發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，特別是涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的閉式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)(如圖1)，是通過循環(huán)水將熱量帶到散熱器，通過流動(dòng)空氣散熱冷卻?；窘Y(jié)構(gòu)由:(發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋內(nèi))水套1、冷卻液、水泵5、節(jié)溫器2、大循環(huán)管7、小循環(huán)管6、散熱器4、風(fēng)扇及溫控系統(tǒng)組成。
[0003]工作時(shí)冷卻液在水泵5的驅(qū)動(dòng)下流經(jīng)(發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋內(nèi))水套1、節(jié)溫器2，高于一定溫度時(shí)，節(jié)溫器2開啟大循環(huán)的同時(shí)關(guān)閉小循環(huán)，冷卻液進(jìn)入散熱器4，降低溫度后返回水泵上游；低于一定溫度時(shí)，節(jié)溫器2關(guān)閉大循環(huán)開啟小循環(huán)，冷卻液經(jīng)小循環(huán)管6直接返回水泵上游。
[0004]如果產(chǎn)生了氣體，需要排出，為了水路排氣又不減少冷卻液，同時(shí)也可以補(bǔ)水水路中還設(shè)置了膨脹箱3。
[0005]由于這樣的系統(tǒng)水泵流量、散熱器散熱量和發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)熱量并不能完全匹配，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷較低而冷卻液溫度超過一定溫度比如95°C時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)溫控系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)風(fēng)扇吹拂散熱器，直至將冷卻液溫度降低到某一特定溫度比如88°C風(fēng)扇停止，水溫會(huì)在這一范圍內(nèi)脈動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)加熱過程，由于節(jié)溫器的存在，使得節(jié)溫器開啟時(shí)，大量的低溫冷卻液介入，冷卻液由節(jié)溫器開啟溫度上升到風(fēng)扇開啟溫度是一個(gè)緩慢的過程?？紤]到急加速需要，冷卻液此時(shí)并不能及時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱量帶走而是會(huì)繼續(xù)使冷卻液溫度上升，所以風(fēng)扇開啟的溫度設(shè)定值比發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷適宜的溫度值(比如109°C )要低，使發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性得不到充分發(fā)揮。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能明顯提升發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和熱響應(yīng)速度更快的發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本提供的發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括水套、水泵和散熱器，所述的水套的出口連接有蒸發(fā)箱，冷卻液在所述的蒸發(fā)箱內(nèi)形成有汽相端和液相端，所述的蒸發(fā)箱的液相端通過所述的水泵與所述的水套的進(jìn)口連接，所述的散熱器的進(jìn)口端與所述的蒸發(fā)箱的汽相端連接，所述的散熱器的出口端通過回水管與所述的蒸發(fā)箱連接，所述的散熱器上設(shè)有與大氣連通的通大氣閥門。
[0008]所述的回水管上設(shè)有回水泵。
[0009]還包括一個(gè)膨脹箱，所述的通大氣閥門的出口端與所述的膨脹箱的汽相端連接，所述的膨脹箱的液相端通過單向閥與所述的蒸發(fā)箱連接。
[0010]采用上述技術(shù)方案的發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)，采用了不同于現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)的方法:冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的水套的循環(huán)與水冷系統(tǒng)一致，冷卻液流出發(fā)動(dòng)機(jī)出水口進(jìn)入蒸發(fā)箱后分成兩部分，一部分為液體，直接回到水泵的上游，另一部分則成為蒸汽進(jìn)入散熱器冷卻并凝結(jié)成水后再回到(利用重力流回或者通過回水泵泵回)蒸發(fā)箱與發(fā)動(dòng)機(jī)流出的液體混合并降低溫度后進(jìn)入水泵上游。
[0011 ] 這種方法由于冷凝水回到蒸發(fā)箱中與冷卻液接觸時(shí)，水先會(huì)吸收熱量，達(dá)到水的沸點(diǎn)時(shí)，水會(huì)沸騰，這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水能夠穩(wěn)定在水的沸點(diǎn)(如100°c )和冷卻液的名義沸點(diǎn)(如50% -50%乙二醇沸點(diǎn)為107°C )之間。
[0012]低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱量小，冷卻液的蒸發(fā)量少，回水量也少，進(jìn)水溫度接近冷卻液沸點(diǎn)(比如107°C );急加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)出水的蒸發(fā)量增大，通過關(guān)閉通大氣閥門，散熱器積水室壓力降低，使更多蒸汽進(jìn)入，加大散熱量，冷凝的回水也相應(yīng)增加，回水量的增加能夠有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水溫度，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水溫度更靠近水的沸點(diǎn)(比如100°C )，加之乙二醇在50%濃度左右蒸發(fā)量的變化對(duì)沸點(diǎn)的影響較小(10%的濃度變化，沸點(diǎn)變化不足2°C )所以能夠快速降低進(jìn)水到合適的溫度而使出水溫度變化很小(比如2V)。
[0013]實(shí)際中，由于水套的壓力高于蒸發(fā)箱的壓力，液體沸點(diǎn)較高，所以當(dāng)蒸發(fā)箱的液體沸騰時(shí)，水套的液體并不會(huì)沸騰；由于水的分離，發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)水的濃度會(huì)升高，能夠減少水套中冷卻液沸騰的可能性，有效地提高低負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行工作溫度，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率。
[0014]這樣就可以將保證發(fā)動(dòng)機(jī)的低負(fù)荷工作溫度穩(wěn)定在發(fā)動(dòng)機(jī)出水進(jìn)入蒸發(fā)箱時(shí)處于沸騰的狀態(tài)。
[0015]發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)時(shí)，由于蒸發(fā)箱上部主要是空氣，熱阻很大，熱量通過蒸汽冷卻的熱量較少，所以實(shí)際上冷卻液升溫速度不低于節(jié)溫器時(shí)的速度，可以不再設(shè)置節(jié)溫器；沒有節(jié)溫器將冷卻液分隔成兩部分順序加熱，冷卻液的加熱速度不會(huì)出現(xiàn)因節(jié)溫器開啟突然變慢的現(xiàn)象。
[0016]也能通過通大氣閥門的開閉，降低冷卻系統(tǒng)在高負(fù)荷時(shí)蒸發(fā)箱內(nèi)壓力，以降低冷卻液的沸點(diǎn)，使冷卻液達(dá)到比較低的溫度，以適應(yīng)高負(fù)荷較低的冷卻液溫度可以獲得較高的散熱能力的需要，進(jìn)一步提升高負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性。
[0017]單向閥保障了蒸發(fā)箱內(nèi)壓力變化時(shí)，液體不會(huì)流到膨脹箱而導(dǎo)致實(shí)際冷卻液量的不足或者溢出。
[0018]綜上所述，本實(shí)用新型是一種能明顯提升發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和熱響應(yīng)速度更快的發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0019]圖1是傳統(tǒng)的閉式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型提供的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)示意圖。
[0021]圖3是本實(shí)用新型提供的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)改進(jìn)示意圖。
[0022]圖4是本實(shí)用新型提供的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0024]參見圖2，水套I的出口連接有蒸發(fā)箱8，冷卻液在蒸發(fā)箱8內(nèi)形成有汽相端和液相端，蒸發(fā)箱8的液相端通過水泵5與水套I的進(jìn)口連接，散熱器4的進(jìn)口端與蒸發(fā)箱8的汽相端連接，散熱器4的出口端通過回水管12與蒸發(fā)箱8連接，散熱器4上設(shè)有與大氣連通的通大氣閥門9。
[0025]參見圖3，水套I的出口連接有蒸發(fā)箱8，冷卻液在蒸發(fā)箱8內(nèi)形成有汽相端和液相端，蒸發(fā)箱8的液相端通過水泵5與水套I的進(jìn)口連接，散熱器4的進(jìn)口端與蒸發(fā)箱8的汽相端連接，散熱器4的出口端通過回水管12與蒸發(fā)箱8連接，回水管12上設(shè)有回水泵11，散熱器4上設(shè)有與大氣連通的通大氣閥門9。
[0026]參見圖4，水套I的出口連接有蒸發(fā)箱8，冷卻液在蒸發(fā)箱8內(nèi)形成有汽相端和液相端，蒸發(fā)箱8的液相端通過水泵5與水套I的進(jìn)口連接，散熱器4的進(jìn)口端與蒸發(fā)箱8的汽相端連接，散熱器4的出口端通過回水管12與蒸發(fā)箱8連接，回水管12上設(shè)有回水泵11，散熱器4上設(shè)有通大氣閥門9，還包括一個(gè)膨脹箱3，通大氣閥門9的出口端與膨脹箱3的汽相端連接，膨脹箱3的液相端通過單向閥10與所述的蒸發(fā)箱8連接。
[0027]參見圖，2、圖3和圖4，本實(shí)用新型采用了不同于現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)的方法:在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的循環(huán)的水套I與水冷系統(tǒng)一致，冷卻液流出發(fā)動(dòng)機(jī)出水口即水套I進(jìn)入蒸發(fā)箱8后分成兩部分，一部分液體，直接回到水泵5的上游，另一部分則成為蒸汽進(jìn)入散熱器4冷卻并凝結(jié)成水后再回到(利用重力流回或者通過回水泵11泵回)蒸發(fā)箱8與發(fā)動(dòng)機(jī)流出的液體混合并降低溫度后進(jìn)入水泵上游。
[0028]這種方法由于冷凝水回到蒸發(fā)箱8中與冷卻液接觸時(shí)，水先會(huì)吸收熱量，達(dá)到水的沸點(diǎn)時(shí)，水會(huì)沸騰，這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水能夠穩(wěn)定在水的沸點(diǎn)(如100°c )和冷卻液的名義沸點(diǎn)(如50% -50%乙二醇沸點(diǎn)為107°C )之間。
[0029]低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱量小，冷卻液的蒸發(fā)量少，回水量也少，進(jìn)水溫度接近冷卻液沸點(diǎn)(比如107°C );急加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)出水的蒸發(fā)量增大，通過關(guān)閉通大氣閥門9，散熱器4積水室壓力降低，使更多蒸汽進(jìn)入，加大散熱量，冷凝的回水也相應(yīng)增加，回水量的增加能夠有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水溫度，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水溫度更靠近水的沸點(diǎn)(比如100°C )，加之乙二醇在50%濃度左右蒸發(fā)量的變化對(duì)沸點(diǎn)的影響較小(10%的濃度變化，沸點(diǎn)變化不足2°C )所以能夠快速降低進(jìn)水到合適的溫度而使出水溫度變化很小(比如2°C )。
[0030]實(shí)際中，由于水套I的壓力高于蒸發(fā)箱8的壓力，液體沸點(diǎn)較高，所以當(dāng)蒸發(fā)箱8的液體沸騰時(shí)，水套I的液體并不會(huì)沸騰；由于水的分離，發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)水的濃度會(huì)升高，能夠減少水套I中冷卻液沸騰的可能性，有效地提高低負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行工作溫度，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率。
[0031]這樣就可以將保證發(fā)動(dòng)機(jī)的低負(fù)荷工作溫度穩(wěn)定在發(fā)動(dòng)機(jī)出水進(jìn)入蒸發(fā)箱8時(shí)處于沸騰的狀態(tài)。
[0032]發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)時(shí)，由于蒸發(fā)箱8上部主要是空氣，熱阻很大，熱量通過蒸汽冷卻的熱量較少，所以實(shí)際上冷卻液升溫速度不低于節(jié)溫器時(shí)的速度，可以不再設(shè)置節(jié)溫器2 ;沒有節(jié)溫器2將冷卻液分隔成兩部分順序加熱，冷卻液的加熱速度不會(huì)出現(xiàn)因節(jié)溫器2開啟突然變慢的現(xiàn)象。
[0033]也能通過通大氣閥門9的開閉，降低冷卻系統(tǒng)在高負(fù)荷時(shí)蒸發(fā)箱8內(nèi)壓力，以降低冷卻液的沸點(diǎn)，使冷卻液達(dá)到比較低的溫度，以適應(yīng)高負(fù)荷較低的冷卻液溫度可以獲得較高的散熱能力的需要，進(jìn)一步提升高負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性。
[0034]單向閥10保障了蒸發(fā)箱8內(nèi)壓力變化時(shí)，液體不會(huì)流到膨脹箱3而導(dǎo)致實(shí)際冷卻液量的不足或者溢出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括水套(1)、水泵(5)和散熱器(4)，其特征是:所述的水套(I)的出口連接有蒸發(fā)箱(8)，冷卻液在所述的蒸發(fā)箱(8)內(nèi)形成有汽相端和液相端，所述的蒸發(fā)箱(8)的液相端通過所述的水泵(5)與所述的水套(I)的進(jìn)口連接，所述的散熱器⑷的進(jìn)口端與所述的蒸發(fā)箱⑶的汽相端連接，所述的散熱器⑷的出口端通過回水管(12)與所述的蒸發(fā)箱(8)連接，所述的散熱器(4)上設(shè)有與大氣連通的通大氣閥門(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征是:所述的回水管(12)上設(shè)有回水泵(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征是:還包括一個(gè)膨脹箱(3)，所述的通大氣閥門(9)的出口端與所述的膨脹箱(3)的汽相端連接，所述的膨脹箱(3)的液相端通過單向閥(10)與所述的蒸發(fā)箱(8)連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括水套(1)、水泵(5)和散熱器(4)，所述的水套(1)的出口連接有蒸發(fā)箱(8)，冷卻液在所述的蒸發(fā)箱(8)內(nèi)形成有汽相端和液相端，所述的蒸發(fā)箱(8)的液相端通過所述的水泵(5)與所述的水套(1)的進(jìn)口連接，所述的散熱器(4)的進(jìn)口端與所述的蒸發(fā)箱(8)的汽相端連接，所述的散熱器(4)的出口端通過回水管(12)與所述的蒸發(fā)箱(8)連接，所述的散熱器(4)上設(shè)有與大氣連通的通大氣閥門(9)。本實(shí)用新型是一種能明顯提升發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和熱響應(yīng)速度更快的發(fā)動(dòng)機(jī)汽液混合循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
【IPC分類】F01P3-18, F01P3-22, F01P5-10
【公開號(hào)】CN204610003
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520158689
【發(fā)明人】李建新, 章衛(wèi)群, 劉小華, 胡可培, 彭江, 黃友文
【申請(qǐng)人】長豐集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年3月19日