集成水泵及具有集成水泵的發動機冷卻系統和冷卻方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發動機冷卻系統領域，尤其是一種集成水栗及具有集成水栗的發動機冷卻系統和冷卻方法。
【背景技術】
[0002]汽車的發動機冷卻系統擔負著為發動機提供冷卻，保證發動機正常可靠工作的重任。在傳統發動機中，冷卻系統通常為單一冷卻回路的冷卻系統，水栗通常布置于缸體上，冷卻水由缸體進水口進入，冷卻完缸體之后冷卻水向上流入缸蓋，完成缸蓋冷卻后由缸蓋后端流出，在節溫器及各用水器管路的作用下，流向外循環；中國專利申請號:200910172940.8的發明公開了一種發動機冷卻系統，冷卻系統包括水栗、雙閥調溫器、機油冷卻器、缸體水套、缸蓋水套、水箱散熱器以及EGR冷卻器，冷卻系統的水路循環為:當發動機啟動時，水栗開始工作，冷卻液首先流進機油冷卻器，再進入缸蓋水套，使缸蓋的關鍵區域進行冷卻，由缸蓋墊片流通孔進入缸體水套，給缸體進行冷卻，再給EGR冷卻器進行冷卻。傳統的發動機冷卻系統的缸體與缸蓋的冷卻水路串聯在一起，冷卻水先冷卻缸體后冷卻缸蓋或冷卻水先冷卻缸蓋后冷卻缸體，且水栗與節溫器等部件分置，傳統的發動機冷卻系統存在結構和管路布局不緊湊的問題，易導致缸蓋或缸體的冷卻水溫度偏高，發動機的動力性、經濟性和排放較差并縮短發動機使用壽命的不足；因此，設計一種結構和管路布局緊湊，發動機的動力性、經濟性和排放較好并可延長發動機使用壽命的集成水栗及具有集成水栗的發動機冷卻系統和冷卻方法，成為亟待解決的問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了克服目前的發動機冷卻系統存在結構和管路布局不緊湊的問題，易導致缸蓋或缸體的冷卻水溫度偏高，發動機的動力性、經濟性和排放較差并縮短發動機使用壽命的不足，提供一種結構和管路布局緊湊，發動機的動力性、經濟性和排放較好并可延長發動機使用壽命的集成水栗及具有集成水栗的發動機冷卻系統和冷卻方法。
[0004]本發明的具體技術方案是:
一種集成水栗，包括栗體21，設于栗體中的轉軸22及與轉軸連接的葉輪23、套設在轉軸外的水封24、缸體節溫器8，與栗體連接的栗蓋25，設于栗蓋中的缸蓋節溫器7，與栗蓋連接的導流板26，旁通真空閥17和轉軸驅動裝置。該集成水栗將缸體節溫器，缸蓋節溫器，旁通真空閥等集成在一起，使發動機冷卻系統的結構和管路布局緊湊。
[0005]作為優選，所述的栗體設有蝸室27、缸體節溫器安裝孔28、缸蓋節溫器安裝孔29、暖風器接孔210、渦輪增壓器接孔211、缸體水套接孔212、缸蓋上水套接孔213、缸蓋下水套接孔214、旁通接孔215 ;栗蓋設有大循環接孔216、水栗進水孔217、水栗出水孔218 ;導流板設有除氣閥接孔219 ;缸體水套接孔、缸蓋上水套接孔、缸蓋下水套接孔分別與水栗出水孔連通；渦輪增壓器接孔、暖風器接孔、大循環接孔、除氣閥接孔分別與水栗進水孔連通；轉軸和葉輪位于蝸室中；缸體節溫器裝于缸體節溫器安裝孔中；缸蓋節溫器裝于缸蓋節溫器安裝孔中；旁通真空閥的進口位于旁通接孔中并與缸蓋節溫器的進口連通；缸蓋節溫器的主閥門出口 71與大循環接孔連通。將葉輪、缸體節溫器、缸蓋節溫器、旁通真空閥通過栗體、缸蓋和導流板設有的孔道連通，布局緊湊且可靠。
[0006]作為優選，所述的轉軸驅動裝置包括從動帶輪221，主動帶輪222，分別與從動帶輪和主動帶輪傳動連接的傳動帶223，轉軸與栗體樞接且轉軸的一端伸出栗體外與從動帶輪連接。轉軸驅動裝置簡單實用。
[0007]作為優選，所述的轉軸與栗體之間設有0型圈224 ;栗體與栗蓋之間設有密封圈220。提高密封性。
[0008]—種具有集成水栗的發動機冷卻系統，包括集成水栗2和雙路冷卻回路；集成水栗包括栗體21，轉軸22，與轉軸連接的葉輪23，套設在轉軸外的水封24，與栗體連接的栗蓋25，與栗蓋連接的導流板26，缸體節溫器8，缸蓋節溫器7，旁通真空閥17，轉軸驅動裝置；栗體設有蝸室27，缸體節溫器安裝孔28，缸蓋節溫器安裝孔29，暖風器接孔210，渦輪增壓器接孔211，缸體水套接孔212，缸蓋上水套接孔213，缸蓋下水套接孔214，旁通接孔215 ；栗蓋設有大循環接孔216，水栗進水孔217，水栗出水孔218 ;導流板設有除氣閥接孔219 ;缸體水套接孔，缸蓋上水套接孔，缸蓋下水套接孔分別與水栗出水孔連通；渦輪增壓器接孔，暖風器接孔，大循環接孔，除氣閥接孔分別與水栗進水孔連通；轉軸和葉輪位于蝸室中；缸體節溫器裝于缸體節溫器安裝孔中；缸蓋節溫器裝于缸蓋節溫器安裝孔中；旁通真空閥的進口位于旁通接孔中并與缸蓋節溫器的進口連通；缸蓋節溫器的主閥門出口 71與大循環接孔連通；雙路冷卻回路包括進口與缸體水套接孔連接的缸體水套1，進口與缸蓋上水套接孔連接的缸蓋上水套3，出口設有水溫傳感器19且進口與缸蓋下水套接孔連接的缸蓋下水套4，與缸體水套串接的發動機油冷器5，出口與水栗進水孔連接的散熱器6，膨脹水箱9，兩端分別與缸蓋上水套和膨脹水箱連接的第一除氣閥10，兩端分別與除氣閥接孔和膨脹水箱連接的第二除氣閥11，兩端分別與膨脹水箱和大循環接孔連接的第三除氣閥12，出口與膨脹水箱連接的渦輪增壓器13，出口分別與渦輪增壓器的進口和暖風器接孔連接的暖風器14，變速器油冷器15，出口分別與暖風器的進口和變速器油冷器的進口連接的電子水栗16，分別與變速器油冷器的出口和暖風器接孔連接的旁路真空閥18 ;缸體水套的出口與缸體節溫器的進口連接；缸體節溫器的出口與散熱器的進口連接；缸蓋上水套的出口和缸蓋下水套的出口分別與缸蓋節溫器的進口連接；缸蓋節溫器的小循環閥門出口 72與水栗進水孔連接；旁通真空閥的出口與電子水栗的進口連通。節溫器的作用是根據冷卻水溫度的高低自動調節進入散熱器的水量，改變水的循環范圍，以調節冷卻系的散熱能力，保證發動機在合適的溫度范圍內工作，當水溫低于缸蓋節溫器的初開溫度，節溫器的主閥門處于關閉狀態，水只能進行小循環，目的是讓發動機快速升溫，當水溫高于缸蓋節溫器的初開溫度，節溫器主閥門打開，水進行大循環，缸蓋快速散熱冷卻；膨脹水箱的作用是調節系統壓力和起到補水溢流作用；水溫傳感器與汽車的控制系統電連接，通過水溫傳感器監測水溫確保發動機安全工作；汽車電子水栗在電機傳遞的動能作用下，持續不斷的吸入、排出水，形成較穩定的流量；通過第一除氣閥、第二除氣閥和第三除氣閥可以分別將缸蓋上水套和缸蓋下水套、水栗出水孔和缸蓋節溫器等處產生的空氣排到膨脹水箱中，且第三除氣閥可在發動機冷啟動暖機工況時，限制膨脹水箱中的冷卻水參與小循環，縮短暖機時間；水溫傳感器與汽車的控制系統電連接，通過水溫傳感器監測水溫確保發動機安全工作。該發動機雙回路冷卻系統發動機的動力性、經濟性和排放較好并可延長發動機使用壽命。
[0009]作為優選，所述的轉軸驅動裝置包括從動帶輪221，主動帶輪222，分別與從動帶輪和主動帶輪傳動連接的傳動帶223，轉軸與栗體樞接且轉軸的一端伸出栗體外與從動帶輪連接。轉軸驅動裝置簡單實用。
[0010]作為優選，所述的轉軸與栗體之間設有0型圈224 ;栗體與栗蓋之間設有密封圈220。提高密封性。
[0011]作為優選，所述的缸體節溫器為臘式節溫器；缸蓋節溫器為臘式節溫器。
[0012]所述的具有集成水栗的發動機冷卻系統的冷卻方法，步驟一，設定具有集成水栗的發動機冷卻系統的缸蓋節溫器的初開溫度為T1，缸體節溫器的初開溫度為T2，缸體節溫器的初開溫度T2高于缸蓋節溫器的初開溫度T1，水溫傳感器與汽車的控制系統電連接；步驟二，發動機中水的溫度由常溫開始上升，在水溫低于T1時，水從水栗出水孔流出分別進入缸蓋上水套和缸蓋下水套對缸蓋進行冷卻后，從缸蓋上水套中流出的水與缸蓋下水套中流出的水合在一起，一部分水經過缸蓋節溫器的小循環閥門出口流回水栗進水孔，另一部分水經開啟的旁通真空閥流入暖風器；為暖風器提供熱能加熱后的另一部分水，流經渦輪增壓器對渦輪增壓器進行冷卻后流回到水栗進水孔，實現小循環；步驟三，當水溫達到T1時，缸蓋節溫器的主循環回路慢慢開啟，從缸蓋上水套和缸蓋下水套流出的水經過缸蓋節溫器流到散熱器與空氣進行熱交換，冷卻后的水流回到水栗進水孔；隨著缸蓋節溫器主循環回路的開度不斷增大，流經散熱器水的水流不斷增多，從而使對發動機進行冷卻的經過散熱器冷卻的水不斷增多；步