[发明专利]一种复合风冷与水冷的发动机多元冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机冷却方式，尤其是一种复合了发动机前后端冷却风扇风冷及大小循环水冷交叉冷却的多元冷却系统。

背景技术

发动机冷却系统的主要功能是将发动机工作时的高温零部件所吸收的热量及时带走，使它们保持在正常的温度范围内，以防止发动机过热，保证其正常的工作性能。发动机的冷却一般需要控制在一定的程度内，冷却程度不够容易造成发动机机体温度过高，可能导致部分零部件性能发生变化，引发发动机安全隐患，并且发动机温度过高容易导致气缸内燃油燃烧状况发生变化，如喷射至气缸内的燃油容易被高温的积炭或气缸壁等引燃，造成气缸内多处点火、爆燃等，不易组织并控制燃烧过程。

但如果冷却过度，将使传热损失增加，发动机的冷启动性能下降，发动机燃油经济性变差，此外还会引起燃油蒸发雾化不良，燃烧恶化，机油粘度增大，摩擦损失增大；温度过低还会使气缸的腐蚀磨损加剧，都将导致发动机输出的有效功率下降并且排放出更多污染物，经济性变坏，使用寿命减少。因此，发动机的冷却系统必须综合考虑车辆自身状况及发动机热负荷进行合理设置。

在中国发明专利申请公开说明书CN104632349A中公开了一种柴油机用水冷与风冷交互式散热装置，这种交互式散热装置包括风冷系统和水冷系统，其中风冷系统由风扇、导流罩及气缸盖上的散热片组成，水冷系统依靠微型齿轮泵驱动冷却水，同时，在排气管上设置排气旁通管驱动一个与微型齿轮泵主轴相连的叶轮作为冷却水流动动力来源，在排气旁通管中设置监测排气温度的石蜡阀门判断发动机负荷，该冷却系统交互功能简单，并且通过发动机排气温度判断机体的热负荷存在一定的不确定性。

在中国发明专利申请公开说明书CN104832268A中公开了一种用于发动机的散热装置、发动机冷却系统及方法，该散热装置包括了散热器和遮覆于散热器上的可变格栅，通过调节可变格栅开启角度，保证发动机暖机和冷却的工作过程，其冷却主要靠风冷完成，对复杂多变的发动机热负荷状况适应性较差。

在中国实用新型专利申请公开说明书CN200946524中公开了一种发动机双循环强制冷却系统，包括内外两个循环冷却子系统，通过将热交换器分为内外循环水腔，分别与内外循环冷却子系统相连，并借助于内循环水腔取样温度控制外循环水腔的流量，满足发动机热机及冷却的需要，该系统主要依托冷却液冷却，对发动机较低热负荷时温度控制有所不足。

在中国实用新型专利申请公开说明书CN204532511U中公开了一种发动机冷却系统、发动机及汽车，该系统采用转动球阀控制流经小循环通道和大循环通道的冷却液流量，在一定程度上提高了冷却液冷却发动机的性能，然而该系统主要设计了冷却液冷却系统，对发动机小负荷状态下的热负荷保障未作详细说明。

在中国发明专利申请公开说明书CN104454113A中公开了一种发动机水泵冷却装置，该装置改进了冷却水路的回水管系统，有助于发动机冷启动时机体温度的快速提升，该冷却系统同样存在冷却方式单一的状况。

鉴于发动机热负荷状态对机体寿命、可靠性及发动机自身性能的巨大影响，需要充分考虑发动机所处的运行工况及热负荷状态采取合适的冷却方案，保证车辆及发动机运行安全及性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种复合风冷与水冷的发动机多元冷却系统, 该系统把风冷和水冷共同作用于发动机，通过控制部件的开闭，实现发动机不同热负荷状态下的冷却，提高冷却效率，保证车辆行驶的可靠性和安全性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种复合风冷与水冷的发动机多元冷却系统，包括水循环系统以及控制系统，其特征在于：

所述的水循环系统包括发动机，发动机的前后端分别布置前端冷却风扇和后端冷却风扇，在发动机内的冷却水通道进口经第一节温器与水箱连通，冷却水通道出口分为三条支路，第一条支路与水箱连通，第二条支路经水泵与第一节温器连通，第三条支路经第二节温器与水箱连通，在第二节温器处并联螺旋散热管，螺旋散热管置于后端冷却风扇的外侧，整个循环回路为大循环回路，其中水箱、第一节温器和发动机之间形成小循环回路；

所述的控制系统包括单片机，所述的单片机和温度传感器，所述的温度传感器置于发动机的冷却水通道内，实时在线采集发动机温度变化信号，所采集的信号传输至单片机进行信号分析和综合处理，单片机通过导线与水泵、第一节温器、前端冷却风扇、后端冷却风扇和第二节温器相连，单片机接收信号并控制各个部件的开闭。