一种汽车发动机冷却系统及冷却方法技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车发动机冷却系统及冷却方法，包括缸体、缸盖、蓄水壶、暖通、散热器、机油冷却器和热管理模块；热管理模块具有控制阀，常通的缸盖水套接口、蓄水壶接口和机油冷却器接口以及通过控制阀可调节接通面积的缸盖过水道接口、暖通接口和散热器接口。冷启动时，使缸盖过水道接口、暖通接口和散热器接口的接通面积都为0；暖机时，使缸盖过水道接口、散热器接口的接通面积为0，使暖通接口的接通面积为100%；热机时，使散热器接口的接通面积为0，使暖通接口、缸盖过水道接口的接通面积为100%；高温时，使缸盖过水道接口、暖通接口和散热器接口的接通面积都为100%。本发明专利技术能提高暖机速度和机油升温速度，降低油耗。

A cooling system and cooling method for automobile engine

The invention discloses an automobile engine cooling system and cooling method, including cylinder block, cylinder head, water storage pot, HVAC, radiator, oil cooler and heat management module. The heat management module has a control valve, a often connected cylinder head water jacket interface, a water storage pot interface and an oil cooler interface, and an adjustable valve through a control valve. The area of the cylinder head passes through the waterway interface, the HVAC interface and the radiator interface. When cold start, the connecting area of the cylinder head channel interface, the HVAC interface and the radiator interface is 0. When the machine is warm, the connection area of the cylinder cover and the radiator interface is 0, and the connection area of the HVAC interface is 100%. When the heat engine is used, the connection surface of the radiator interface is accumulated to 0, so that the HVAC interface and the cylinder head are passed through the waterway. The connection area of the interface is 100%; at high temperature, the connection area of the cylinder head through the waterway interface, the HVAC interface and the radiator interface is 100%. The invention can improve the speed of heating machine and the temperature rising speed of oil, and reduce fuel consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车发动机冷却系统及冷却方法
本专利技术属于汽车发动机
，具体涉及一种汽车发动机冷却系统及冷却方法。
技术介绍
发动机暖机是指发动机本体的温度从低温上升到正常工作温度的过程。发动机处于冷启动工况时，由于进气系统和气缸温度较低，汽油很难完全蒸发，会造成燃烧不完全，引起碳化氢大量排放，同时汽油燃烧状况较差，会造成额外加大油量的问题；另外，发动机的机油温度低，发动机内部运动构件摩擦较大，油耗也大；因此，需要尽快提高暖机速度，同时提高机油升温速度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种汽车发动机冷却系统及冷却方法，以提高暖机速度和机油升温速度，降低油耗。本专利技术所述的汽车发动机冷却系统，包括水泵、缸体、缸盖、蓄水壶、暖通、散热器和机油冷却器，缸体上设有缸体水套和缸体过水道，缸盖上设有缸盖水套和缸盖过水道；所述冷却系统还包括热管理模块，所述热管理模块具有控制阀、常通的缸盖水套接口、常通的蓄水壶接口、常通的机油冷却器接口、通过控制阀可调节接通面积的缸盖过水道接口、通过控制阀可调节接通面积的暖通接口和通过控制阀可调节接通面积的散热器接口。所述水泵的出水口连接缸体过水道的进水口，缸体过水道的第一出水口连接缸盖水套的进水口，缸体过水道的第二出水口连接缸体水套的进水口，缸体水套的出水口连接缸盖过水道的进水口，缸盖过水道的出水口连接所述缸盖过水道接口，缸盖水套的出水口连接所述缸盖水套接口，所述蓄水壶接口连接蓄水壶的第一进水口，蓄水壶的出水口连接水泵的第一进水口，所述暖通接口连接暖通的进水口，暖通的出水口连接水泵的第二进水口，所述机油冷却器接口连接机油冷却器的进水口，机油冷却器的出水口连接水泵的第二进水口，所述散热器接口连接散热器的进水口，散热器的第一出水口连接水泵的第三进水口，散热器的第二出水口连接蓄水壶的第二进水口。所述热管理模块上对应于所述缸盖水套接口的位置设有第一温度传感器，第一温度传感器用于检测从缸盖水套流出的冷却液温度；所述散热器的第一出水口位置设有第二温度传感器，第二温度传感器用于检测散热器的第一出水口流出的冷却液温度；所述第一、第二温度传感器与发动机控制器（即发动机ECU）电连接，将检测的冷却液温度发送给发动机控制器。所述热管理模块上设有电机驱动模块、电机和角度位置传感器，电机驱动模块、角度位置传感器与发动机控制器电连接，电机与电机驱动模块电连接，电机的输出轴与控制阀定位连接，角度位置传感器将检测的控制阀的当前角度发送给发动机控制器，发动机控制器根据冷却液温度、发动机运行工况以及控制阀的当前角度控制电机驱动模块驱动电机带动控制阀转动，控制阀调节缸盖过水道接口和/或暖通接口和/或散热器接口的接通面积。通过发动机控制器进行控制，通过电机带动控制阀转动来实现某些接口接通面积的调节，结构简单、控制方便。所述机油冷却器为并列设置的发动机机油冷却器和变速器机油冷却器。将变速器机油冷却器接入冷却系统循环，在冷启动、暖机时也可以加快变速器机油的升温，降低变速器摩擦功，降低油耗。采用上述汽车发动机冷却系统进行发动机冷却的方法为：在发动机处于冷启动工况时，使缸盖过水道接口、暖通接口和散热器接口的接通面积都为0，冷却液从水泵流出，经缸体过水道流入缸盖水套内，吸收缸盖的热量后经缸盖水套接口流入热管理模块内，热管理模块内的一部分冷却液经蓄水壶接口、蓄水壶流回水泵，热管理模块内的另一部分冷却液经机油冷却器接口流入机油冷却器内，对机油进行加热，然后再流回水泵，缸体水套、暖通和散热器内的冷却液不参与循环流动。在发动机处于暖机工况时，使缸盖过水道接口、散热器接口的接通面积为0，使暖通接口的接通面积由0逐渐变化为100%，冷却液从水泵流出，经缸体过水道流入缸盖水套内，吸收缸盖的热量后经缸盖水套接口流入热管理模块内，热管理模块内的第一部分冷却液经蓄水壶接口、蓄水壶流回水泵，热管理模块内的第二部分冷却液经机油冷却器接口流入机油冷却器内，对机油进行加热，然后再流回水泵，热管理模块内的第三部分冷却液经暖通接口流入暖通内并进行换热，然后再流回水泵，缸体水套和散热器内的冷却液不参与循环流动。在发动机处于热机工况时，使散热器接口的接通面积为0，使暖通接口的接通面积为100%，使缸盖过水道接口的接通面积由0逐渐变化为100%，冷却液从水泵流出，一部分经缸体过水道流入缸盖水套内，吸收缸盖的热量后经缸盖水套接口流入热管理模块内，另一部分经缸体过水道流入缸体水套内，吸收缸体的热量后经缸盖过水道、缸盖过水道接口流入热管理模块内，热管理模块内的第一部分冷却液经蓄水壶接口、蓄水壶流回水泵，热管理模块内的第二部分冷却液经机油冷却器接口流入机油冷却器内，对机油进行加热，然后再流回水泵，热管理模块内的第三部分冷却液经暖通接口流入暖通内并进行换热，然后再流回水泵，散热器内的冷却液不参与循环流动。在发动机处于高温工况时，使缸盖过水道接口、暖通接口的接通面积都为100%，使散热器接口的接通面积由0逐渐变化为100%，冷却液从水泵流出，一部分经缸体过水道流入缸盖水套内，吸收缸盖的热量后经缸盖水套接口流入热管理模块内，另一部分经缸体过水道流入缸体水套内，吸收缸体的热量后经缸盖过水道、缸盖过水道接口流入热管理模块内，热管理模块内的第一部分冷却液经蓄水壶接口、蓄水壶流回水泵，热管理模块内的第二部分冷却液经机油冷却器接口流入机油冷却器内，对机油进行加热，然后再流回水泵，热管理模块内的第三部分冷却液经暖通接口流入暖通内并进行换热，然后再流回水泵，热管理模块内的第四部分冷却液经散热器接口流入散热器内进行散热，散热后的一部分冷却液流回水泵、另一部分冷却液流入蓄水壶。本专利技术具有如下效果：（1）通过热管理模块实现不同接口的接通面积大小的调节，可以控制冷却液流量的分配，实现了快速暖机和机油的快速升温，降低了油耗。（2）发动机冷启动阶段，缸体水套内的冷却液不流动，使缸壁温升加快，最大程度实现暖机，降低摩擦功；暖通支路也断开（对应于暖通内的冷却液不流动），整个冷却系统参与循环的冷却液容量少，冷却液升温加快，此时从缸盖水套流出的吸收了缸盖热量的冷却液流入机油冷却器内，为机油加热，使机油快速升温，从而降低了发动机内部运动构件的摩擦，降低了油耗和排放。（3）发动机暖机阶段，保持缸体水套内的冷却液和散热器内的冷却液不流动，接通暖通的通道，使暖通的冷却液温度快速上升，一方面降低了油耗，另一方面提升了用户在寒冷环境下的舒适性。（4）发动机热机阶段，保持缸盖水套和缸体水套为并联结构，最大程度增加了发动机冷却液流量，保持散热器内的冷却液不流动，打开缸体水套通道，使缸体水套内的冷却液参与循环，提升了缸体的可靠性，并避免了发动机出现因缸体冷却液温度过高而引起的爆震。（5）发动机高温阶段，保持缸盖水套和缸体水套为并联结构，最大程度增加了发动机冷却液流量，打开散热器使冷却液在散热器内流动，降低了冷却系统温度，使发动机工作在合适的温度范围，提升了发动机可靠性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术中热管理模块的结构示意图。图3为本专利技术中热管理模块的部分剖视图。图4为本专利技术的电路控制框图。图5为发动机处于冷启动工况时冷却液流向示意图。图6为发动机处于暖机工况时冷却液流向示意图。图7为发动机处于热机工况时冷却液流向示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车发动机冷却系统，包括水泵（1）、缸体（2）、缸盖（3）、蓄水壶（4）、暖通（5）、散热器（6）和机油冷却器，缸体（2）上设有缸体水套（21）和缸体过水道（22），缸盖（3）上设有缸盖水套（31）和缸盖过水道（32）；其特征在于：还包括热管理模块（8），所述热管理模块（8）具有控制阀（80），常通的缸盖水套接口（81）、蓄水壶接口（82）和机油冷却器接口（83）以及通过控制阀可调节接通面积的缸盖过水道接口（84）、暖通接口（85）和散热器接口（86）；所述水泵（1）的出水口连接缸体过水道（22）的进水口，缸体过水道（22）的第一出水口连接缸盖水套（31）的进水口，缸体过水道（22）的第二出水口连接缸体水套（21）的进水口，缸体水套（21）的出水口连接缸盖过水道（32）的进水口，缸盖过水道（32）的出水口连接所述缸盖过水道接口（84），缸盖水套（31）的出水口连接所述缸盖水套接口（81），所述蓄水壶接口（82）连接蓄水壶（4）的第一进水口，蓄水壶（4）的出水口连接水泵（1）的第一进水口，所述暖通接口（85）连接暖通（5）的进水口，暖通（5）的出水口连接水泵（1）的第二进水口，所述机油冷却器接口（83）连接机油冷却器的进水口，机油冷却器的出水口连接水泵（1）的第二进水口，所述散热器接口（86）连接散热器（6）的进水口，散热器（6）的第一出水口连接水泵（1）的第三进水口、第二出水口连接蓄水壶（4）的第二进水口。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车发动机冷却系统，包括水泵（1）、缸体（2）、缸盖（3）、蓄水壶（4）、暖通（5）、散热器（6）和机油冷却器，缸体（2）上设有缸体水套（21）和缸体过水道（22），缸盖（3）上设有缸盖水套（31）和缸盖过水道（32）；其特征在于：还包括热管理模块（8），所述热管理模块（8）具有控制阀（80），常通的缸盖水套接口（81）、蓄水壶接口（82）和机油冷却器接口（83）以及通过控制阀可调节接通面积的缸盖过水道接口（84）、暖通接口（85）和散热器接口（86）；所述水泵（1）的出水口连接缸体过水道（22）的进水口，缸体过水道（22）的第一出水口连接缸盖水套（31）的进水口，缸体过水道（22）的第二出水口连接缸体水套（21）的进水口，缸体水套（21）的出水口连接缸盖过水道（32）的进水口，缸盖过水道（32）的出水口连接所述缸盖过水道接口（84），缸盖水套（31）的出水口连接所述缸盖水套接口（81），所述蓄水壶接口（82）连接蓄水壶（4）的第一进水口，蓄水壶（4）的出水口连接水泵（1）的第一进水口，所述暖通接口（85）连接暖通（5）的进水口，暖通（5）的出水口连接水泵（1）的第二进水口，所述机油冷却器接口（83）连接机油冷却器的进水口，机油冷却器的出水口连接水泵（1）的第二进水口，所述散热器接口（86）连接散热器（6）的进水口，散热器（6）的第一出水口连接水泵（1）的第三进水口、第二出水口连接蓄水壶（4）的第二进水口。2.根据权利要求1所述的汽车发动机冷却系统，其特征在于：所述热管理模块（8）上对应于所述缸盖水套接口（81）的位置设有第一温度传感器（9），所述散热器（6）的第一出水口位置设有第二温度传感器（10），所述第一、第二温度传感器（9、10）与发动机控制器电连接，将检测的冷却液温度发送给发动机控制器。3.根据权利要求2所述的汽车发动机冷却系统，其特征在于：所述热管理模块（8）上设有电机驱动模块（87）、电机（88）和角度位置传感器（89），电机驱动模块（87）、角度位置传感器（89）与发动机控制器电连接，电机（88）与电机驱动模块（87）电连接，电机（88）的输出轴与控制阀（80）定位连接，角度位置传感器将检测的控制阀的当前角度发送给发动机控制器，发动机控制器根据冷却液温度、发动机运行工况以及控制阀的当前角度控制电机驱动模块驱动电机带动控制阀转动，控制阀调节缸盖过水道接口和/或暖通接口和/或散热器接口的接通面积。4.根据权利要求1至3任一所述的汽车发动机冷却系统，其特征在于：所述机油冷却器为并列设置的发动机机油冷却器（71）和变速器机油冷却器（72）。5.采用如权利要求1至4任一所述的汽车发动机冷却系统进行发动机冷却的方法为：在发动机处于冷启动工况时，使缸盖过水道接口（84）、暖通接口（85）和散热器接口（86）的接通面积都为0，冷却液从水泵（1）流出，经缸体过水道（22）流入缸盖水套（31）内，吸收缸盖（3）的热量后经缸盖水套接口（81）流入热管理模块（8）内，热管理模块（...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁浩，邓伟，刘玉琦，欧阳梅，余洪剑，黄泳璇，何东轩，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50