发动机冷却系统及动力装置的制作方法

1.本发明涉及冷却系统技术领域，尤其涉及一种发动机冷却系统和具有该发动机冷却系统的动力装置。


背景技术：

2.目前的发动机冷却系统主要是通过水泵将冷却水输送进入发动机水套，并在发动机水套出水口出水，通过分配进入暖风器、散热器、机油冷却器等，然后回流到水泵完成循环。
3.冷却系统中设有调温器，在暖风器和散热器中的冷却水流入调温器的过程中，然而针对现有的冷却系统结构，容易出现对冲、回流等现象，冷却液回流后会与调温器外部的冷却液混合，这就会导致调温器不能准确感应水温，且回流会导致冷却液在管道中出现速度分布不均，局部速度过大，影响水泵的稳定性。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种发动机冷却系统及动力装置，能解决因冷却液产生回流，造成调温器感应不准和水泵不稳定的问题。
5.为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：
6.第一方面，本发明提供一种发动机冷却系统，包括水泵、散热器和第一调温器，所述第一调温器包括相互连通的第一管口、第二管口、第三管口、第一阀门和第一底座，所述第二管口与所述第三管口的上壁面均低于所述第一底座，所述散热器与所述第一管口连通，所述第二管口与所述水泵连通，所述第一阀门与所述第一底座形成第一阀孔，所述第一阀孔连通所述第一管口和所述第二管口，以控制流经所述散热器的冷却液经所述第一管口进入所述第一阀孔，并从所述第二管口流回所述水泵形成循环。
7.一种实施方式中，所述冷却系统还包括第二调温器和旁通管道，所述旁通管道连通所述第一调温器和所述第二调温器。
8.一种实施方式中，所述第一调温器还包括第二阀门和第二底座，所述第二阀门和所述第二底座用于控制所述旁通管道连通以控制所述旁通管道的冷却液由第二调温器流入所述第一调温器。
9.一种实施方式中，所述发动机冷却系统还包括缸盖水套、egr冷却器、第一通道和第二通道，所述缸盖水套与所述水泵通过所述第一通道连通，所述缸盖水套和所述第二调温器通过所述第二通道连通，所述egr冷却器设置在所述第二通道上。
10.一种实施方式中，所述发动机冷却系统还包括暖风器和第三通道，所述缸盖水套和所述第一调温器通过所述第三通道连通，所述暖风器设置于所述第三通道上，所述第三通道与所述第三管口连通，以使流经所述暖风器的冷却液流入所述第一调温器。
11.一种实施方式中，所述发动机冷却系统还包括第四通道，所述第四通道连通所述缸盖水套和所述第二调温器，且所述第二通道与所述第四通道连通，所述第二调温器包括
第四管口，所述第四通道与所述第四管口连通，以使流经所述缸盖水套和所述egr冷却器的冷却液流入所述第二调温器。
12.一种实施方式中，所述发动机冷却系统还包括缸体水套和第五通道，所述第五通道依次连通所述缸盖水套、所述缸体水套和所述第二调温器，所述第二调温器包括第五管口，所述第五通道连通所述第五管口，以使所述缸体水套内的冷却液经所述第五管口流入所述第二调温器。
13.一种实施方式中，所述第二调温器包括第三阀门，所述第二调温器设有第二开启温度，当所述第四通道的冷却液温度达到所述第二开启温度时，所述第三阀门开启，以使所述缸体水套内的冷却液参与循环。
14.一种实施方式中，所述第一调温器预设有第一开启温度，所述第一开启温度大于所述第二开启温度，所述第二调温器设有第六管口，所述散热器与所述第六管口连通，当所述旁通管道的冷却液温度达到所述第一开启温度时，所述第一阀门开启，所述冷却液经所述第六管口流入所述散热器，并经所述第一管口流入所述第一调温器。
15.一种实施方式中，所述发动机冷却系统还包括控制器和检测器，所述控制器与所述第一调温器和/或所述第二调温器及所述检测器电连接，所述检测器用于检测所述冷却液的温度，所述控制器用于根据所述检测器检测的温度控制所述第一调温器和/或所述第二调温器开启。
16.第二方面，本发明提供一种动力装置，所述动力装置包括以上任一项实施方式所述的发动机冷却系统。
17.通过使第二管口和第三管口的上壁面均低于第一底座，避免了从第一管口和第三管口流入的冷却液，以及从第二管口流出的冷却液产生回流，从而使得冷却系统能够精准测温，且具有更高的稳定性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为一种实施例的第一调温器和第二调温器的结构示意图；
20.图2为一种实施例的第一调温器和第二调温器的剖视图；
21.图3为一种实施例的冷却系统的控制框图；
22.图4为一种实施例的第一调温器内的冷却液流通示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1至图4，本发明提供一种发动机冷却系统，包括水泵10、散热器60和第一
调温器51，第一调温器51包括相互连通的第一管口511、第二管口512、第三管口513和第一阀门5141和第一底座5161，第一管口511和第三管口513的上壁面均低于第一底座5161，散热器60与第一管口511连通，第二管口512与水泵10连通，第一阀门5141与第一底座5161形成第一阀孔k，所述第一阀孔k连通所述第一管口和所述第二管口，以控制流经散热器60的冷却液经第一管口511进入第一阀孔k，并从第二管口512冷却液流回水泵10形成循环。
25.具体地，冷却系统设置在发动机周围，当冷却液在冷却系统内流通时，冷却液会带走发动机产生的热量，从而达到冷却的效果。冷却液可选为纯水或者掺杂酒精、甘油、乙二醇的水等，本实施例中，冷却液为包含50％的水与50％的乙二醇的混合溶液本实施例中，第一调温器51为电子调温器。第一调温器51包括储液室510，第一阀门5141设置于储液室510内，第一管口511和第二管口512均设置于储液室510的外壁面。其中，第一管口511与散热器60连通，以使散热器60内的冷却液流入第一调温器51的储液室510内，第二管口512与水泵10连通，以使储液室510内的冷却液经第二管口512流入水泵10。第一阀门5141用于控制第一阀孔k是否导通，当第一阀门5141与第一底座5161连接时，第一阀孔k关闭，从第一管口511和第三管口513流入的冷却液不能汇流；如图4所示，当第一阀门5141与第一底座5161处于分离状态时，第一阀孔k导通，从第一管口511和第三管口513流入的冷却液在第一阀孔k内汇流，此时，通过使第三管口513的上壁面低于第一底座5161，避免了从第一管口511和第三管口513流入的冷却液在第一阀孔k内由于对冲产生回流现象，导致第一调温器51温度感应不准，并增大第一调温器51的压损。
26.此外，第二管口512的上壁面低于第一底座5161设置，避免了储液室510内的冷却液由第二管口512流入水泵10时产生回流现象，导致冷却液局部流速过大，影响水泵10的稳定性。
27.通过使第二管口512第三管口513的上壁面低于第一底座5161设置，避免了从第一管口511和第三管口513流入的冷却液，以及从第二管口512流出的冷却液产生回流，从而使得冷却系统能够精准测温，且具有更高的稳定性。
28.一种实施例中，请参阅图3，冷却系统还包括第二调温器52和旁通管道77，旁通管道77连通第一调温器51和第二调温器52，以使第二调温器52中的冷却液流入第一调温器51。具体地，第一调温器51还包括第二阀门5162和第二底座5142，第二阀门5142和第二底座5162用于控制旁通管道77的冷却液由第二调温器52流入第一调温器51。当第一调温器的第一阀门5141关闭，第二阀门5142开启，即第一阀门5141与第一底座5161连接，第二阀门5142与第二底座5162分离时，若第二调温器52开启，第二调温器52内的冷却液经旁通管道77流入第一调温器51；当第二调温器52开启，第一调温器51的第一阀门5141和第二阀门5142均开启时，即第一阀门5141与第一底座5162分离，第二阀门5142与第二底座5162分离时，第二调温器52内的一部分冷却液经旁通管道77流入第一调温器51，另一部分经过散热器60进入第一调温器51；当第一调温器51的第一阀门开启，第二阀门5142关闭，即第一阀门5141与第一底座5161分离，第二阀门5142与第二底座5162连接时，旁通管道77关闭，第二调温器52内的冷却液全部流入散热器60，并经第一管口511流入第一调温器51。在第一调温器51的控制下，第二调温器52进入旁通管道77的冷却液具有以下三种情况：
29.①
散热器60完全不参与循环，经过第二调温器52的冷却液全部通过旁通管道77进入第一调温器51，旁通管道77并从第二管口512进入水泵10进行下一轮循环。
30.②
散热器60部分参与循环，经过第二调温器52的冷却液一部分通过旁通管道77进入第一调温器51，并从第二管口512进入水泵10，另一部分经过散热器60进行冷却后再通过第一调温器51从第二管口512抵达水泵10。
31.③
散热器60全部参与循环，旁通管道77经过第二调温器52的冷却液不通过旁通管道77向第一调温器51流动，而是全部进入散热器60进行冷却后，再通过第一管口511进入第一调温器51，并从第二管口512抵达水泵10。
32.通过设置由旁通管道77连通第一调温器51和第二调温器52，且利用第一调温器51控制旁通管道77是否导通，进一步控制散热器60参与循环的程度来调节发动机的缸体和缸盖的温度，使得发动机具有适合当前工况的温度，有利于提高经济性以及环保程度。举例而言，在小循环时，第一调温器51能够控制发动机冷却液不进入散热器60循环，以保证冷启动以及冷启动后一段时间内发动机能够升温至理想温度，以降低废气中的有害气体含量和油耗。在大循环时，第一调温器51能够通过第一阀门5141和第二阀门5142控制发动机冷却液进入散热器60循环的程度，使得在低负荷工况时的发动机温度较高，降低摩擦损失来提高效率，在高负荷工况时的发动机温度保持在安全温度下，以具有较高的可靠性。
33.一种实施例中，请参阅图3，发动机冷却系统还包括缸盖水套21、egr冷却器30、第一通道71和第二通道72，缸盖水套21与水泵10通过第一通道71连通，缸盖水套21和第二调温器52通过第二通道72连通，egr冷却器30设置在第二通道72上。
34.具体地，egr冷却器30设置在废气再循环的管道的外周，当冷却液通过egr冷却器30时，冷却液会带走高温废气的热量，从而达到冷却的效果。可以理解的是，在发动机高负荷高转速的工况下，废气再循环(exhaust gas recirculation，egr)效率较低，基本无废气进行循环使用，这样经过egr冷却器30的冷却液温度和水泵10刚出来的冷却液温度基本不变，而高负荷工况下的机油温度较高，egr冷却器30出来的低温冷却液能够有效吸收机油的热量，从而完成对机油的冷却。
35.第一通道71的出口连接在缸盖水套21的入口，水泵10流出的冷却液经第一通道71经缸盖水套21入口的位置进入缸盖水套21，以延长冷却液在缸盖水套21内的流通路径，实现更好的冷却效果。类似地，第二通道72连接在缸盖水套21的较为入口的位置，以便于保证缸盖水套21这条支路和第二通道72这条支路的独立冷却，有利于提高冷却效果。通过将egr冷却器30设置在第二通道72上，以便于该支路上的冷却液能够进入散热器60降温或者进入水泵10进行下一轮循环。
36.一种实施例中，请参阅图1至图3，发动机冷却系统还包括暖风器40和第三通道73，缸盖水套21和第一调温器51通过第三通道73连通，暖风器40设置于第三通道73上，第一调温器51还包括第三管口513，第三通道73与第三管口513连通，以使流经暖风器30的冷却液流入第一调温器51。具体地，第三通道73连接在缸盖水套21较为下游的位置，流经缸盖水套21的冷却液流经第三通道73，并通过第三管口513汇入第一调温器51的储液室510内。由于进入第三通道73的冷却液已吸收了缸盖较多的热量，从而具有较高的温度，第三通道73高温的冷却液能够对暖风器40具有较优的加热效果。如此设置，有利于提高能量利用率，降低油耗，更加环保。另外，第三通道73与第一调温器51为常通状态，即无论第一调温器51是否开启，第三通道73内的冷却液都可进入第一调温器51。
37.一种实施例中，请参阅图1至图3，发动机冷却系统还包括第四通道74，第四通道74
连通缸盖水套21和第二调温器52，且第二通道72与第四通道74连通，第二调温器52包括第四管口521，第四通道74与第四管口521连通，以使流经缸盖水套21和egr冷却器30的冷却液流入第二调温器52。具体地，缸盖水套21套在缸盖燃烧室外周，缸盖水套21用于由冷却液通过，以便于对缸盖进行冷却。通过使第二通道72与第四通道74连通，以便于缸盖水套21的冷却液和egr冷却器30的冷却液在进入第二调温器51前汇合，并通过第四管口521进入第二调温器52，以便于对这些冷却液后续进入散热器60降温或者通过旁通管道77进入水泵10进行下一轮循环。
38.一种实施例中，请参阅图2和图3，发动机冷却系统还包括缸体水套22和第五通道75，第五通道75依次连通缸盖水套21、缸体水套22和第二调温器52，第二调温器52包括第五管口522，第五通道75连通第五管口522，以使缸体水套内22的冷却液经第五管口522流入第二调温器52。具体地，缸体水套22套在缸体燃烧室外周，缸体水套22用于由冷却液通过，以便于对缸体进行冷却第二调温器52控制缸体水套22的冷却液是否参与循环。在冷启动时，缸体的温度较低，若缸体水套22的冷却液参与循环，将不利于缸体的温度上升，导致油耗高，有害气体排放多，经济性和环境方面均处于不利的状态。通过设置第二调温器52控制缸体水套22的冷却液是否参与循环，可使得在冷启动时缸体水套22不参与循环，缸体温度能够快速上升，可降低油耗和有害气体的排放，较为环保且有利于提高经济性。另外，当冷启动完成，且发动机温度上升至较高温度后，为保证可靠性，可通过第二调温器52控制缸体水套22的冷却液通过第五管口522流入第二调温器52并参与循环。
39.一种实施例中，请参阅图2和图3，第二调温器52包括第三阀门523，第二调温器52预设有第二开启温度，当第四通道74内的冷却液，即egr冷却器30和缸盖水套22混合后的冷却液，温度达到第二开启温度时，第三阀门523开启，以使缸体水套22内的冷却液参与循环。可以理解的是，当第四通道74内的冷却液温度低于第一开启温度时，发动机温度较低且需要升高，此时第三阀门523关闭，使得缸体水套22内的冷却液不流动，直至第四通道74内的冷却液的温度升高至第一开启温度，缸体的温度已然较高且与缸盖的温差可能过大，此时为了保护缸体的安全，第二调温器52开启，即第三阀门523打开，使得缸体水套22的冷却液经第五管口522进入第二调温器52内参与循环，缸体的温度上升速度减缓。
40.一种实施例中，请参阅图1至图3，第一调温器51预设有第一开启温度，第一开启温度大于第二开启温度，第二调温器52设有第六管口524，散热器60与第六管口524连通，当旁通管道77的冷却液温度达到第一开启温度时，第一阀门5141开启，冷却液分为两部分，一部分经第六管口524流入散热器60，并经第一管口511流入第一调温器51。另一部分通过旁通管道77进入第一调温器51。可以理解的是，旁通管道77的冷却液温度即缸体水套22、缸盖水套21和其他支路(如第四通道74)的冷却液汇流后的温度，当旁通管道77的冷却液温度低于第一开启温度时，发动机温度仍然较低，与理想温度仍有一定差距，因此第一调温器51关闭，使散热器60不参与循环，使得发动机温度继续快速升温。当旁通管道77的冷却液温度达到第一开启温度时，发动机温度已接近理想温度，第一调温器51逐渐打开，即第二阀门5142开启，一部分冷却液经第六管口524流入散热器60，并经旁通管道77流入第一调温器51，当第一调温器51内的冷却液回到水泵10后，则达到了使得一部分冷却液通过旁通管道77进入第一调温器51，另一部分进入散热器60后进入第一调温器51，此时发动机水温继续慢速升高，直至第二阀门5142开启幅度继续增大甚至全开，发动机水温维持在较高的水平，从而降
低发动机的摩擦，达到节油的效果。
41.一种实施例中，请参阅图3，发动机冷却系统还包括控制器(未图示)和检测器(未图示)，控制器与第一调温器51和/或第二调温器52及检测器电连接，检测器用于检测冷却液的温度，控制器用于根据检测器检测的温度控制第一调温器51和/或第二调温器52开启。
42.本实施例中，检测器设置在缸盖上，检测器可获取缸盖水套21出口处的冷却液的温度。第二调温器52为传统的蜡式调温器，第一调温器51为电子调温器。控制器内写入机械开发试验数据，并写入ecu程序，控制器通过控制第一调温器51通电，以使第一调温器51在低于第一开启温度下开启，以使得散热器60提前进入循环，从而精确控制大循环下的发动机的温度。
43.在其他实施例中，第二调温器52也可为电子调温器，控制器控制第二调温器52通电，以使第二调温器52在低于第二开启温度下开启，以使缸体水套22的冷却液提前进入循环，从而精确控制小循环下的发动机的温度。
44.通过设置控制器和检测器，有利于更好地掌控发动机工作过程的温度，保证发动机的安全性以及发动机的效率。
45.一种实施例中，请参阅图1和图3，发动机冷却系统还包括第六通道76，第一调温器51还包括第七管口515，第六通道76的一端连接在第四通道74的入口位置，另一端与水泵10和第七管口515连通。发动机冷却系统还包括膨胀壶80，膨胀壶80设置在第六通道76上，膨胀壶80中的冷却液通过第七管口515与第一调温器51连通，其中，膨胀壶80用于收集各条通道中的气泡以及在各条通道中的冷却液不足的时候向通道中补充冷却液。通过设置膨胀壶80，有利于保证发动机冷却系统的正常运行。
46.以下对发动机的具体工况进行阐述：
47.小循环工况a(冷启动)：第四通道74的冷却液的温度低于第二调温器52的第二开启温度，冷却液从水泵10泵入缸盖水套21。此时，第二调温器52未打开，冷却液无法在缸体水套22内循环。冷却液自第一通道71流动至缸盖水套21入口，并分支出一部分冷却液流经egr冷却器30，剩下部分流经缸盖水套21冷却缸盖。在缸盖水套21出口分出一部分冷却液进入第三通道73并流经暖风器40加热暖风，其余的从缸盖水套21的出口流入第四通道74。第三通道73与第四通道74汇流然后流入第二调温器52。因第一调温器51未打开，散热器60内的冷却液无法参与循环，从而通过旁通管道77流入第一调温器51，并在第一调温器51与第三通道73的冷却液汇合流入水泵10完成循环。
48.小循环工况b(冷启动后)：第四通道74的冷却液的温度高于第二调温器52的第二开启温度低于第一调温器51的第一开启温度，这时为保护缸体的安全，第二调温器52打开，但此时仍未达到发动机的最佳工作温度，第一调温器51还未打开，散热器60还不能参与循环，仍需要快速提升发动机温度，使发动机达到最佳工作温度来达到降低油耗及有害气体排放的效果。水泵10通过第一通道71将冷却水泵10入缸盖水套21，缸盖水套21内冷却液在入口分为三路，一路进入具有egr冷却器30的第二通道72，一路通过缸盖垫孔进入缸体水套22流通，一路继续通过缸盖水套21。缸盖水套21内的冷却液流在出口分出一路流入设有暖风器40的第三通道73，剩下部分通过第四通道74与第二通道72的冷却液汇合后进入第二调温器52内，并在第二调温器52内与缸体水套22的冷却液汇合。汇合后的冷却液经过旁通管道77在第一调温器51内与第三通道73的冷却液汇合进入水泵10完成循环。
49.大循环工况a：当发动机在小负荷工作时，水温达到第一调温器51的第一开启温度，这时第一调温器51处于不通电状态并开始打开，旁通管道77和散热器60都是部分开启。水泵10通过第一通道71将冷却液泵入缸盖水套21，缸盖水套21内冷却液在入口分为三路，一路进入具有egr冷却器30的第二通道72，一路通过缸盖垫孔进入第五通道75并在缸体水套22流通，一路继续通过缸盖水套21。缸盖水套21内的冷却液流在出口分出一路流入设有暖风器40的第三通道73，剩下部分冷却液通过第四通道74与第二通道72的冷却液汇合后进入第二调温器52内，并在第二调温器52内与缸体水套22的冷却液汇合。
50.汇合后的冷却液分出两路，一路经过旁通管道77进入第一调温器51内，另一路经过散热器60降温再进入第一调温器51内，然后两路冷却液再与第三通道73的冷却液在第一调温器51内汇合进入水泵10完成循环。可以理解的是，因刚开始时旁通管道77的占比较大，冷却液温度还在继续升高，直到较高的温度，散热器60阀门全开，第一调温器51的第二阀门5142全关，使得旁通管道77的冷却液全部流经散热器60散热，发动机水温升至理想温度，从而降低发动机摩擦来获得较好的经济性。
51.大循环工况b：当发动机在大负荷工作时，主要考虑发动机的可靠性，发动机温度不宜过高，这时第一调温器51开始通电并开始打开第一阀门5141和第二阀门5142，旁通管道77和散热器60阀门都是部分开启直至第二阀门5142关闭以关闭旁通管道77来保证发动机温度不过高。水泵10通过第一通道71将冷却液泵入缸盖水套21，缸盖水套21内冷却液在入口分为三路，一路进入具有egr冷却器30的第二通道72，一路通过缸盖垫孔进入第五通道75并在缸体水套22流通，一路继续通过缸盖水套21。缸盖水套21内的冷却液流在出口分出一路流入设有暖风器40的第三通道73，剩下部分通过第四通道74与第二通道72的冷却液汇合后进入第二调温器52内，并在第二调温器52内与缸体水套22的冷却液汇合。汇合后的冷却液经过散热器70降温，然后在第一调温器51内与第三通道73的冷却液汇合进入水泵10完成循环。
52.以上四种工况下中，具有膨胀壶80的第六通道76内的冷却液始终参与循环，故不再赘述。
53.本发明提供一种动力装置，动力装置可应用于公共巴士、小轿车、越野车等类型的车辆。动力装置包括本发明实施例提供的发动机冷却系统。通过采用本发明提供的发动机冷却系统，使得动力装置能够更好地控制其内的发动机的温度，以具有更高的效率、经济性和环保性。
54.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。