發(fā)動機冷卻系統(tǒng)及具有其的汽車的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其包括：發(fā)動機冷卻部，用于使冷卻液通過其中流動并與發(fā)動機換熱；發(fā)動機出水口，連接至所述發(fā)動機冷卻部的出口；開關水泵，連接至所述發(fā)動機冷卻部的入口，其能夠通過啟停來控制流經(jīng)所述發(fā)動機冷卻部的冷卻液流量；第一支路，連通所述發(fā)動機出水口和所述開關水泵；所述第一支路包括布置在其中的散熱裝置及電子節(jié)溫器，所述電子節(jié)溫器能夠通過啟停來控制所述第一支路的通斷。本實用新型還包括一種具有該發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的汽車。
【專利說明】發(fā)動機冷卻系統(tǒng)及具有其的汽車

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車領域，更具體地，本實用新型涉及汽車的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]汽車的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)對發(fā)動機正常運轉、安全行駛及降低油耗與排放均起到重要的作用。目前，隨著發(fā)動機結構設計愈發(fā)緊湊及升功率增大，發(fā)動機產(chǎn)生的廢熱密度也隨之明顯增大，因此，對于發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的要求也不斷增加。通常，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的散熱能力的設計應首先考慮滿足發(fā)動機高負荷時的散熱需求。
[0003]但事實上，發(fā)動機并不是在任何時候都需要被冷卻，且發(fā)動機在不同工況下所需的冷卻程度不同，如:
[0004](I)當發(fā)動機暖機時，提高冷卻液的溫度可縮短暖機時間，從而降低油耗與排放；
[0005](2)當發(fā)動機以部分負荷運行時，提高冷卻液的溫度一方面可升高機油溫度，降低摩擦損失；另一方面還有助于改善缸內(nèi)燃燒，同時降低散熱損失，也達到增強動力性及降低油耗的作用；
[0006](3)當發(fā)動機以大負荷或極限工況運行時，降低冷卻液溫度可保證發(fā)動機安全可靠的運行。
[0007]但是，當前發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的設計標準是解決發(fā)動機以大負荷運行時的散熱問題，而忽略發(fā)動機暖機與以部分負荷運行時的燃油經(jīng)濟性及排放問題。究其原因，是由于當前發(fā)動機冷卻系統(tǒng)屬于被動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其兩大關鍵零件(傳統(tǒng)水泵和傳統(tǒng)節(jié)溫器)自身存在無法主動調(diào)節(jié)的缺陷。
[0008]具體而言，傳統(tǒng)水泵即由皮帶或鏈條驅(qū)動的機械水泵，其轉速正比于發(fā)動機轉速，這導致發(fā)動機冷卻系統(tǒng)內(nèi)的冷卻液流量取決于發(fā)動機轉速，而非發(fā)動機的實際散熱需求，因此無法實現(xiàn)在整個運行工況中對發(fā)動機的冷卻液溫度進行合理控制。另外，傳統(tǒng)節(jié)溫器通常依靠蠟包中石蠟在高低溫的狀態(tài)變形來推動由推桿控制的閥門的開閉，從而實現(xiàn)在發(fā)動機冷卻系統(tǒng)大小循環(huán)中的切換。傳統(tǒng)節(jié)溫器也為匹配發(fā)動機以高速大負荷運行時的散熱要求，在發(fā)動機出口冷卻液90°C以下就開始打開大循環(huán)，這導致發(fā)動機以部分負荷運行時的冷卻液溫度過低。如若簡單地提高大小循環(huán)的切換溫度(即提高傳統(tǒng)節(jié)溫器初開溫度)來提高發(fā)動機以部分負荷運行時的冷卻液溫度，又會導致當發(fā)動機以高負荷運行時，大循環(huán)無法及時打開，這將帶來發(fā)動機工作安全性與可靠性的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實用新型的目的在于提供一種發(fā)動機冷卻系統(tǒng)及具有其的汽車，以實現(xiàn)對發(fā)動機冷卻的按需調(diào)節(jié)。
[0010]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其包括:發(fā)動機冷卻部，用于使冷卻液通過其中流動并與發(fā)動機換熱；發(fā)動機出水口，連接至所述發(fā)動機冷卻部的出口 ；開關水泵，連接至所述發(fā)動機冷卻部的入口，其能夠通過啟停來控制流經(jīng)所述發(fā)動機冷卻部的冷卻液流量；第一支路，連通所述發(fā)動機出水口和所述開關水泵；所述第一支路包括布置在其中的散熱裝置及電子節(jié)溫器，所述電子節(jié)溫器能夠通過啟停來控制所述第一支路的通斷。
[0011]可選地，其還包括:ECU，分別電連接所述開關水泵和所述電子節(jié)溫器，其用于分別控制所述開關水泵和/或所述電子節(jié)溫器的啟停。
[0012]可選地，所述電子節(jié)溫器在所述第一支路上布置在所述散熱裝置的下游。
[0013]可選地，其還包括:第一溫度傳感器，布置在所述第一支路中，以用于檢測流經(jīng)其的冷卻液溫度。
[0014]可選地，所述第一溫度傳感器布置在所述電子節(jié)溫器的下游。
[0015]可選地，其還包括:第二溫度傳感器，布置在所述發(fā)動機冷卻部的出口和所述發(fā)動機出水口之間，以用于檢測流經(jīng)其的冷卻液溫度。
[0016]可選地，其還包括:第二支路，連通所述發(fā)動機出水口和所述開關水泵；所述第二支路包括布置在其中的暖風加熱裝置。
[0017]可選地，其還包括:第三支路，連通所述發(fā)動機出水口和所述開關水泵；所述第三支路包括布置在其中的膨脹水壺。
[0018]根據(jù)本實用新型的另一方面，還提供一種汽車，其包括如前所述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)。
[0019]根據(jù)本實用新型的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，通過控制開關水泵完全運轉、停止運轉或間歇運轉，可以改變冷卻液流量；另外，通過控制電子節(jié)溫器的加電狀態(tài)，可以改變電子節(jié)溫器開閉時機，從而實現(xiàn)對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)第一支路的開閉控制，進而控制散熱裝置進行散熱。在這兩者的共同作用下，實現(xiàn)了對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的主動調(diào)節(jié)。根據(jù)本實用新型的汽車，通過應用該套發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，能夠調(diào)節(jié)其以適應各種發(fā)動機運行工況，從而既解決大負荷和極限工況下的散熱問題，又能解決暖機和部分負荷時的油耗及排放降低的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。

【具體實施方式】
[0021]圖1示出了本實用新型的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。其包括發(fā)動機冷卻部、發(fā)動機出水口 7、開關水泵I。其中，發(fā)動機冷卻部為用于使冷卻液(例如，在本實施例中冷卻液為水)通過其中流動并與發(fā)動機換熱的元件，其可為獨立的元件，也可為發(fā)動機自身的一部分。例如，在圖1示出的實施例中，該發(fā)動機冷卻部包括發(fā)動機缸蓋水套9和發(fā)動機缸體水套11。開關水泵I連接至發(fā)動機缸體水套11和發(fā)動機缸蓋水套9的入口，如此設置能夠保證發(fā)動機核心部件優(yōu)先得到冷卻。而發(fā)動機出水口 7則連接至發(fā)動機缸體水套11和發(fā)動機缸蓋水套9的出口。
[0022]另外，如圖1所示，還存在三條流體連通開口水泵I及發(fā)動機出水口 7的支路，其分別為:第一支路，其中布置有散熱裝置5及電子節(jié)溫器3 ;第二支路，其中布置有暖風加熱裝置10 ;及第三支路，其中布置有膨脹水壺6。其中，第二支路及第三支路為常通支路，即冷卻液可在第一支路和/或第二支路與開關水泵1、發(fā)動機缸體水套11、發(fā)動機缸蓋水套9及發(fā)動機出水口 7形成的回路(即本領域通常所述的小循環(huán)回路)中循環(huán)流動；而第一支路與開關水泵1、發(fā)動機缸體水套11、發(fā)動機缸蓋水套9及發(fā)動機出水口 7形成的回路(即本領域通常所述的大循環(huán)回路)則由電子節(jié)溫器2控制其通斷。其中，E⑶(發(fā)動機電控單元)12分別與電子節(jié)溫器3及開關水泵I電連接，以實現(xiàn)分別控制兩者的目的。本方案中還在第一支路中靠近電子節(jié)溫器3處設置第一溫度傳感器2，以用于檢測流經(jīng)其的冷卻液的溫度，從而防止電子節(jié)溫器3過度加電，以實現(xiàn)對其更好的控制?？蛇x地，第一溫度傳感器2設置在電子節(jié)溫器3的下游。此外，還在發(fā)動機出水口 7和發(fā)動機缸蓋水套9間布置由第二溫度傳感器8，以檢測出水水溫。
[0023]完成與發(fā)動機換熱的冷卻液從發(fā)動機缸體水套11及發(fā)動機缸蓋水套9中流出后，經(jīng)由發(fā)動機出水口 8分別流向第二支路及第三支路，其中流入第二支路中的冷卻液在暖風加熱裝置10中與流經(jīng)其的空氣換熱，以加熱空氣來形成暖風，從而在車用空調(diào)制熱功能啟動時，輔助為駕駛員提供暖風，提高了能量利用率；另外，流入第三支路中的冷卻液流經(jīng)膨脹水壺6，用于保持發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的壓力。當電子節(jié)溫器3開啟時，冷卻液還可流入第一支路，此時冷卻液將流經(jīng)散熱裝置5，并與由風扇4吹過散熱裝置5的空氣進行換熱，從而大幅降低冷卻液的溫度。流過三條支路的冷卻液均再次流入發(fā)動機缸體水套11及發(fā)動機缸蓋水套9中進行換熱，如此循環(huán)往復。
[0024]其中，開關水泵在傳統(tǒng)機械水泵的水泵驅(qū)動帶輪中加裝了電磁離合器，電磁離合器可接受ECU的控制來連接或斷開水泵與驅(qū)動帶輪，從而控制水泵葉輪運轉或停止，以此實現(xiàn)按需調(diào)節(jié)冷卻液流量。而電子節(jié)溫器則為在傳統(tǒng)節(jié)溫器的基礎上，在蠟包中布置了加熱電阻，如此使得節(jié)溫器蠟包中的石蠟在感知外部冷卻液溫度的同時，還能感知內(nèi)部加熱電阻的溫度，通過接受ECU的控制來對內(nèi)部加熱電阻加電或斷電，即可實現(xiàn)調(diào)控電子節(jié)溫器的初開溫度，由此來控制第一支路的通斷時機。
[0025]如下將結合本實用新型如圖1所示的實施例來闡述本實用新型的工作原理:
[0026]當發(fā)動機處于暖機狀態(tài)時，E⑶12控制開關水泵I停止運轉或間歇運轉，以此實現(xiàn)降低冷卻液流量；并通過ECU 12控制電子節(jié)溫器3實現(xiàn)較高的開啟溫度，從而推遲發(fā)動機冷卻系統(tǒng)第一支路的打開時間，使發(fā)動機在較高的目標冷卻液溫度下工作，縮短暖機時間，從而實現(xiàn)降低油耗與排放的作用。
[0027]當發(fā)動機以部分負荷運行時，E⑶12控制開關水泵I停止運轉或間歇運轉，以此實現(xiàn)降低冷卻液流量；并通過ECU 12控制電子節(jié)溫器3實現(xiàn)較高的開啟溫度，從而推遲發(fā)動機冷卻系統(tǒng)第一支路的打開時間，使發(fā)動機在較高的目標冷卻液溫度下工作，并升高機油溫度，降低摩擦損失；同時還有助于改善缸內(nèi)燃燒，從而降低散熱損失；還實現(xiàn)降低油耗的作用。
[0028]當發(fā)動機以大負荷或極限工況運行時，E⑶12制開關水泵I完全運轉以提供最大流量，同時還控制電子節(jié)溫器3加電開啟，以連通第一支路，使得冷卻液流經(jīng)散熱裝置5來進行熱交換，之后再進入發(fā)動機缸體水套11和發(fā)動機缸蓋水套9并對其進行冷卻。在此過程中，ECU 12通過分析第一溫度傳感器2采集的溫度值，來控制實現(xiàn)合適的加電占空比，從而避免電子節(jié)溫器3發(fā)生開啟過度從而漏蠟的問題，使得運行可靠性更高。
[0029]根據(jù)本實用新型的實施例，還提供一種汽車，其應用了本實用新型的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，通過改善現(xiàn)有系統(tǒng)中的部分關鍵元件，實現(xiàn)了發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的可控調(diào)節(jié)，并改善了油耗及排放問題；而且還無需對現(xiàn)有車型的結構進行大的改變，具有較好的適用性。
[0030] 如上根據(jù)附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了詳細的描述。所屬領域的技術人員根據(jù)上述說明可以對實施方式中具體的特征進行等同的改型或變型，毫無疑問，這些改變的實施方式也將落入權利要求書所覆蓋的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括: 發(fā)動機冷卻部，用于使冷卻液通過其中流動并與發(fā)動機換熱； 發(fā)動機出水口，連接至所述發(fā)動機冷卻部的出口 ； 開關水泵，連接至所述發(fā)動機冷卻部的入口，其能夠通過啟停來控制流經(jīng)所述發(fā)動機冷卻部的冷卻液流量； 第一支路，連通所述發(fā)動機出水口和所述開關水泵；所述第一支路包括布置在其中的散熱裝置及電子節(jié)溫器，所述電子節(jié)溫器能夠通過啟停來控制所述第一支路的通斷。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括: ECU，分別電連接所述開關水泵和所述電子節(jié)溫器，其用于分別控制所述開關水泵和/或所述電子節(jié)溫器的啟停。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于: 所述電子節(jié)溫器在所述第一支路上布置在所述散熱裝置的下游。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第一溫度傳感器，布置在所述第一支路中，以用于檢測流經(jīng)其的冷卻液溫度。
5.根據(jù)權利要求1任意一項所述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于: 所述第一溫度傳感器布置在所述電子節(jié)溫器的下游。
6.根據(jù)權利要求1至5任意一項所述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第二溫度傳感器，布置在所述發(fā)動機冷卻部的出口和所述發(fā)動機出水口之間，以用于檢測流經(jīng)其的冷卻液溫度。
7.根據(jù)權利要求1至5任意一項所述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第二支路，連通所述發(fā)動機出水口和所述開關水泵；所述第二支路包括布置在其中的暖風加熱裝置。
8.根據(jù)權利要求1至5任意一項所述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第三支路，連通所述發(fā)動機出水口和所述開關水泵；所述第三支路包括布置在其中的膨脹水壺。
9.一種汽車，其特征在于，包括如權利要求1至8中任意一項所述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)。
【文檔編號】F01P7/16GK204024789SQ201420382498
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權日:2014年7月11日
【發(fā)明者】于述亮, 宋宏利, 黃春生 申請人:上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術中心有限公司