專利名稱：引擎冷卻系統(tǒng)水溫控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種引擎冷卻系統(tǒng)水溫控制機(jī)構(gòu)，可為目前汽車、發(fā)電機(jī)、抽水機(jī)或引擎帶動相關(guān)的機(jī)具提供一種更實(shí)用的引擎冷卻系統(tǒng)。
一般現(xiàn)有的引擎冷卻(循環(huán))系統(tǒng)技術(shù)如圖1所示，當(dāng)冷機(jī)時，冷卻水溫低，節(jié)溫器5關(guān)閉，水泵3(water pump)運(yùn)轉(zhuǎn)時，冷卻水無法從水箱4流入水泵3，而從缸頭1的分流道6(bypass)吸入，再進(jìn)入缸體(cylinder)2水套內(nèi)，水再流經(jīng)缸頭(head)1，如此造成內(nèi)循環(huán)，使缸頭1和缸體2的冷卻水溫能快速上升，達(dá)到正常工作溫度。而在暖機(jī)后，冷卻水溫上升節(jié)溫器5打開，缸頭1的分流道6關(guān)閉，水箱(radiator)4內(nèi)的冷卻水被水泵3吸入進(jìn)入缸體2，再流經(jīng)缸頭1，從缸頭水套出口流出進(jìn)入水箱4冷卻，如此形成正常冷卻系統(tǒng)循環(huán)運(yùn)作。
這種傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)會有過度冷卻(over cooling)的現(xiàn)象，因?yàn)槔鋮s水量的設(shè)計(jì)均以引擎WOT時來計(jì)算，但大部分的時候引擎只在部分負(fù)荷(partial load)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，而水泵3流量只和轉(zhuǎn)速有關(guān)，故會有冷卻水過量，導(dǎo)致過度冷卻現(xiàn)象，使引擎摩擦損失增加、效率降低。并且也會有缸體水套水溫偏低現(xiàn)象，由于缸頭燃燒所需冷卻的熱量比缸體缸套多，一般引擎冷卻水均由缸體流向缸頭，導(dǎo)致缸體有過度冷卻現(xiàn)象，使缸套溫度偏低，活塞運(yùn)轉(zhuǎn)時摩擦損失增加。
為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型提供一種引擎冷卻系統(tǒng)水溫控制機(jī)構(gòu)，利用一分流(bypass)的概念，分別在缸頭水套處增設(shè)一溫度控制閥借由熱脹冷縮的特性，改變閥頭的位置來控制冷卻水流入引擎及回流至水泵的流量分配；以及在缸體水套和缸頭水套間再增設(shè)第二個溫度控制閥，來調(diào)整冷卻水直接流入缸頭及流入缸體的流量。
此設(shè)計(jì)可在引擎發(fā)生過度冷卻時，自動將部分冷卻水直接流回水泵，使流入引擎的冷卻水減少，免除現(xiàn)有技術(shù)中過度冷卻的問題；并且改善傳統(tǒng)引擎中，冷卻水必須先經(jīng)由缸體再流向缸頭的設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型依據(jù)缸體水套的冷卻水溫高低，來調(diào)節(jié)冷卻水不經(jīng)缸體水套，直接流入缸頭的設(shè)計(jì)，以改善水套溫度偏低現(xiàn)象。


圖1為現(xiàn)有的引擎冷卻系統(tǒng)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的引擎冷卻系統(tǒng)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)于冷機(jī)時冷卻水流的狀況圖。
圖4為本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)于缸體水套溫度低時冷卻水流的狀況圖。
圖5為本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)于全負(fù)荷時冷卻水流的狀況圖。
圖6為本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)于缸體水溫高時冷卻水流的狀況圖。
圖7為本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)于部分負(fù)荷時冷卻水流的狀況圖。
圖8為本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)于缸體水套溫度較高時冷卻水流的狀況圖。
如圖2所示為本實(shí)用新型的引擎冷卻系統(tǒng)示意圖，于水泵3和引擎之間增設(shè)一第一溫度控制閥11，此控制閥依據(jù)缸頭1溫度來控制冷卻水流入引擎的水量，溫度低時，流入引擎的水少，直接流入水泵3的水多；溫度漸高時，流入引擎的水愈多，以此控制閥來控制引擎冷卻水溫度可達(dá)到設(shè)計(jì)的最佳溫度狀態(tài)。于缸頭水套12和缸體水套14間再增設(shè)第二溫度控制閥15，此控制閥依據(jù)缸體水套14水溫來控制冷卻水直接流入缸頭1和流入缸體2的水量，使缸頭1和缸體2冷卻水溫能達(dá)到設(shè)計(jì)的最佳工作溫度狀態(tài)。
如圖3所示，為本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)于冷機(jī)時冷卻水流的狀況圖，在缸頭水套12處設(shè)置一第一溫度控制閥11，借由熱脹冷縮的特性，改變閥頭的位置來控制冷卻水流入引擎及回流至水泵3的流量分配；如圖4所示為本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)于缸體水套溫度低時冷卻水流的狀況圖，在缸體水套14和缸頭水套12間增設(shè)一溫度控制閥15，此控制閥可直接安裝在缸體上，也可安裝在外管路上，以調(diào)整冷卻水直接流入缸頭及流入缸體的流量。
現(xiàn)將本實(shí)用新型的具體技術(shù)分為冷機(jī)、全負(fù)荷與部分負(fù)荷等狀況并配合說明書附圖說明如下。
1.冷機(jī)時(啟動時)如圖3所示，缸體水套14和缸頭水套12的冷卻水溫低，節(jié)氣門8關(guān)閉，第二分流道13暢通，而第一溫度控制閥11的閥頭位置如圖3所示；當(dāng)水泵3運(yùn)轉(zhuǎn)時，部分冷卻水經(jīng)由第一分流道10流回水泵3，部分進(jìn)入集水室9，再進(jìn)入引擎冷卻，最后再經(jīng)由第二分流道13流回水泵3，形成一內(nèi)循環(huán)，使引擎溫度盡速達(dá)到工作溫度，其中多了一個第一分流道10，可使此引擎比一般引擎更快暖機(jī)(worm up)。由于缸體水套14的冷卻水溫低，第二溫度控制閥15的閥頭位置如圖4所示，此時部分冷卻水由集水室9直接流入缸頭水套12，部分冷卻水流入缸體水套14，再流入缸頭水套12，如此可使缸體2溫度比一般引擎更快達(dá)到工作溫度。
2.全負(fù)荷(WOT)時如圖5所示，缸頭水套12的冷卻水溫已達(dá)工作溫度，節(jié)氣門8開啟，第二分流道13關(guān)閉，而第一溫度控制閥11的閥頭位置因高溫而被頂出，第一分流道10因而關(guān)閉；當(dāng)水泵3運(yùn)轉(zhuǎn)時，冷卻水全部經(jīng)由集水室9，再進(jìn)入引擎冷卻，最后再經(jīng)由缸頭水套12出口流到水箱，經(jīng)熱交換再進(jìn)入水泵3，形成一般傳統(tǒng)引擎的冷卻循環(huán)效果。由于要帶走缸頭1燃燒室的熱量比缸體缸套要多，在一般引擎有足夠的冷卻水來冷卻缸頭時，有時會使缸體水套14的冷卻水溫較低(低于正常工作溫度)，第二溫度控制閥15的閥頭如圖8所示，此時部分冷卻水經(jīng)由集水室9直接流入缸頭水套12，部分冷卻水流入缸體水套14，再流入缸頭水套12，溫度控制閥15的閥頭位置，將隨缸體水套14溫度不同而異，如圖4、圖6、圖8所示，借此調(diào)整直接流入缸頭水套12的流量，如此可使缸套溫度控制在所設(shè)計(jì)的高效率工作溫度范圍。
3.部分負(fù)荷(partial load)時部分負(fù)荷時，引擎需冷卻的熱量減少，但水泵3的流量沒減少，此時缸頭水套12的冷卻水溫較低，造成過度冷卻的現(xiàn)象，此時節(jié)氣門8仍然開啟，第二分流道13關(guān)閉，參見圖7所示；而第一溫度控制閥11的閥頭位置因溫度降低而內(nèi)縮，第一分流道10因而開啟，該第一分流道10的大小，將隨缸頭水套12溫度的高低而改變，如此將能控制冷卻水進(jìn)入集水室9的流量，以控制引擎均能在設(shè)計(jì)的高效率溫度范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型特別披露并描述了所選擇的較佳實(shí)施例，不能以其限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即凡熟悉本技術(shù)的人均可明了，依本實(shí)用新型申請專利范圍所作任何形式或是細(xì)節(jié)上可能的變化，均未脫離本實(shí)用新型專利涵蓋的精神與范圍。
權(quán)利要求1.一種引擎冷卻系統(tǒng)水溫控制機(jī)構(gòu)，其特征在于增設(shè)二溫度控制閥，借由熱脹冷縮的特性，改變閥頭的位置以調(diào)節(jié)冷卻水的流量分配，其中，在引擎的缸頭水套(12)處增設(shè)第一溫度控制閥(11)，在缸體水套(14)和缸頭水套(12)間增設(shè)第二溫度控制閥(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎冷卻系統(tǒng)水溫控制機(jī)構(gòu)，其中，該第一溫度控制閥(11)可設(shè)置在缸頭(1)內(nèi)，也可設(shè)置在接于缸頭水套(12)外管路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎冷卻系統(tǒng)水溫控制機(jī)構(gòu)，其中，該第二溫度控制閥(15)設(shè)置在缸體(2)上，也可設(shè)置在接于缸體(2)外管路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎冷卻系統(tǒng)水溫控制機(jī)構(gòu)，其中，該第一溫度控制閥(11)與第二溫度控制閥(15)的材質(zhì)可為臘或雙金屬材質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種引擎冷卻系統(tǒng)水溫控制機(jī)構(gòu)，增設(shè)二個溫度控制閥，此二溫度控制閥借由熱脹冷縮的特性，改變閥頭的位置來控制冷卻水流入引擎的流量，一個控制閥根據(jù)缸頭水套的冷卻溫度，來控制分流道(bypass)的大小，可調(diào)整冷卻水的分流量，以控制引擎工作的溫度，免除現(xiàn)有技術(shù)中過度冷卻的問題；另一溫度控制閥則根據(jù)缸體水套的冷卻水溫度，來控制冷卻水直接流入缸頭水套的流量，以打破傳統(tǒng)引擎的冷卻水先經(jīng)由缸體再流入缸頭，借此來調(diào)節(jié)控制缸體缸套的溫度，以改善水套溫度偏低現(xiàn)象。
文檔編號B60K11/02GK2522286SQ02201328
公開日2002年11月27日 申請日期2002年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月9日
發(fā)明者林宇洲 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院