一种发动机冷却系统及其冷却方法技术方案

一种发动机冷却系统，包括气缸盖、气缸体，气缸盖内设置有气缸盖水套，气缸体的外侧设置有第一集水腔、第二集水腔、第三集水腔，第一集水腔的出水口依次通过气缸盖水套、第二集水腔、第三集水腔与散热器相通，第二集水腔、第三集水腔分别位于气缸体顶部的两侧，且第二集水腔上开设有与散热器相通的分流出口，该系统的冷却方法为冷却液先由第一集水腔流入气缸盖水套对气缸盖进行冷却，随后进入第二集水腔分流，一部分通过第三集水腔流向散热器，另一部分则由分流出口进入散热器。该设计在保证气缸盖与气缸体高热负荷区域有效冷却的同时，提高了发动机的热效率和经济性。

An engine cooling system and its cooling method

An engine cooling system includes the cylinder head and the cylinder body. The cylinder cover is provided with a cylinder cover water jacket. The outside of the cylinder body is provided with a first water collecting chamber, a second water collecting chamber, and a third water collecting chamber. The outlet of the first water collecting chamber passes through the cylinder cover water jacket, the second water collecting chamber, and the third collecting chamber with the radiator, second The water collector cavity and the third water collecting chamber are located on both sides of the top of the cylinder body, and the second water collecting chamber opens a shunt outlet with the radiator. The cooling method of the system is that the cooling solution is cooled first by the first collector cavity into the cylinder cover, and then into the second water tank, and one part passes through third sets. The water chamber flows to the radiator and the other part enters the radiator through the diverter outlet. This design ensures the effective cooling of the cylinder head and the cylinder body in the high heat load area, and improves the thermal efficiency and economy of the engine.

【技术实现步骤摘要】
一种发动机冷却系统及其冷却方法
本专利技术属于汽车发动机
，具体涉及一种发动机冷却系统及其冷却方法，适用于提高热效率和发动机经济性、保证气缸体高热负荷区域的有效冷却。
技术介绍
作为汽车发动机的重要组成部分，发动机冷却系统通常采用由下至上的冷却方式，即冷却液先进入气缸体水套，然后通过气缸垫向上流入气缸盖水套，最后经由发动机总出水口流向散热器。由于冷却液优先对气缸体进行冷却，因此对气缸盖的鼻梁区的冷却能力较弱。针对上述问题，中国专利：申请公布号为CN106988851A、申请公布日为2017年7月28日的专利技术专利公开了一种发动机逆向环绕型冷却结构以及冷却方式，冷却液先送入气缸体对其进行初步冷却，再从气缸体流至气缸盖内，并经过鼻梁区上方，然后从气缸盖流过的冷却液回流至气缸体内并在气缸体内流动，最后排出发动机。虽然该系统能够优先冷却发动机的高温区域，冷却散热性较好，但仍然存在以下缺陷：1、由于气缸盖需要的冷却强度远高于气缸体，而上述冷却结构使得所有冷却气缸盖的冷却液均进入气缸体，一方面，在保证气缸盖冷却的情况下，其必会导致气缸体冷却过强，带走过多热量，从而影响热效率，另一方面，过多的冷却液进入气缸体会导致气缸体水套内部流速过高，流阻过大，增加水泵的功耗，影响发动机的经济性；2、上述结构中，气缸套两侧集水腔的连接孔布置在气缸套的底部，该布置方式会引导冷却液流向气缸套底部，导致气缸套底部的冷却强度大于其顶部，而实际上，气缸套顶部的热负荷远高于底部，因此无法对气缸体高热负荷区域进行有效冷却。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的热效率和发动机经济性较差、无法有效冷却气缸体高热负荷区域的问题，提供一种能够提高热效率和发动机经济性、且保证气缸体高热负荷区域的有效冷却的发动机冷却系统及其冷却方法。为实现以上目的，本专利技术的技术方案如下：一种发动机冷却系统，包括气缸盖、气缸体，所述气缸盖内设置有气缸盖水套，所述气缸体的外侧设置有第一集水腔、第二集水腔、第三集水腔；所述第一集水腔依次通过气缸盖水套、第二集水腔与第三集水腔相连通，所述第二集水腔上开设有与散热器相连通的分流出口。所述第二集水腔、第三集水腔分别位于气缸体顶部的两侧，第二集水腔依次通过一号连接通道、气缸套水套、二号连接通道与第三集水腔相连通，一号连接通道、二号连接通道均近气缸套水套的顶部设置，且第二集水腔、第三集水腔在高度大于气缸套水套。所述气缸盖水套包括上层水套、下层水套，所述上层水套的进水口通过三号水流通道与第一集水腔相连通，上层水套的出水口依次通过四号水流通道、下层水套、一号水流通道与第二集水腔相连通。所述下层水套的出水口通过二号水流通道与第三集水腔相连通。所述第一集水腔位于第二集水腔或第三集水腔的下方，所述分流出口位于第二集水腔的侧面或端面，所述一号水流通道为主水流通道，近排气侧设置，且一号水流通道的截面积大于二号水流通道，所述四号水流通道近气缸盖喷油器安装孔和排气门设置。当气缸总数大于1时，所述三号水流通道的数量为气缸总数减一，且位于相邻的两个气缸之间，所述下层水套的数量为气缸总数，且下层水套各缸独立设置。一种发动机冷却系统的冷却方法，依次包括以下步骤：一、先将冷却液送入第一集水腔中，然后冷却液由第一集水腔流入气缸盖水套对气缸盖进行冷却；二、对气缸盖冷却完毕后，冷却液先经气缸盖水套的出水口流入第二集水腔内，随后分流，一部分通过第三集水腔流向散热器，另一部分则由分流出口进入散热器。所述气缸盖水套包括上层水套、下层水套，所述上层水套的进水口通过三号水流通道与第一集水腔相连通，上层水套的出水口通过四号水流通道、下层水套、一号水流通道、第二集水腔、气缸套水套与第三集水腔相连通；步骤一中，流出第一集水腔的冷却液先依次通过三号水流通道、上层水套、四号水流通道流入下层水套；步骤二中，流出下层水套的冷却液依次通过一号水流通道、第二集水腔、气缸套水套进入第三集水腔内。所述下层水套的出水口通过二号水流通道与第三集水腔相连通；步骤二中，下层水套中的一部分冷却液一部分依次经由一号水流通道、第二集水腔、气缸套水套流入第三集水腔内，另一部分直接通过二号水流通道进入第三集水腔。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术一种发动机冷却系统中第二集水腔上开设有与散热器相连通的分流出口，冷却液进入第二集水腔后会分流，一部分经由第三集水腔流向散热器，另一部分则直接由分流出口进入散热器，该设计不仅能够有效控制进入气缸体水套的冷却液流量，实现气缸体和气缸盖的差异化冷却，在保证各发动机各处冷却足够的情况下尽可能提高热效率，而且气缸体内合适的冷却液流量可降低流动阻力，提高发动机经济性。因此，本专利技术提高了热效率和发动机的经济性。2、本专利技术一种发动机冷却系统中第二集水腔、第三集水腔分别位于气缸体顶部的两侧，一号连接通道、二号连接通道均近气缸套水套的顶部设置，该设计不仅可保证冷却液能够横向环绕流过气缸套水套，从而加强缸套的冷却，而且使冷却液在气缸套水套顶部区域流动，进而加强了气缸套水套顶部的冷却，同时，一号连接通道近排气侧设置，实现了热负荷高的排气侧的优先冷却。因此，本专利技术加强了气缸体高热负荷区域的冷却。3、本专利技术一种发动机冷却系统中第一集水腔与气缸盖上层水套之间的水流通道的数量为气缸总数减一，且位于相邻的两个气缸之间，该布置可实现分流，降低流动阻力，同时可保证各缸冷却均匀性，另外，下层水套的数量为气缸总数，且下层水套各缸独立设置，使得各气缸冷却均匀、稳定，不产生相互干扰。因此，本专利技术保证了各气缸的冷却均匀性、稳定性以及独立性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为图1的A-A剖视图。图3为本专利技术实施例1的原理结构图。图4为本专利技术实施例2的原理结构图。图中：气缸盖1、气缸盖水套11、上层水套111、下层水套112、气缸体2、第一集水腔21、第二集水腔22、分流出口221、第三集水腔23、气缸套水套24、一号水流通道3、二号水流通道4、三号水流通道5、四号水流通道6、一号连接通道7、二号连接通道8；箭头所指方向为冷却液的流向。具体实施方式下面结合附图说明和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参见图1至图4，一种发动机冷却系统，包括气缸盖1、气缸体2，所述气缸盖1内设置有气缸盖水套11，所述气缸体2的外侧设置有第一集水腔21、第二集水腔22、第三集水腔23；所述第一集水腔21依次通过气缸盖水套11、第二集水腔22与第三集水腔23相连通，所述第二集水腔22上开设有与散热器相连通的分流出口221。所述第二集水腔22、第三集水腔23分别位于气缸体2顶部的两侧，第二集水腔22依次通过一号连接通道7、气缸套水套24、二号连接通道8与第三集水腔23相连通，一号连接通道7、二号连接通道8均近气缸套水套24的顶部设置，且第二集水腔22、第三集水腔23在高度大于气缸套水套24。所述气缸盖水套11包括上层水套111、下层水套112，所述上层水套111的进水口通过三号水流通道5与第一集水腔21相连通，上层水套111的出水口依次通过四号水流通道6、下层水套112、一号水流通道3与第二集水腔22相连通。所述下层水套112的出水口通过二号水流通道4与第三集水腔23相连通。所述第一集水腔21位于第二集水腔22本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机冷却系统，包括气缸盖（1）、气缸体（2），所述气缸盖（1）内设置有气缸盖水套（11），所述气缸体（2）的外侧设置有第一集水腔（21）、第二集水腔（22）、第三集水腔（23），其特征在于：所述第一集水腔（21）依次通过气缸盖水套（11）、第二集水腔（22）与第三集水腔（23）相连通，所述第二集水腔（22）上开设有与散热器相连通的分流出口（221）。

【技术特征摘要】
1.一种发动机冷却系统，包括气缸盖（1）、气缸体（2），所述气缸盖（1）内设置有气缸盖水套（11），所述气缸体（2）的外侧设置有第一集水腔（21）、第二集水腔（22）、第三集水腔（23），其特征在于：所述第一集水腔（21）依次通过气缸盖水套（11）、第二集水腔（22）与第三集水腔（23）相连通，所述第二集水腔（22）上开设有与散热器相连通的分流出口（221）。2.根据权利要求1所述的一种发动机冷却系统，其特征在于：所述第二集水腔（22）、第三集水腔（23）分别位于气缸体（2）顶部的两侧，第二集水腔（22）依次通过一号连接通道（7）、气缸套水套（24）、二号连接通道（8）与第三集水腔（23）相连通，一号连接通道（7）、二号连接通道（8）均近气缸套水套（24）的顶部设置，且第二集水腔（22）、第三集水腔（23）的高度大于气缸套水套（24）。3.根据权利要求1或2所述的一种发动机冷却系统，其特征在于：所述气缸盖水套（11）包括上层水套（111）、下层水套（112），所述上层水套（111）的进水口通过三号水流通道（5）与第一集水腔（21）相连通，上层水套（111）的出水口依次通过四号水流通道（6）、下层水套（112）、一号水流通道（3）与第二集水腔（22）相连通。4.根据权利要求3所述的一种发动机冷却系统，其特征在于：所述下层水套（112）的出水口通过二号水流通道（4）与第三集水腔（23）相连通。5.根据权利要求4所述的一种发动机冷却系统，其特征在于：所述第一集水腔（21）位于第二集水腔（22）或第三集水腔（23）的下方，所述分流出口（221）位于第二集水腔（22）的侧面或端面，所述一号水流通道（3）为主水流通道，近排气侧设置，且一号水流通道（3）的截面积大于二号水流通道（4），所述四号水流通道（6）近气缸盖喷油器安装孔和排气门设置。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：高磊，李智，周祥军，王东，欧阳凤霞，王明秀，陈功军，向辉，王必璠，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42