專利名稱：發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總體而言，本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)，其中用于氣缸體和氣缸蓋的冷卻劑通道分開形成。
背景技術(shù)：
如圖2中所示，發(fā)動機(jī)分離冷卻系統(tǒng)指的是一種發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，其中用于把冷卻劑引入氣缸蓋10和氣缸體11的單獨(dú)冷卻劑進(jìn)口管10a和11a、以及從氣缸蓋10和氣缸體11排出冷卻劑的單獨(dú)冷卻劑出口管10b和11b分開形成。美國專利6,595,164公開了發(fā)動機(jī)分離冷卻系統(tǒng)的一個實(shí)例。
在分離冷卻系統(tǒng)中，用于向氣缸蓋10和氣缸體11提供冷卻劑的冷卻劑泵12，以及用于輻射從氣缸蓋10和氣缸體11排出的冷卻劑熱量的散熱器14共同用于冷卻氣缸蓋10和氣缸體11，但單獨(dú)冷卻劑進(jìn)口管10a和11a以及單獨(dú)冷卻劑出口管10b和11b分開形成。
氣缸蓋旁的冷卻劑出口管10b連接氣缸蓋10和散熱器14，以便從氣缸蓋10排出的冷卻劑直接流入散熱器14，并且還設(shè)有一條冷卻劑管用于使流經(jīng)散熱器14的冷卻劑流向冷卻劑泵12。具體地說，主調(diào)溫器13布置在連接散熱器14和冷卻劑泵12的冷卻劑管內(nèi)。主調(diào)溫器13控制冷卻劑流量，以便只有當(dāng)冷卻劑溫度位于預(yù)定溫度范圍內(nèi)時，冷卻劑才經(jīng)由冷卻劑泵12提供給氣缸蓋10和氣缸體11。從氣缸蓋10排出的一部分冷卻劑提供給加熱器18，用于加熱乘客艙，然后，經(jīng)由主調(diào)溫器13提供給冷卻劑泵12。
同時，用于控制從氣缸體11排出的冷卻劑流量的缸體調(diào)溫器15布置在氣缸體旁的冷卻劑出口管11b內(nèi)，并且已流過缸體調(diào)溫器15的冷卻劑經(jīng)由散熱器14提供給冷卻劑泵12。從氣缸體旁的冷卻劑出口管11b排出的一部分冷卻劑用于冷卻油冷器16。設(shè)有一條連接缸體調(diào)溫器15和冷卻劑泵12的旁通管。當(dāng)從冷卻劑出口管11b排出的冷卻劑溫度低于預(yù)定溫度時，缸體調(diào)溫器15關(guān)閉冷卻劑管，以便從冷卻劑出口管11b排出的冷卻劑通過旁通管直接提供給冷卻劑泵12。
然而，在這種分開提供用于氣缸蓋10和氣缸體11的冷卻劑通道的現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)中，提供給氣缸蓋10和氣缸體11的冷卻劑壓力變得不均勻。另外，當(dāng)缸體調(diào)溫器15關(guān)閉時，氣缸體11內(nèi)的冷卻劑流動被阻滯。這使得熱量梯度被劣化，從而可能使氣缸體因熱而被損壞。
在發(fā)明背景部分公開的信息僅僅用于增加對發(fā)明背景的理解，而不應(yīng)該作為該信息構(gòu)成已經(jīng)在該國為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的現(xiàn)有技術(shù)的確認(rèn)或者任何形式的暗示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的動機(jī)是提供一種具有下列非限定優(yōu)點(diǎn)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)流向發(fā)動機(jī)的氣缸蓋和氣缸體的冷卻劑壓力梯度被均勻化，通過使用冷卻劑的熱量來對加熱器進(jìn)行加熱而使得總加熱效率得以提高，并且可以防止節(jié)流閥體凍結(jié)。
在依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的用于包括氣缸蓋和氣缸體的發(fā)動機(jī)的一個例示性冷卻系統(tǒng)中，用于分別把冷卻劑引入氣缸蓋和氣缸體的單獨(dú)冷卻劑進(jìn)口管分開形成，而用于分別從氣缸蓋和氣缸體排出冷卻劑的單獨(dú)冷卻劑出口管也分開形成，并且，氣缸蓋旁和氣缸體旁的冷卻劑進(jìn)口管的上游端分別連接到具有預(yù)定內(nèi)部空間的前置腔室。
氣缸蓋旁的冷卻劑出口管的下游端和氣缸體旁的冷卻劑出口管的下游端可以分別連接到用于控制冷卻劑的流量的缸體調(diào)溫器。用于引導(dǎo)冷卻劑流向散熱器的散熱器方向的冷卻劑管和用于引導(dǎo)冷卻劑流向加熱器及節(jié)流閥體的加熱器方向的冷卻劑管可以分別連接到缸體調(diào)溫器的外殼。在冷卻劑泵的上游可以提供連接到主調(diào)溫器的外殼的冷卻劑管，以便允許冷卻劑流入主調(diào)溫器的外殼。
在另一個的實(shí)施方案中，用于包括氣缸蓋和氣缸體的發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)包括冷卻劑泵；前置腔室，所述前置腔室連接到所述冷卻劑泵以便臨時存儲由所述冷卻劑泵抽吸的冷卻劑；第一冷卻劑管，所述第一冷卻劑管連接到所述前置腔室，用于引導(dǎo)冷卻劑流經(jīng)所述氣缸蓋；第二冷卻劑管，所述第二冷卻劑管連接到所述前置腔室，用于引導(dǎo)冷卻劑流經(jīng)所述氣缸體；第一調(diào)溫器，所述第一調(diào)溫器連接到所述第一和第二冷卻劑管，以便接收從所述氣缸蓋和所述氣缸體排出的冷卻劑，所述第一調(diào)溫器配置成響應(yīng)冷卻劑的溫度來控制從所述氣缸體排出的冷卻劑的流量；散熱器，所述散熱器連接到所述第一調(diào)溫器以接收從所述第一調(diào)溫器排出的冷卻劑的至少一部分，所述散熱器配置成用于輻射冷卻劑的熱量；以及第二調(diào)溫器，所述第二調(diào)溫器連接到所述散熱器和所述冷卻劑泵，所述第二調(diào)溫器配置成響應(yīng)冷卻劑的溫度來控制從所述散熱器到所述冷卻劑泵的冷卻劑的流量。
所述冷卻系統(tǒng)還包括加熱器方向的冷卻劑管，所述加熱器方向的冷卻劑管經(jīng)由加熱器和節(jié)流閥體二者中的至少一個連接到所述第一和第二調(diào)溫器。所述加熱器方向的冷卻劑管允許從所述第一調(diào)溫器排出的冷卻劑的至少一部分穿過加熱器和節(jié)流閥體二者中的至少一個。


附解了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，并且連同說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理，其中圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的示意圖；以及圖2是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方案。
圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的示意圖，并且附圖標(biāo)記30指示前置腔室。
依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)通過在發(fā)動機(jī)20中循環(huán)冷卻劑和從冷卻劑中輻射熱量來冷卻發(fā)動機(jī)20。例如，冷卻劑可以是冷卻水。
冷卻劑泵23抽吸冷卻劑以便在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)。
冷卻系統(tǒng)可以包括第一冷卻劑管和第二冷卻劑管。第一冷卻劑管連接到前置腔室30，并且引導(dǎo)冷卻劑流經(jīng)發(fā)動機(jī)20的氣缸蓋21。第二冷卻劑管也連接到前置腔室30，并且引導(dǎo)冷卻劑流經(jīng)發(fā)動機(jī)20的氣缸體22。如圖1中所示，第一冷卻劑管可以包括氣缸蓋旁的冷卻劑進(jìn)口管21a、氣缸蓋旁的冷卻劑出口管21b、以及形成在氣缸蓋21內(nèi)的冷卻劑通道(未圖示)。類似地，第二冷卻劑管可以包括氣缸體旁的冷卻劑進(jìn)口管22a、氣缸體旁的冷卻劑出口管22b、以及形成在氣缸體22內(nèi)的冷卻劑通道(未圖示)。
如圖1中所示，在依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中，用于把冷卻劑引入氣缸蓋21的氣缸蓋旁的冷卻劑進(jìn)口管21a和用于把冷卻劑引入氣缸體22的氣缸體旁的冷卻劑進(jìn)口管22a分開形成，而用于從氣缸蓋21排出冷卻劑的氣缸蓋旁的冷卻劑出口管21b和用于從氣缸體22排出冷卻劑的氣缸體旁的冷卻劑出口管22b分開形成，這與常規(guī)技術(shù)一樣。
用于均衡供給氣缸蓋21和氣缸體22的冷卻劑的壓力的前置腔室30提供在冷卻劑管31內(nèi)，通過該前置腔室，由冷卻劑泵23抽吸的冷卻劑流經(jīng)在氣缸蓋旁的冷卻劑進(jìn)口管21a和氣缸體旁的冷卻劑進(jìn)口管22a的分支點(diǎn)。也就是說，由冷卻劑泵23抽吸的冷卻劑供給前置腔室30，并且臨時存儲在這里，然后，臨時存儲在前置腔室30內(nèi)的冷卻劑分別通過冷卻劑進(jìn)口管21a和22a供給氣缸蓋21和氣缸體22。
前置腔室30可以定義特定內(nèi)部空間。例如，前置腔室30可以定義橫截面積大于冷卻劑管31的橫截面積的空間，冷卻劑管31連接冷卻劑泵23和前置腔室30。由冷卻劑泵23抽吸的冷卻劑臨時存儲在前置腔室內(nèi)，從而均勻混合，以便均衡冷卻劑的壓力，然后分別通過冷卻劑進(jìn)口管21a和22a供給氣缸蓋21和氣缸體22。因此，供給氣缸蓋21和氣缸體22的冷卻劑壓力由于前置腔室30的存在而變得充分均勻。
氣缸蓋旁的冷卻劑出口管21b和氣缸體旁的冷卻劑出口管22b的下游端分別連接到缸體調(diào)溫器(即第一調(diào)溫器)24的外殼24a，缸體調(diào)溫器24控制分別通過冷卻劑出口管21b和22b從氣缸蓋21和氣缸體22排出冷卻劑的流量。也就是，缸體調(diào)溫器24連接到第一和第二冷卻劑管以便接收從氣缸蓋21和氣缸體22排出的冷卻劑，并且它配置成響應(yīng)從氣缸體22排出的冷卻劑溫度來控制從氣缸體22排出的冷卻劑流量。
用于控制冷卻劑穿過氣缸體旁的冷卻劑出口管22b的流量的閥裝置24b提供在缸體調(diào)溫器24的外殼24a內(nèi)部里，并且不給氣缸蓋旁的冷卻劑出口管21b提供閥裝置。
用于允許冷卻劑流向散熱器25的散熱器方向的冷卻劑管25a和用于允許冷卻劑流向加熱器26的加熱器方向的冷卻劑管26a分別連接到缸體調(diào)溫器24的外殼24a。如圖1中所示，經(jīng)由加熱器26和節(jié)流閥體27二者中的至少一個，加熱器方向的冷卻劑管26a連接到缸體調(diào)溫器24和主調(diào)溫器(即第二調(diào)溫器)28。加熱器方向的冷卻劑管26a配置成允許從缸體調(diào)溫器24排出的冷卻劑的至少一部分穿過加熱器26和節(jié)流閥體27二者中的至少一個。具體地說，從加熱器方向的冷卻劑管26a分支出節(jié)流閥體方向的冷卻劑管27a，用于允許冷卻劑流經(jīng)節(jié)流閥體27以防止節(jié)流閥體27凍結(jié)。如圖1中所示，散熱器25連接到缸體調(diào)溫器24來接收從缸體調(diào)溫器24排出的冷卻劑的至少一部分，并且它配置成輻射冷卻劑熱量。
冷卻劑管配置成這樣，以便通過散熱器方向的冷卻劑管25a已經(jīng)流經(jīng)散熱器25的冷卻劑和通過加熱器方向的冷卻劑管26a已經(jīng)流經(jīng)加熱器26及節(jié)流閥體27的冷卻劑一起在主調(diào)溫器28處匯聚，該主調(diào)溫器28布置在冷卻劑泵23的上游，用于控制冷卻劑經(jīng)過冷卻劑泵23的流量。閥裝置28b提供在主調(diào)溫器28的外殼28a內(nèi)，以控制從散熱器25到主調(diào)溫器28的冷卻劑流量，并且不給加熱器方向的冷卻劑管26a提供閥裝置。也就是說，主調(diào)溫器28連接到散熱器25和冷卻劑泵23，并且它配置成響應(yīng)從散熱器25排出的冷卻劑溫度來控制從散熱器25到冷卻劑泵23的冷卻劑流量。
在下文中，將詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的操作過程及效果。
因?yàn)槔鋮s劑進(jìn)口管21a和22a的上游端連接到前置腔室30，冷卻劑進(jìn)口管21a和22a分別連接到氣缸蓋21和氣缸體22以便分別冷卻發(fā)動機(jī)20，所以在分支進(jìn)入氣缸蓋旁的冷卻劑進(jìn)口管21a和氣缸體旁的冷卻劑進(jìn)口管22a之前，由冷卻劑泵23抽吸的處于非均勻壓力狀態(tài)下的冷卻劑在前置腔室30的內(nèi)部空間內(nèi)進(jìn)行混合，從而使得通過冷卻劑進(jìn)口管21a和22a供給氣缸蓋21和氣缸體22的冷卻劑壓力變得充分均勻。
另外，因?yàn)樵谝罁?jù)本發(fā)明實(shí)施方案的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)內(nèi)提供前置腔室30，所以由于氣缸體旁的冷卻劑進(jìn)口管22a和出口管22b之間的壓差而形成微流量，甚至當(dāng)連接到氣缸體旁的冷卻劑出口管22a的缸體調(diào)溫器24關(guān)閉時也是如此。這使得氣缸體22內(nèi)的熱量梯度穩(wěn)定，從而使得氣缸內(nèi)徑變形和異常摩擦被最小化。具體地說，當(dāng)缸體調(diào)溫器24關(guān)閉時，冷卻劑仍然流經(jīng)氣缸蓋旁的冷卻劑進(jìn)口管21a和出口管21b，以便形成前置腔室30內(nèi)的壓力梯度。因?yàn)槔鋮s劑具有粘性，前置腔室30內(nèi)的這種壓力梯度引起冷卻劑從氣缸體22到前置腔室30的微逆流。冷卻劑從氣缸體22到前置腔室30的這種微逆流可以冷卻氣缸體22，甚至當(dāng)缸體調(diào)溫器24關(guān)閉時也是如此。
而且，從冷卻劑出口管21b和22b排出的一部分冷卻劑流向散熱器25，并且至少一部分冷卻劑也流向加熱器26和節(jié)流閥體27，從而，冷卻劑的熱量可以用于給加熱器26提供熱量、或者用于防止節(jié)流閥體27凍結(jié)。
依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案，用于氣缸蓋和氣缸體的冷卻劑進(jìn)口管從前置腔室進(jìn)行分支，前置腔室提供在氣缸蓋和氣缸體的上游，因此，流入氣缸蓋和氣缸體的冷卻劑壓力變得充分均勻，并且因此，氣缸蓋和氣缸體內(nèi)的熱量梯度是穩(wěn)定的。而且，因?yàn)閺臍飧咨w和氣缸體排出的冷卻劑的至少一部分的熱量用于加熱加熱器和節(jié)流閥體，使得總熱效率得以提高。
雖然已經(jīng)結(jié)合目前認(rèn)為最實(shí)用的示例性實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于公開的實(shí)施方案，而相反，本發(fā)明旨在覆蓋包含在所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。
權(quán)利要求
1.一種用于包括氣缸蓋和氣缸體的發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)，其中用于分別把冷卻劑引入氣缸蓋和氣缸體的冷卻劑進(jìn)口管分開形成，而用于分別從氣缸蓋和氣缸體排出冷卻劑的冷卻劑出口管分開形成，其中，氣缸蓋旁和氣缸體旁的冷卻劑進(jìn)口管的上游端分別連接到具有預(yù)定內(nèi)部空間的前置腔室。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其中氣缸蓋旁的冷卻劑出口管的下游端和氣缸體旁的冷卻劑出口管的下游端分別連接到用于控制冷卻劑的流量的缸體調(diào)溫器，其中用于引導(dǎo)冷卻劑流向散熱器的散熱器方向的冷卻劑管和用于引導(dǎo)冷卻劑流向加熱器的加熱器方向的冷卻劑管分別連接到缸體調(diào)溫器的外殼，并且其中在冷卻劑泵的上游設(shè)有連接到主調(diào)溫器的外殼的冷卻劑管，從而允許冷卻劑流入主調(diào)溫器的外殼。
3.一種用于包括氣缸蓋和氣缸體的發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)，包括冷卻劑泵；前置腔室，所述前置腔室連接到所述冷卻劑泵以便臨時存儲由所述冷卻劑泵排出的冷卻劑；第一冷卻劑管，所述第一冷卻劑管連接到所述前置腔室，用于引導(dǎo)冷卻劑流經(jīng)所述氣缸蓋；第二冷卻劑管，所述第二冷卻劑管連接到所述前置腔室，用于引導(dǎo)冷卻劑流經(jīng)所述氣缸體；第一調(diào)溫器，所述第一調(diào)溫器連接到所述第一和第二冷卻劑管，以便接收從所述氣缸蓋和所述氣缸體排出的冷卻劑，所述第一調(diào)溫器配置成響應(yīng)冷卻劑的溫度來控制從所述氣缸體排出的冷卻劑的流量；散熱器，所述散熱器連接到所述第一調(diào)溫器以接收從所述第一調(diào)溫器排出的冷卻劑的至少一部分，所述散熱器配置成用于輻射冷卻劑的熱量；以及第二調(diào)溫器，所述第二調(diào)溫器連接到所述散熱器和所述冷卻劑泵，所述第二調(diào)溫器配置成響應(yīng)冷卻劑的溫度來控制從所述散熱器到所述冷卻劑泵的冷卻劑的流量。
4.如權(quán)利要求3所述的冷卻系統(tǒng)，還包括加熱器方向的冷卻劑管，所述加熱器方向的冷卻劑管經(jīng)由加熱器和節(jié)流閥體二者中的至少一個連接到所述第一和第二調(diào)溫器，所述加熱器方向的冷卻劑管允許從所述第一調(diào)溫器排出的冷卻劑的至少一部分穿過加熱器和節(jié)流閥體二者中的至少一個。
全文摘要
一種用于包括氣缸蓋和氣缸體的發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)，包括冷卻劑進(jìn)口管和冷卻劑出口管。用于分別把冷卻劑引入氣缸蓋和氣缸體的冷卻劑進(jìn)口管分開形成，而用于分別從氣缸蓋和氣缸體排出冷卻劑的冷卻劑出口管分開形成。氣缸蓋旁和氣缸體旁的冷卻劑進(jìn)口管的上游端分別連接到具有預(yù)定內(nèi)部空間的前置腔室。
文檔編號F01P7/14GK1793622SQ200510056900
公開日2006年6月28日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
發(fā)明者李鳳相 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社