一种发动机冷却系统和方法与流程

本发明属于发动机技术领域，尤其是一种发动机冷却系统和方法。

背景技术：

随着发动机节能要求越来越高，要求发动机保持适宜的工作温度。传统的发动机温度控制系统一般以调温器根据出水温度进行控制。

现有的单靠调温器可调节的温度范围不够宽广，特别是寒冷地区，暖车时间长。如中国专利cn109184895a公开的水空中冷系统，水空中冷系统包括发动机水泵、低温水箱、发动机内循环系统以及水空中冷器，其中，发动机内循环系统包括机油冷却器、机体及缸盖、节温器和发动机高温水箱，当进入所述节温器的水温高于所述节温器的开启温度时，打开所述发动机大循环，关闭所述发动机小循环，水直接流回到所述高温水箱，经高温水箱内散热器冷却后进入所述水泵，当进入所述节温器的水温低于所述节温器的开启温度时，则打开所述发动机小循环，关闭所述发动机大循环，水不经过所述高温水箱而直接进入所述水泵。

不能适应不同负荷的快速变化的要求。传统发动机水泵只能随着发动机转速变换而变化，不能随着负荷、水温变化而变化。

又如中国专利cn206625887u公开的发动机的节温装置，包括一个节温器座、一个节温器盖、和两个节温器。节温器座形成有一个缸盖进水腔和一个低温水腔，其上开设有两个节温器孔；低温水腔具有两个出水孔和一个机体出水口。两个节温器分别安装于节温器孔，节温器具有关闭所述节温器孔且打开出水孔的第一位置，和打开节温器孔且关闭出水孔的第二位置。

但上述结构仍然有改进空间，虽然采用两个相同节温器，但是两个节温器开启温度相同，同时开关，水泵流量调节单一，冷却系统冷却能力调节范围有限。

技术实现要素：

本发明提供一种发动机冷却系统和方法，采取的主副两个不同开启温度的调温器组合设计，多级调节发动机循环流量，加大了温度调节范围，能适应更苛刻的发动机突变工况要求。

本发明的技术方案如下：

一种发动机冷却系统，包括水路依次首尾连接形成冷却循环的水泵、发动机本体、调温装置和水箱；还包括设置在所述水箱侧面上的散热风扇，还包括设置在所述调温装置的入水口处的温度传感器，所述调温装置的第一出水口和所述水箱连通构成发动机大循环，所述调温装置的第二出水口和所述水泵连通构成发动机小循环，所述调温装置还包括低开调温器和高开调温器，所述低开调温器和所述高开调温器并联设置在水路中，所述低开调温器和所述高开调温器的出口水路汇集成一路连接到所述水箱，所述高开调温器初开温度大于所述低开调温器的初开温度，所述温度传感器和散热风扇均和发动机ecu电线连接。

本发明所述的低开调温器和高开调温器均为节温器结构，采用高低开，两个不同开启温度的调温器组合设计，多级调节发动机循环流量，加大了温度调节范围，能适应更苛刻的发动机突变工况要求。

本发明比传统的控制方式更灵活，能达到节能降耗、快速暖车、快速加载的要求。

优选的，所述低开调温器和所述高开调温器初开后，在较低水温下的流量增加速率小于其在较高水温下的流量增加率，采取多段斜率调节流量、前段开度小，后端开度大调调温度刚好拟补原来的缺陷。

优选的，本发明还包括和所述温度传感器电线连接的显示器，用于显示发动机水温，实时获取发动机的工作状态。所述温度传感器5电性也可电线连接ecm，ecm是发动机电子控制模块的简称，具有连续监测并控制发动机正常工知作运转的功能，可以根据发动机的不同工况，向发动机提供最佳空燃比的混合气和最佳点火时间，使发动机始终处在最佳工作状态，发动机的性能和油耗达到最佳。

优选的，所述低开调温器和所述高开调温器的初开温度分为83℃和88℃，所述低开调温器和所述高开调温器的全开温度分别为93℃和98℃。采取的主副两个不同开启温度的调温器组合设计，这样控制范围由10℃加大到15℃，加大了温度调节范围，能适应更苛刻的发动机突变工况要求。

本发明还提供了一种发动机的冷却方法，采用上述的一种发动机冷却系统，包括如下步骤：

步骤1：起动发动机后，此时调温装置未开启，发动机采用小循环冷却；

步骤2：随着水温升高，当水温达到83℃时，低开调温器初开，开启发动机大循环，水温继续上升直至低开调温器全开；

步骤3：随着水温继续上升，当水温达到88℃，高开调温器初开，水温继续上升直至高开调温器全开；

步骤4：发动机ecu采集温度传感器信号，随着发动机负荷持续增加，水温继续上升到达98℃，发动机ecu控制散热风扇开始工作，保持水温稳定在平衡状态；若水温仍然继续升高超过105℃，则进入步骤5；

步骤5：发动机ecu控制发动机供油系统停止喷油，当水温降低到102℃以下，恢复喷油，返回步骤4。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用高低开，两个不同开启温度的调温器组合设计，多级调节发动机循环流量，加大了温度调节范围，能适应更苛刻的发动机突变工况要求。

2、比传统的控制方式更灵活，能达到节能降耗、快速暖车、快速加载的要求。

3、能降低部分负荷的油耗。在小负载情况下，发动机水温稳定在比较高水平，此时不需要打开风扇，同时能满足大负荷的工作要求。

附图说明

图1是本发明所述的一种发动机冷却系统的结构示意图简图。

图2是本发明所述的调温装置得结构示意简图。

图3是本发明所述的低开调温器工作时，流量和温度的关系图。

图4是本发明实施例3中调温器装置未打开时，小循环工作原理图。

图5是本发明实施例3中低开调温器开启时的工作原理图，此时处于大循环工况。

图6是本发明实施例3中低开调温器和高开调温器都开启时的工作原理图，此时处于大循环工况。

图中：1-水泵，2-发动机本体，3-调温装置，301-低开调温器，302-高开调温器，303-第一出水口，304-第二出水口，4-水箱，5-温度传感器，6-发动机ecu，7-散热风扇，8-显示器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种发动机冷却系统，包括水路依次首尾连接形成冷却循环的水泵1、发动机本体2、调温装置3和水箱4；还包括设置在所述水箱4侧面上的散热风扇7，

如图2所示，本实施例还包括设置在所述调温装置3的入水口处的温度传感器5，所述调温装置3的第一出水口303和所述水箱4连通构成发动机大循环，所述调温装置3的第二出水口304和所述水泵1连通构成发动机小循环，

如图2所示，所述调温装置3还包括低开调温器301和高开调温器302，所述低开调温器301和所述高开调温器302并联设置在水路中，所述低开调温器301和所述高开调温器302的出口水路汇集成一路连接到所述水箱4，所述高开调温器302初开温度大于所述低开调温器301的初开温度，所述温度传感器5和散热风扇7均和发动机ecu6电线连接。

本实施例采用采高低开，两个不同开启温度的调温器组合设计，多级调节发动机循环流量，加大了温度调节范围，能适应更苛刻的发动机突变工况要求。

实施例2：

如图1和图2所示，本实施例所述的发动机冷却系统应用于直列六缸柴油发动机，包括水路依次首尾连接形成冷却循环的水泵1、发动机本体2、调温装置3和水箱4；还包括设置在所述水箱4侧面上的散热风扇7，散热风扇7用于在温度较高，对水箱4进行冷却，以保护发动机。

还包括设置在所述调温装置3的入水口处的温度传感器5，所述调温装置3的第一出水口303和所述水箱4连通构成发动机大循环，所述调温装置3的第二出水口304和所述水泵1连通构成发动机小循环，

如图2所示，所述调温装置3还包括低开调温器301和高开调温器302，所述低开调温器301和所述高开调温器302并均为蜡式调温器，产品采购自曲阜天博汽车零部件制造有限公司；低开调温器301和高开调温器302结构如下：包括壳体、弹簧、阀门等结构，壳体中设有石蜡，壳体上套有弹簧，壳体上装有阀门。所述低开调温器301和所述高开调温器302并联设置在水路中，所述低开调温器301和所述高开调温器302的出口水路汇集成一路连接到所述水箱4，所述高开调温器302初开温度大于所述低开调温器301的初开温度，采用两种开启温度的调温器，便于多档位调节；

所述温度传感器5和散热风扇7均和发动机ecu6电线连接，发动机ecu6接受温度传感器5的信号，并处理生成指令后，控制散热风扇7的开启和关闭，以保持发动机水温恒定。

图3给出了低开调温器301的工作流量和工作温度的变化规律，本实施例中，所述低开调温器301在初开后，在较低水温下的流量增加速率小于其在较高水温下的流量增加率，采取多段斜率调节流量、前段开度小，后端开度大调调温度刚好拟补原来的缺陷。高开调温器302的工作特性也和所述低开调温器301一样。

本实施例中，本发明还包括和所述温度传感器5电线连接的显示器8，用于显示发动机水温，实时获取发动机的工作状态。

本实施例中，所述低开调温器301和所述高开调温器302的初开温度分为83℃和88℃，所述低开调温器301和所述高开调温器302的全开温度分别为93℃和98℃。采取的主副两个不同开启温度的调温器组合设计，这样控制范围由10℃加大到15℃，加大了温度调节范围，能适应更苛刻的发动机突变工况要求。

实施例3：

本实施例是实施例2所述的发动机冷却系统的工作方法：

包括如下步骤：

步骤1：如图4所示，起动发动机后，此时调温装置3未开启，发动机采用小循环冷却；

步骤2：如图5所示，随着水温升高，当水温达到83℃时，低开调温器301初开，开启发动机大循环，水温继续上升直至低开调温器301全开；

步骤3：如图6所示，随着水温继续上升，当水温达到88℃，高开调温器302初开，水温继续上升直至高开调温器302全开；

步骤4：发动机ecu6采集温度传感器5信号，随着发动机负荷持续增加，水温继续上升到达95℃，发动机ecu6发出指令控制散热风扇7开始工作，保持水温稳定在平衡状态；若水温仍然继续升高超过105℃，则进入步骤5；

步骤5：发动机ecu6接收温度传感器5信号后发出指令，控制发动机供油系统停止喷油，当水温降低到102℃以下，恢复喷油，返回步骤4。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下对混合动力总成结构中各零件的配合方式、连接方式等方面通过任何修改、等同替换、改进等方式所获得的所有其它实施例，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。