到散热器11中的冷却液中，所以，热效率与前述实施例相比有所提高。
根据本发明，调温器外壳和第二冷却液通道之间的温差很小。因此，可避免缸体和缸盖出现裂纹，调温器、散热器和水泵的寿命都可以延长。本发明的冷却系统有益于发动机中的充分燃烧，从而减小了废气和燃料的消耗。
虽然本发明是结合较佳实施例进行描述的，但可以理解，这些描述旨在举例说明而不是限制本发明的范围，本发明的范围应由所附的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种汽车发动机冷却系统，具有一冷却水套，一散热器，一设置在冷却水套出口和散热器入口之间的第一通道，一设置在散热器出口和冷却水套入口之间的第二通道、一设置在第一通道和第二通道之间的第一旁路通道、一用于推动冷却液在系统内循环流动而设置在第二通道内的水泵，一具有位于第二通道内的主阀和一位于第一旁路通道内的旁路阀的调温器，所述冷却系统还包括一第二旁路通道，它设置于第二通道所述调温器的上游的第一个接头和第一旁路通道上的第二个接头之间，从而当所述调温器的主阀被关闭以及旁路阀打开时，冷却液在冷却系统中流过散热器，第二旁路通道和第一旁路通道。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一通道设置在位于所述冷却水套的上端区域上的出口和位于所述散热器的上端区域上的入口之间，所述第二通道设置在位于所述散热器的下端区域的出口和位于所述冷却水套的下端区域的入口之间。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一通道设置在位于所述冷却水套的上端区域上的出口和位于所述散热器的下端区域上的入口之间，所述第二通道设置在位于所述散热器的上端区域上的出口和位于所述冷却水套的下端区域上的入口之间。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述调温器具有一位于所述主阀上游的调温器盖。
5.如权利要求2所述的系统，其中，所述第一个接头设置在第二通道所述调温器盖的上游的一个部位上。
6.如权利要求2所述的系统，其中，所述第一个接头设置在所述调温器盖上。
全文摘要
一种汽车冷却系统具有一设置在发动机的冷却水套的出口和散热器的入口之间的第一通道，一设置在散热器的出口和冷却水套的入口之间的第二通道，一设置在第一通道和第二通道之间的第一旁路通道。一第二旁路通道设置在第二通道调温器的上游和第一旁路通道之间，因此当调温器的主阀关闭时冷却液可在冷却系统中流过散热器、第二旁路通道和第一旁路通道。
文档编号F01P7/16GK1081741SQ92115160
公开日1994年2月9日 申请日期1992年12月26日 优先权日1992年7月28日
发明者久世义一 申请人:久世义一