CN209604129U - 一种用于发动机暖机的冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于发动机暖机的冷却系统，包括发动机水泵、缸盖水套、缸体水套、散热器、暖通和蓄水壶。发动机水泵的第一出水口、缸体水套、缸体调温器、调温器座的第一进水口水路连通；发动机水泵的第二出水口、缸盖水套的第一出水口、调温器座的第二进水口水路连通；调温器座的第一出水口、暖通调温器、暖通、变速器机油冷却器、发动机水泵的第一进水口水路连通；调温器座的第二出水口、发动机机油冷却器、发动机水泵的第二进水口水路连通；调温器座的第三出水口、散热器、散热器调温器、发动机水泵的第三进水口水路连通。冷却系统可提高暖机速度使发动机尽快达到较佳运行状态，同时避免出现机油乳化，使润滑油性能下降。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机，具体涉及一种用于发动机暖机的冷却系统。
背景技术
发动机暖机是指发动机缸体的温度从低温上升到正常工作温度的过程。发动机冷启动时，由于进气系统和气缸温度较低，汽油很难完全蒸发，造成燃烧不完全，产生污染环境的碳氢化合物。同时由于燃料蒸发难，燃烧状况较差，造成燃油量不必要的增加及浪费。发动机暖机慢，缸体温度低，缸体内容易出现水凝结现象，水与润滑油滴混合后，造成机油乳化现象（由于冷却液进入机油中，使机油丧失其功能），使润滑油性能下降，发动机磨损加剧。因此需要尽快提高暖机速度。
CN205277574U公开了一种快速暖机的发动机冷却系统，包括膨胀壶、水泵、发动机水套、调温器，水泵设置在发动机水套入水口处，发动机水套串联有散热器，调温器设置在散热器与发动机水套之间，膨胀壶连接有发动机样水管，发动机补水管的另一端连接在散热器与调温器之间的管路上。它将膨胀壶中冷却水经过调温器隔断，不参与发动机暖机过程，提高暖机效率，膨胀壶冷却水在调温器打开时参与发动机大循环，对发动机正常工作状态冷却系统的性能影响小，满足冷却需求。它未涉及针对多条冷却系统支路冷却液流量分配的技术方案。
CN205618282U公开了一种减少发动机暖机时间的暖机装置，包括由散热器、水泵和节温器构成的发动机冷却循环系统，还包括冷却液保温箱、流向控制阀和ECU，发动机上设有第一水温传感器，冷却液保温箱上设有第二水温传感器，流向控制阀、第一水温传感器和第二水温传感器分别与ECU电连接，ECU通过第一水温传感器和第二水温传感器的温度差数据来控制流向控制阀的冷却液流向。在发动机刚启动时，ECU控制流向控制阀流通冷却液保温箱中的冷却液来快速加热发动机冷却液，缩短发动机暖机时间。发动机部分热的冷却液存储起来用于下次冷启动时使用，提高发动机冷启动时的冷却液温度，缩短车辆暖机时间，降低发动机排放及油耗。它未涉及针对多条冷却系统支路冷却液流量分配的技术方案。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于发动机暖机的冷却系统，提高发动机的暖机速度使发动机尽快达到较佳运行状态；同时避免出现水凝结造成机油乳化的现象，使润滑油性能下降，发动机磨损加剧。
本实用新型所述的一种用于发动机暖机的冷却系统，包括发动机水泵、缸盖水套、缸体水套、散热器、暖通和蓄水壶：
还包括缸体调温器、调温器座、暖通调温器、变速器机油冷却器、发动机机油冷却器和散热器调温器；
所述发动机水泵的第一出水口、所述缸体水套、缸体调温器与调温器座的第一进水口依次前后水路连通；
所述发动机水泵的第二出水口、所述缸盖水套的第一出水口与调温器座的第二进水口依次前后水路连通；
所述调温器座的第一出水口、暖通调温器、暖通、变速器机油冷却器与所述发动机水泵的第一进水口依次前后水路连通；
所述调温器座的第二出水口、发动机机油冷却器与所述发动机水泵的第二进水口依次前后水路连通；
所述调温器座的第三出水口、散热器、散热器调温器与所述发动机水泵的第三进水口依次前后水路连通；
所述蓄水壶的出水口与所述发动机水泵的第四进水口连通。
进一步，所述蓄水壶与所述调温器座的第四出水口之间连接有第三排气管，所述蓄水壶与所述散热器的进水口之间连接有第一排气管，所述蓄水壶与所述缸盖水套的第二出水口之间连接有第二排气管路。
进一步，所述缸体调温器、所述暖通调温器、所述散热器调温器与汽车ECU电连接。
进一步，所述缸体调温器的开启温度范围为95℃～105℃，所述暖通调温器的开启温度范围为50℃～60℃，所述散热器调温器的开启温度范围为82℃～88℃。
进一步，所述缸体调温器的上端和下端分别设有内径为2mm的上孔和下孔。
进一步，在发动机冷启动阶段，所述用于发动机暖机的冷却系统的所述缸体调温器、所述暖通调温器、所述散热器调温器均断开。
进一步，在发动机暖机阶段，所述用于发动机暖机的冷却系统的所述缸体调温器和所述散热器调温器均断开。
进一步，在发动机热机阶段，所述用于发动机暖机的冷却系统的所述散热器调温器断开。
进一步，在发动机高温阶段，所述用于发动机暖机的冷却系统的所述缸体调温器、暖通调温器和所述散热器调温器均开启。
本实用新型的有益效果是：
由于通过缸体调温器、暖通调温器、散热器调温器的调节，按需控制冷却液在冷却系统多条支路的分配，提高发动机的暖机速度使发动机尽快达到较佳运行状态，同时避免出现水凝结造成机油乳化的现象，使润滑油性能下降，发动机磨损加剧。
由于根据发动机启动的四个阶段的不同要求，对所述冷却系统开闭不同的结构，可避免不必要的循环以加快暖机速度。具体如下：
冷启动阶段，缸体水套内的冷却液不流动，以加快缸体升温。暖通、变速器机油冷却器和散热器内的冷却液无散热。吸收了所述缸盖水套内热量的冷却液流入所述发动机机油冷却6以加热机油，加热后的机油在缸体内循环，加快缸体内温度的上升，避免出现水凝结现象，减少水与润滑油滴的混合避免出现机油乳化的现象，降低机油乳化风险。
暖机阶段，缸体水套内和散热器内的冷却液不流动，暖通调温器和变速器机油冷却器内的冷却液快速升温，一方面提升在极寒天气下的舒适性，另一方面降低变速器的摩擦功，降低变速器的损耗。
热机阶段，缸盖水套和缸体水套并联连接，使冷却液在缸体内循环流动，避免发动机因缸体温度过高而出现爆震的现象。
高温阶段，散热器调温器开启，缸盖水套和缸体水套并联连接，使通过缸盖水套、缸体水套及散热器内的冷却液同时参与循环，进一步降低冷却液温度，保证发动机工作在合适的温度范围内。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为发动机冷启动阶段的冷却液流通路径示意图；
图3为发动机暖机阶段的冷却液流通路径示意图；
图4为发动机热机阶段的冷却液流通路径示意图；
图5为发动机高温阶段的冷却液流通路径示意图；
图6为本实用新型中缸体调温器的结构示意图；
图7为图6中缸体调温器的侧视示意图。
图中：
1-发动机水泵；
2-缸盖水套；
30-缸体水套，31-缸体调温器，310-上孔，311-下孔；
4-调温器座；
50-暖通调温器，51-暖通，52-变速器机油冷却器；
6-发动机机油冷却器；
70-散热器，71-散热器调温器；
8-蓄水壶，80-回水管；
90-第一排气管，91-第二排气管，92-第三排气管，93-节流孔；
a-发动机水泵1的第一出水口；
b-发动机水泵1的第二出水口；
c-调温器座4的第二进水口；
d-调温器座4的第一进水口；
e-调温器座4的第一出水口；
f-调温器座4的第二出水口；
g-调温器座4的第三出水口；
h-调温器座4的第四出水口。
具体实施方式
下面结合具体实施方式及附图对本技术方案作进一步说明。
参见图1至图7，所示的一种用于发动机暖机的冷却系统，包括发动机水泵1、缸盖水套2、缸体水套30、散热器70、暖通51和蓄水壶8，还包括缸体调温器31、调温器座4、暖通调温器50、变速器机油冷却器52、发动机机油冷却器6和散热器调温器71。
所述发动机水泵1的第一出水口a、所述缸体水套30、缸体调温器31与调温器座4的第一进水口d依次前后水路连通。
所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2的第一出水口与调温器座4的第二进水口c依次前后水路连通。
所述调温器座4的第一出水口e、暖通调温器50、暖通51、变速器机油冷却器52与所述发动机水泵1的第一进水口依次前后水路连通。
所述调温器座4的第二出水口f、发动机机油冷却器6与所述发动机水泵1的第二进水口依次前后水路连通。
所述调温器座4的第三出水口g、散热器70、散热器调温器71与所述发动机水泵1的第三进水口依次前后水路连通。
所述蓄水壶8的出水口与所述发动机水泵1的第四进水口连通，通过所述蓄水壶8对所述发动机水泵1补水以防止水泵前压力过低产生气蚀。
所述蓄水壶8与所述散热器70的进水口之间连接有第一排气管90，所述蓄水壶8与所述缸盖水套2的第二出水口之间连接有第二排气管路91以用于所述缸盖水套2排气侧气体的排出，所述蓄水壶8与所述调温器座4的第四出水口h之间连接有第三排气管92。所述第二排气管路91和所述第三排气管92的两个出水口可集成为一个出水口并与所述蓄水壶8水路连通。
所述第一排气管90、所述第二排气管路91、所述第三排气管92分别在管内设有内径为2mm的节流孔93，防止排气管内水流量过大，造成所述蓄水壶8内循环水流量的降低，从而提高发动机低温状态下的暖机速度以及高温状态下的循环水利用率。
所述缸体调温器31的上端和下端分别设有内径为2mm的上孔310和下孔311，以用于感应所述缸体水套30内的水温变化。
冷却液温度较低时，缸体温度未达到燃烧最佳温度，所述缸体调温器31处于关闭状态，使缸体温度持续上升。冷却液温度升高后，缸体温度达到燃烧较佳温度，为防止缸体过热，开启所述缸体调温器31以冷却缸体。所述缸体调温器31的开启温度范围优选但不限定为95℃～105℃，温度值可通过试验确定。
冷却液温度较低时，未达到乘员舱采暖和除霜的水温需求，所述暖通调温器50处于关闭状态。冷却液温度达到乘员舱采暖和除霜的水温需求时，开启所述暖通调温器50，冷却液通过所述暖通51进行取暖和除霜除雾，同时通过所述变速器机油冷却器52加热变速器机油。所述暖通调温器50的开启温度范围优选但不限定为50℃～60℃。
所述散热器调温器71在发动机温度较高时开启，开启温度范围优选但不限定为82℃～88℃。
所述发动机水泵1的第一进水口、第二进水口、第三进水口、第四进水口可设置成一个集成进水口。
所述缸体调温器31、所述暖通调温器50、所述散热器调温器71与汽车ECU电连接并通过ECU控制阀口的开闭大小。所述散热器调温器71设在所述发动机水泵1的进水处，有利于降低发动机水温波动。
一种用于发动机暖机的冷却系统的工作过程分为四个阶段，具体如下所述。
一 冷启动阶段：如图2所示，所述缸体调温器31、所述暖通调温器50、所述散热器调温器71均断开，冷却液的流通路径为，
1.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第二出水口f、所述发动机机油冷却器6、所述发动机水泵1第二进水口依次水路连通并形成循环导流；
2.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第四出水口h、所述第三排气管92、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流；
3.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第三出水口g、所述第一排气管90、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流；
4.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2的第二出水口、所述第二排气管91、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流。
在此阶段，所述缸体水套30内的冷却液不流动，以加快缸体升温。所述暖通51、变速器机油冷却器52、散热器70内的冷却液无散热。吸收了所述缸盖水套2内热量的冷却液流入所述发动机机油冷却器6以加热机油，加热后的机油在缸体内循环，加快缸体内温度的上升，避免出现水凝结现象，减少水与润滑油滴的混合以避免出现机油乳化的现象，降低机油乳化风险。
二 暖机阶段：如图3所示，所述缸体调温器31和所述散热器调温器71均断开，冷却液的流通路径为，
5.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第一出水口e、所述暖通调温器50、所述暖通51、所述变速器机油冷却器52、所述发动机水泵1的第一进水口依次水路连通并形成循环导流；
6.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2 的第一出水口、所述调温器座4 的第二出水口f、所述发动机机油冷却器6、所述发动机水泵1的第二进水口依次水路连通并形成循环导流；
7.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2 的第二出水口、所述第二排气管91、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流；
8.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2 的第一出水口、所述调温器座4的第四出水口h、所述第三排气管92、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流；
9.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2 的第一出水口、所述调温器座4的第三出水口g、所述第一排气管90、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流。
在此阶段，所述缸体水套30内和所述散热器70内的冷却液不流动，所述暖通调温器50和所述变速器机油冷却器52内的冷却液快速升温，一方面提升在极寒天气下的舒适性，另一方面降低变速器的摩擦功，降低变速器的损耗。
三 热机阶段：如图4所示，所述散热器调温器71断开。冷却液的流通路径为，
10.所述发动机水泵1、所述缸体水套30和/或所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第一出水口e、所述暖通调温器50、所述暖通51 、所述变速器机油冷却器52、所述发动机水泵1的第一进水口依次水路连通并形成循环导流；
11.所述发动机水泵1、所述缸体水套30和/或所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第二出水口f、所述发动机机油冷却器6、所述发动机水泵1的第二进水口依次水路连通并形成循环导流；
12.所述发动机水泵1、所述缸体水套30和/或所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第四出水口h、所述第三排气管92、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流；
13.所述发动机水泵1、所述缸体水套30和/或所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第三出水口g、所述第一排气管90、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流。
14.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2的第二出水口、所述第二排气管91、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流；
在此阶段，所述缸盖水套2和所述缸体水套30并联连接，使冷却液在缸体内循环流动，提升缸体的可靠性，避免发动机因缸体温度过高而出现爆震的现象。
四 高温阶段：如图5所示，所述缸体调温器31、暖通调温器50和所述散热器调温器71均开启，冷却液的流通路径为，
15.所述发动机水泵1 、所述缸体水套30和/或所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第一出水口e、所述暖通调温器50、所述暖通51、所述变速器机油冷却器6、所述发动机水泵1的第一进水口依次水路连通并形成循环导流；
16.所述发动机水泵1、所述缸体水套30和/或所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第二出水口f、所述发动机机油冷却器6、所述发动机水泵1的第二进水口依次水路连通并形成循环导流；
17.所述发动机水泵1出水、所述缸体水套30和/或所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第三出水口g、所述第一排气管90、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流；
18.所述发动机水泵1、所述缸体水套30和/或所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第三出水口g、所述散热器70、所述散热器调温器71、所述发动机水泵1的第三进水口依次水路连通并形成循环导流；
19.所述发动机水泵1、所述缸体水套30和/或所述缸盖水套2的第一出水口、所述调温器座4的第四出水口h、所述第三排气管92、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1第四进水口依次水路连通并形成循环导流；
20.所述发动机水泵1的第二出水口b、所述缸盖水套2的第二出水口、所述第二排气管91、所述蓄水壶8、所述发动机水泵1的第四进水口依次水路连通并形成循环导流。
在此阶段，所述散热器调温器71开启，所述缸盖水套2和所述缸体水套30并联连接，使通过所述缸盖水套2、所述缸体水套30及所述散热器70内的冷却液同时参与循环，进一步降低冷却液温度，保证发动机工作在合适的温度范围内。
以上所述仅是本技术方案的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术方案原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于发动机暖机的冷却系统，包括发动机水泵（1）、缸盖水套（2）、缸体水套（30）、散热器（70）、暖通（51）和蓄水壶（8），其特征在于：
还包括缸体调温器（31）、调温器座（4）、暖通调温器（50）、变速器机油冷却器（52）、发动机机油冷却器（6）和散热器调温器（71）；
所述发动机水泵（1）的第一出水口（a）、所述缸体水套（30）、缸体调温器（31）与调温器座（4）的第一进水口（d）依次前后水路连通；
所述发动机水泵（1）的第二出水口（b）、所述缸盖水套（2）的第一出水口与调温器座（4）的第二进水口（c）依次前后水路连通；
所述调温器座（4）的第一出水口（e）、暖通调温器（50）、暖通（51）、变速器机油冷却器（52）与所述发动机水泵（1）的第一进水口依次前后水路连通；
所述调温器座（4）的第二出水口（f）、发动机机油冷却器（6）与所述发动机水泵（1）的第二进水口依次前后水路连通；
所述调温器座（4）的第三出水口（g）、散热器（70）、散热器调温器（71）与所述发动机水泵（1）的第三进水口依次前后水路连通；
所述蓄水壶（8）的出水口与所述发动机水泵（1）的第四进水口连通。
2.根据权利要求1所述的用于发动机暖机的冷却系统，其特征在于，所述蓄水壶（8）与所述散热器（70）的进水口之间连接有第一排气管（90），所述蓄水壶（8）与所述缸盖水套（2）的第二出水口之间连接有第二排气管路（91），所述蓄水壶（8）与所述调温器座（4）的第四出水口（h）之间连接有第三排气管（92）。
3.根据权利要求1所述的用于发动机暖机的冷却系统，其特征在于，所述缸体调温器（31）、所述暖通调温器（50）、所述散热器调温器（71）与汽车ECU电连接。
4.根据权利要求3所述的用于发动机暖机的冷却系统，其特征在于，所述缸体调温器（31）的开启温度范围为95℃～105℃，所述暖通调温器（50）的开启温度范围为50℃～60℃，所述散热器调温器（71）的开启温度范围为82℃～88℃。
5.根据权利要求3所述的用于发动机暖机的冷却系统，其特征在于，所述缸体调温器（31）的上端和下端分别设有内径为2mm的上孔（310）和下孔（311）。
6.根据权利要求1至5任一所述的用于发动机暖机的冷却系统，其特征在于，在发动机冷启动阶段，所述缸体调温器（31）、所述暖通调温器（50）、所述散热器调温器（71）均断开。
7.根据权利要求1至5任一所述的用于发动机暖机的冷却系统，其特征在于，在发动机暖机阶段，所述缸体调温器（31）和所述散热器调温器（71）均断开。
8.根据权利要求1至5任一所述的用于发动机暖机的冷却系统，其特征在于，在发动机热机阶段，所述散热器调温器（71）断开。
9.根据权利要求1至5任一所述的用于发动机暖机的冷却系统，其特征在于，在发动机高温阶段，所述缸体调温器（31）、暖通调温器（50）和所述散热器调温器（71）均开启。
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2019
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