[實用新型]一種帶外置節(jié)溫器的汽車發(fā)動機冷卻循環(huán)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621057368.2
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN206158839U
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵洪明
• 申請（專利權(quán)）人: 邵洪明
• 主分類號: F01P3/20
• 分類號: F01P3/20;F01P7/16;B60H1/04
• 代理公司: 北京創(chuàng)遇知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11577
• 代理人: 李芙蓉,馮建基

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于汽車發(fā)動機的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，本實用新型涉及一種帶外置節(jié)溫器的汽車發(fā)動機冷卻循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用于使發(fā)動機處于所有工況下都保持在合適的溫度范圍內(nèi)，以使發(fā)動機達(dá)到最佳的運行狀態(tài)。對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的要求是，啟動發(fā)動機后在最短的時間使發(fā)動機達(dá)到最佳的溫度。

發(fā)動機冷卻系統(tǒng)帶走的熱量占燃料的總釋放熱量的20％～30％，發(fā)動機在低溫環(huán)境部分負(fù)荷下，冷卻系統(tǒng)帶走的熱量會更多。一方面，如果發(fā)動機冷卻系統(tǒng)帶走的熱量過多，會使發(fā)動機過冷，從而產(chǎn)生燃燒不穩(wěn)定，燃燒遲緩，功率下降，燃油消耗量升高。同時還會使?jié)櫥驼扯仍龃螅斐蓾櫥涣迹慵p加劇、導(dǎo)致發(fā)動機在低溫下運行，暖風(fēng)系統(tǒng)需要借助冷卻水的溫度升高、以對車內(nèi)空間增溫，發(fā)動機在低溫下運行、通過暖風(fēng)機的熱量就相對較小，暖風(fēng)機換熱量也相對較少、導(dǎo)致冬季駕駛室溫度達(dá)不到適宜的溫度狀態(tài)，造成暖風(fēng)機對駕駛室風(fēng)擋玻璃除霜除霧效果差，影響駕駛員視線，降低駕駛員及乘客的舒適性，特別是在北方寒冷地區(qū)，駕駛員的駕駛舒適性對駕駛安全性也具有重大影響。另一方面，如果發(fā)動機中冷卻液帶走的熱量過少，會引起發(fā)動機過熱，從而使汽油機產(chǎn)生早燃、爆震燒蝕活塞頂，柴油機噴油嘴結(jié)膠、過熱燒死，缸蓋熱應(yīng)力開裂，進排氣門座變形和漏氣燒蝕氣門等一系列問題。因此，精確控制冷卻液的溫度，合理分配冷卻液帶走熱量變得尤為重要。

發(fā)動機冷卻系統(tǒng)通常的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是滿足最惡劣的駕駛條件下(環(huán)境溫度高)、滿負(fù)荷時的散熱需求，因為此時發(fā)動機產(chǎn)生的熱量最大。因此車輛在低溫地帶運行，發(fā)動機和冷卻系統(tǒng)在部分負(fù)荷時處于不太理想狀態(tài)，如市區(qū)行駛和低速行駛時，會產(chǎn)生高油耗。現(xiàn)在的冷卻系統(tǒng)體積較大，導(dǎo)致冷卻效率降低，增大了冷卻系統(tǒng)的功率需求，延長了發(fā)動機暖機時間。

節(jié)溫器可以根據(jù)冷卻水溫度的高低自動調(diào)節(jié)進入散熱器的水量，改變水的循環(huán)范圍，以調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的散熱能力，保證發(fā)動機在合適的溫度范圍內(nèi)，以使發(fā)動機達(dá)到最佳的運行狀態(tài)。目前的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，主要由節(jié)溫器控制冷卻液進行大小循環(huán)，從而控制冷卻液帶走的熱量，強制式水冷系統(tǒng)中應(yīng)用最多的節(jié)溫器是蠟式節(jié)溫器，蠟式節(jié)溫器的工作機理是在橡膠管和感應(yīng)體之間的空間里裝有摻有銅粉或鋁粉的石蠟，常溫時，石蠟呈固態(tài)，閥門在閥座上。這時閥門關(guān)閉通往散熱器的水路，來自發(fā)動機機體出水口的冷卻液，經(jīng)水泵又流回機體水套中，進行小循環(huán)。當(dāng)發(fā)動機水溫升高時，石蠟逐漸變成液態(tài)，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對反推桿上端頭部產(chǎn)生向上的推力。由于反推桿上端固定，故反推桿對橡膠管、感應(yīng)體產(chǎn)生向下反推力，閥門開啟，當(dāng)發(fā)動機水溫達(dá)到一定溫度時，閥門全開，來自機體出水口的冷卻液流向散熱器，而進行大循環(huán)。

現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中采用單個節(jié)溫器，節(jié)溫器位置的布置有兩種：一種是布置在發(fā)動機缸蓋的出水口，另一種是布置在發(fā)動機缸體的進水口。這兩種布置方式的冷卻系統(tǒng)都有各自的優(yōu)缺點。節(jié)溫器布置在發(fā)動機進水口處，當(dāng)發(fā)動機本體內(nèi)冷卻液溫度達(dá)到節(jié)溫器開啟溫度時，節(jié)溫器閥門打開，一定量的低溫冷卻液流經(jīng)節(jié)溫器，經(jīng)過發(fā)動機加熱，進入大循環(huán)散熱器中，散熱器另一端內(nèi)的低溫冷卻液進入節(jié)溫器，發(fā)動機溫度下降，節(jié)溫器探測到發(fā)動機溫度的降低，將主閥門關(guān)閉，這樣完成第一次開啟和關(guān)閉。在節(jié)溫器的這種控制過程中，只有一部分低溫冷卻液進入機體，冷卻液溫度控制比較迅速，波動較小，每次進入機體內(nèi)的低溫冷卻液的流量相對來說比較少，可以降低發(fā)動機機體內(nèi)冷熱沖擊的程度，但此種布置形式使節(jié)溫器波動頻繁控制延遲。節(jié)溫器布置在發(fā)動機進水口處，某些工況下使節(jié)溫器探測的溫度比實際機體溫度偏低，節(jié)溫器本身對發(fā)動機出水口溫度的反應(yīng)稍有滯后。如果車輛發(fā)動機在低溫地帶運行，環(huán)境溫度較低，車輛工況變化復(fù)雜，將會導(dǎo)致節(jié)溫器閥門頻繁開啟和關(guān)閉，冷卻液溫度調(diào)節(jié)周期較長，溫度的波動會使發(fā)動機冷卻液帶走更多的熱量，造成一定的能量損耗，從而導(dǎo)致油耗升高，節(jié)溫器布置在發(fā)動機進水口處最大的缺點；在寒冷冬季會造成發(fā)動機低溫運行。

現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)通常采用單個節(jié)溫器，一般工況下(環(huán)境溫度較高)可以滿足發(fā)動機使用要求，但特殊工況下(環(huán)境溫度較低)，其本身存在很大的缺陷。在我國北方，天氣寒冷，氣溫最低達(dá)到零下四十度以下，零下三十度氣溫占全年四分之一以上的時間，在這種特殊的環(huán)境下，如怠速，市區(qū)行駛和低速度行，高速小負(fù)荷行駛，無法實現(xiàn)散熱器內(nèi)及發(fā)動機內(nèi)的冷卻液溫度都升高至節(jié)溫器預(yù)定初開溫度以上，達(dá)到散熱器內(nèi)冷卻液溫度與發(fā)動機內(nèi)的冷卻液溫度平衡一致使發(fā)動機繼續(xù)升溫，不能實現(xiàn)發(fā)動機的及時升溫，影響發(fā)動機的正常工作。