[發(fā)明專利]一種發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611219556.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN107044332B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬偉;董方龍;張鵬偉;成效先;云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濰柴動(dòng)力股份有限公司
• 主分類號(hào): F01P3/20
• 分類號(hào): F01P3/20;F01P11/00;F01P11/04;F02B29/04
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 張斯盾

一種內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)和方法，尤其是船用柴油機(jī)的冷卻系統(tǒng)和方法。采用雙熱交換器，分別布置在高溫支路和低溫支路中，內(nèi)部冷卻液經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)本體加熱后分成第一內(nèi)部冷卻液支路、第二內(nèi)部冷卻液支路：所述第一內(nèi)部冷卻液支路包括第一節(jié)溫器、副熱交換器、高溫級(jí)中冷器；所述第二內(nèi)部冷卻液支路包括第二節(jié)溫器、主熱交換器、低溫級(jí)中冷器；通過(guò)第一內(nèi)部冷卻液支路和第二內(nèi)部冷卻液支路的內(nèi)部冷卻液匯合后回到發(fā)動(dòng)機(jī)本體形成閉合冷卻回路。滿足了整機(jī)的尺寸要求、降低了冷卻系統(tǒng)成本、提高了冷卻系統(tǒng)的可靠性，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒情況。

技術(shù)領(lǐng)域

一種內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)和方法，尤其是船用柴油機(jī)的冷卻系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的船用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)循環(huán)水路技術(shù)是：冷卻液通過(guò)淡水泵流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)后水溫升高，再通過(guò)節(jié)溫器實(shí)現(xiàn)大小循環(huán)，在水溫較低時(shí)通過(guò)小循環(huán)直接回到淡水泵前，在水溫較高時(shí)經(jīng)過(guò)熱交換器并被冷卻再回到淡水泵前；海水泵將海水先引入中冷器冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣，再流經(jīng)熱交換器冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液，參見圖1。

其一，上述船用發(fā)動(dòng)機(jī)(柴油機(jī))冷卻系統(tǒng)中，中冷器采用外循環(huán)海水冷卻，水質(zhì)差，腐蝕性強(qiáng)，易造成堵塞甚至引起中冷器漏水故障；海水管路需采用銅管，管路布置復(fù)雜且管系多，發(fā)動(dòng)機(jī)成本上升；海水的清潔度不能保證；以上原因造成中冷器的冷卻可靠性差；并且發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫環(huán)境或低負(fù)荷下，進(jìn)氣溫度很低，性能差。其二，盡管船用發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)在應(yīng)用冷卻液冷卻中冷器，一定程度上提高了系統(tǒng)的冷卻可靠性，冷卻液管路可鑄在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，緊湊性也更強(qiáng)；但已有的中冷器需要的熱交換器散熱量高、需要熱交換器的體積大，這與柴油機(jī)對(duì)整機(jī)尺寸的要求較高相悖。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)已有的包含中冷器的冷卻系統(tǒng)提出改進(jìn)，進(jìn)而解決冷卻系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)尺寸要求、成本要求和燃燒狀況方面存在的問(wèn)題，并進(jìn)一步提高冷卻系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明的技術(shù)方案中：柴油機(jī)：以柴油為燃料的動(dòng)力機(jī)械，為車輛、船舶等提供動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)本體：指柴油機(jī)的機(jī)體和缸蓋等部件。中冷器：柴油機(jī)增壓后的進(jìn)氣溫度較高，通過(guò)中冷器降低增壓后的進(jìn)氣溫度。中冷器(高溫級(jí))：在副熱交換器后的高溫冷卻液流過(guò)。中冷器(低溫級(jí))：在主熱交換器后的低溫冷卻液流過(guò)。熱交換器：柴油機(jī)冷卻液帶走的熱量通過(guò)熱交換器利用海水將熱量帶走。機(jī)油冷卻器：柴油機(jī)內(nèi)的潤(rùn)滑油通過(guò)機(jī)油冷卻器利用冷卻液將熱量帶走。淡水泵：能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻液的加壓，使冷卻液在柴油機(jī)中強(qiáng)制對(duì)流換熱。海水泵：能夠?qū)崿F(xiàn)海水的加壓，使海水強(qiáng)制流動(dòng)實(shí)現(xiàn)換熱。節(jié)溫器：能夠調(diào)節(jié)大小循環(huán)的冷卻液流量，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)冷卻液溫度的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明以合理布置循環(huán)水路、有效利用水溫和水流量為出發(fā)點(diǎn)，在一個(gè)閉式循環(huán)水路的高溫和低溫支路中分別布置的熱交換器，且在一個(gè)閉式循環(huán)水路中布置高溫和低溫冷卻中冷器，改進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)。具體地，

一種發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)，包括

閉合的冷卻回路，閉合的冷卻回路中流動(dòng)有內(nèi)部冷卻液，所述閉合的冷卻回路包括第一內(nèi)部冷卻液支路和第二內(nèi)部冷卻液支路，所述第一內(nèi)部冷卻液支路包括第一節(jié)溫器、副熱交換器、高溫級(jí)中冷器；所述第二內(nèi)部冷卻液支路包括第二節(jié)溫器、主熱交換器、低溫級(jí)中冷器；其中，副熱交換器的散熱量小于主熱交換器的散熱量；內(nèi)部冷卻液經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)本體加熱后經(jīng)過(guò)所述第一內(nèi)部冷卻液支路和所述第二內(nèi)部冷卻液支路后流回所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體；

還包括外部冷卻系統(tǒng)，所述外部系統(tǒng)將外部冷卻液先引入到所述主熱交換器后再引入到所述副熱交換器中對(duì)內(nèi)部冷卻液進(jìn)行冷卻。

所述第一內(nèi)部冷卻液支路通過(guò)所述第一節(jié)溫器實(shí)現(xiàn)大循環(huán)或小循環(huán)，所述大循環(huán)依次經(jīng)過(guò)所述副熱交換器、所述高溫級(jí)中冷器；所述小循環(huán)不經(jīng)過(guò)所述副熱交換器但經(jīng)過(guò)所述高溫級(jí)中冷器。

所述第二內(nèi)部冷卻液支路通過(guò)所述第二節(jié)溫器實(shí)現(xiàn)大循環(huán)或小循環(huán)，所述大循環(huán)依次經(jīng)過(guò)所述主熱交換器、所述低溫級(jí)中冷器；所述小循環(huán)不經(jīng)過(guò)所述主熱交換器但經(jīng)過(guò)所述低溫級(jí)中冷器。