[发明专利]一种发动机冷却系统及其冷却方法

说明书

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。

技术领域

本发明属于汽车发动机技术领域，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。

背景技术

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日的发明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。

发明内容

本发明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，本发明的技术方案如下：

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。