本發(fā)明涉及柴油機冷卻循環(huán)技術(shù)領域，尤其涉及一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

MTU396柴油機的冷卻系統(tǒng)由兩個獨立的系統(tǒng)組成：即淡水循環(huán)系統(tǒng)和海水循環(huán)系統(tǒng)。淡水系統(tǒng)為閉式壓力循環(huán)系統(tǒng)，主要由以下部件組成：裝于柴油機前端上部的膨脹水箱、裝于柴油機右側(cè)前端的淡水泵、與淡水泵同側(cè)布置的兩臺滑油熱交換器、裝于柴油機后端上部的中冷器、裝于膨脹水箱旁的恒溫器以及淡水冷卻器等。海水循環(huán)系統(tǒng)用于冷卻淡水，主要由海水泵和管路等組成。

柴油機運行時靠淡水泵提供冷卻水。柴油機冷卻循環(huán)原理見圖1。淡水泵將淡水壓入滑油熱交換器和機體水套，經(jīng)滑油熱交換器后，一部分送入中冷器，另一部分送入增壓器和排氣管，冷卻水均在恒溫器前匯集，在冷態(tài)時，冷卻水經(jīng)恒溫器旁通閥直接送至淡水泵，當柴油機達到工作溫度時，恒溫器旁通閥關閉，冷卻水流向淡水冷卻器后再回到淡水泵。膨脹水箱安裝在淡水冷卻器上，平衡淡水系統(tǒng)的壓力，適應冷卻水體積變化。海水用來冷卻淡水和中冷器，通過海水泵，吸入海水，經(jīng)淡水冷卻器和中冷器后排出。

該循環(huán)需要通過海水對柴油機進行冷卻，且中冷器回路熱量大，中冷器結(jié)構(gòu)復雜，需通過海水對淡水進行冷卻，再由淡水對柴油機進氣進行冷卻。該循環(huán)無法實現(xiàn)柴油機在移動電站方面的車載應用。

基于上述問題，本發(fā)明提出一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)及方法，針對原冷卻循環(huán)導致柴油機無法車載應用問題，制備出一種高低溫兩路獨立循環(huán)，均由風扇進行冷卻，由恒溫器控制水溫，中冷器按兩級設計，高溫循環(huán)對滑油熱交換器、機體和初級中冷器進行冷卻，低溫循環(huán)只針對次級中冷器進行冷卻，整個冷卻循環(huán)不受海水限制，低溫循環(huán)散熱量小，冷卻器容易設計，有效實現(xiàn)了MTU柴油機的車載應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)及方法，有效解決了MTU396柴油機冷卻循環(huán)對海水的依賴，實現(xiàn)了柴油機在移動電站方面的車載應用。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)，主要包括高溫循環(huán)和低溫循環(huán)兩路，所述高溫循環(huán)主要包括高溫恒溫器、初級中冷器和高溫水泵；所述高溫恒溫器與初級中冷器、高溫水泵形成閉合回路；所述低溫循環(huán)主要包括低溫恒溫器、次級中冷器和低溫水泵，所述低溫恒溫器與次級中冷器、低溫水泵形成閉合回路，所述高溫恒溫器、初級中冷器、高溫水泵、低溫循環(huán)、低溫恒溫器、次級中冷器和低溫水泵都在柴油機機體上集成。

本發(fā)明將MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)分為高溫循環(huán)和低溫循環(huán)兩路，能夠保證柴油機冷卻水鎖定在較好的工作溫度，同時，本發(fā)明MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)沒有用海水冷卻，而是采用冷卻水閉式循環(huán)即可維持柴油機正常工作。

進一步的，所述高溫循環(huán)還包括高溫冷卻器，所述高溫恒溫器通過所述高溫冷卻器與所述高溫水泵相連。

進一步的，所述高溫冷卻器與柴油機機體分開安裝，所述高溫冷卻器通過管路與所述柴油機機體進行連接。

將高溫冷卻器與柴油機機體分開安裝，能夠降低減小柴油機的占用空間，實現(xiàn)柴油機在車載移動電站的應用。

進一步的，所述高溫循環(huán)還包括滑油熱交換器、排氣管和增壓器，所述增壓器與所述排氣管串聯(lián)，所述高溫水泵通過所述滑油熱交換器、增壓器、排氣管與所述高溫恒溫器形成閉合回路。

進一步的，所述初級中冷器與所述增壓器和排氣管的通路并聯(lián)，所述滑油熱交換器的管路分別通過所述初級中冷器和所述增壓器與排氣管的通路與所述高溫恒溫器相連。

進一步的，所述高溫循環(huán)還包括機體水套，所述高溫水泵通過所述機體水套與所述高溫恒溫器相連。

進一步的，所述高溫循環(huán)還包括預熱器，所述高溫冷卻器與所述預熱器相并聯(lián)。

進一步的，所述低溫恒溫器還包括低溫冷卻器，所述低溫恒溫器通過所述低溫冷卻器與所述低溫水泵進行相連。

進一步的，所述低溫冷卻器與柴油機機體分開安裝，所述高溫冷卻器通過管路與所述柴油機機體進行連接。

進一步的，所述低溫冷卻器與所述高溫冷卻器采用上下布置，包括高溫散熱器、低溫散熱器、風機、支架、管路和膨脹水箱，所述風機位于所述支架的下端，所述低溫散熱器位于所述固定風機一側(cè)的支架上方，所述高溫散熱器位于所述低溫散熱器上方，所述膨脹水箱位于遠離所述固定風機一側(cè)的支架上方，所述高溫散熱器、低溫散熱器通過管路與所述膨脹水箱進行連接。

進一步的，所述膨脹水箱的高度高于所述高溫散熱器。

進一步的，所述初級中冷器與所述次級中冷器在一個殼體內(nèi)集成。

一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)的高溫循環(huán)方法，所述高溫循環(huán)對柴油機的機體水套、滑油熱交換器、初級中冷器、增壓器和排氣管進行冷卻，柴油機工作時，高溫水泵將冷卻水壓入滑油熱交換器和機體水套，經(jīng)滑油熱交換器后，冷卻水一部分流進增壓器和排氣管，另一部分流進初級中冷器，高溫冷卻水均在高溫恒溫器前匯集，冷卻水溫度低于等于72℃時，高溫恒溫器與高溫冷卻器通道完全關閉，高溫冷卻水直接流向高溫水泵進行循環(huán)，冷卻水溫度高于72℃時，高溫恒溫器與高溫冷卻器通道逐漸打開，高溫冷卻水流向高溫冷卻器，冷卻后再流向高溫水泵進行循環(huán)；當環(huán)境溫度低，可以通過預熱器對高溫循環(huán)的冷卻水進行預熱，提高柴油機的啟動性能。

一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)的低溫循環(huán)方法，所述低溫循環(huán)對次級中冷器進行冷卻，柴油機工作同時，低溫水泵將冷卻水壓入次級中冷器，再流向低溫恒溫器，冷卻水溫度低于等于39℃時，低溫恒溫器與低溫冷卻器通道完全關閉，冷卻水直接流向低溫水泵形成循環(huán)，冷卻水溫度高于39℃時，低溫恒溫器與低溫冷卻器通道逐漸打開，冷卻水流向低溫冷卻器，冷卻后再流向低溫水泵，形成循環(huán)。

本發(fā)明有益效果如下：

1、本發(fā)明一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)沒有用海水冷卻，而是采用淡水冷卻水閉式循環(huán)，冷卻水由冷卻器進行強制冷卻，冷卻器和柴油機分離，可以獨自在移動底盤上安裝，實現(xiàn)柴油機在車載移動電站上的應用。

2、本發(fā)明一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)將原來的混合循環(huán)冷卻改成高溫、低溫兩個獨立的冷卻循環(huán)，中冷器由淡水單級冷卻改成高溫、低溫淡水兩級冷卻，便于高溫冷卻器和低溫冷卻器設計，尤其是中冷器的冷卻對入口冷卻水溫度限制嚴，要求不能高于55℃，原有冷卻循環(huán)很難控制，且由于散熱量大、溫差小，會導致中冷器的冷卻器體積龐大，而按高溫、低溫兩個獨立循環(huán)和兩級中冷設計后，低溫循環(huán)只有次級中冷器的散熱量，沒有滑油熱交換器、增壓器、排氣管的散熱量，散熱量可以減小40％，降低了系統(tǒng)設計難度，冷卻器體積減小，車載應用更容易實現(xiàn)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中柴油機循環(huán)示意圖；

圖2為本發(fā)明柴油機冷卻循環(huán)示意圖；

圖3為本發(fā)明柴油機高溫循環(huán)示意圖；

圖4為本發(fā)明柴油機低溫循環(huán)示意圖；

圖中：1-恒溫器，2-海水泵，3-預熱器，4-機體水套，5-增壓器，6-排氣管，7-滑油熱交換器，8-中冷器，9-淡水冷卻器，10-淡水泵，11-高溫恒溫器，12-低溫恒溫器，13-次級中冷器，14-初級中冷器，15-低溫水泵，16-高溫水泵，17-高溫冷卻器，18-低溫冷卻器，19-環(huán)境空氣，20-氣缸進氣，21-壓氣機后進氣。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構(gòu)成本申請一部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。

一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)，如圖2所示，包括高溫循環(huán)和低溫循環(huán)，兩路循環(huán)除低溫冷卻器18和高溫冷卻器17外都在柴油機機體上集成，兩路循環(huán)相互獨立，互不影響，其中，高溫循環(huán)主要包括高溫水泵16、機體水套4、高溫恒溫器11、滑油熱交換器7、高溫冷卻器17、初級中冷器14、增壓器5、管路和排氣管6，高溫水泵16位于柴油機本體右前端，并分別與高溫恒溫器11、機體水套4、滑油熱交換器7通過管路相連，同時，高溫恒溫器11通過高溫冷卻器17與高溫水泵16相連并形成回路；高溫恒溫器11位于柴油機本體前部，機體水套4分布在柴油機氣缸周圍，滑油熱交換器7有兩個，串聯(lián)后與初級中冷器14和增壓器5相連，增壓器5通過排氣管6與高溫恒溫器11相連，且初級中冷器14與增壓器5并聯(lián)后與高溫恒溫器11相連；兩個滑油熱交換器裝于柴油機機體右側(cè)，并進行串聯(lián)；高溫冷卻器17相對柴油機機體獨立布置，只通過管路相連，管路根據(jù)空間獨立固定，在高溫冷卻器17處還可以并聯(lián)有預熱器3，該預熱器3能夠在低溫啟動進行預熱。

低溫循環(huán)由低溫水泵15、次級中冷器13、低溫恒溫器12、低溫冷卻器18和管路組成，低溫水泵15分別與低溫恒溫器12、次級中冷器13形成一個循環(huán)回路，同時，低溫恒溫器12還通過低溫冷卻器18與低溫水泵15進行相連；初級中冷器14和次級中冷器13在一個殼體內(nèi)集成，裝于柴油機本體后部，內(nèi)部空氣流道聯(lián)通，初級中冷器14與柴油機增壓器5通過管道連接。初級中冷器14冷卻水流道與滑油熱交換器7、柴油機機體通過管路相連，次級中冷器13冷卻水流道與低溫水泵15、低溫恒溫器12通過管路相連；低溫冷卻器18相對柴油機機體獨立布置，只通過管路相連，管路根據(jù)空間獨立固定。

本發(fā)明的柴油機冷卻循環(huán)中，高溫水泵16、低溫水泵15、初級中冷器14、次級中冷器13、滑油熱交換器7、增壓器5、排氣管6等都在柴油機機體上集成，高溫冷卻器17和低溫冷卻器18獨立布置，與柴油機本體分開安裝，只通過水管與柴油機連接，將柴油機機體、高溫冷卻器17、低溫冷卻器18和發(fā)電機在車廂內(nèi)集成，安裝在機動車底盤上，即可形成移動電站。柴油機冷卻不需要海水，內(nèi)部淡水冷卻水形成自循環(huán)冷卻即可保證柴油機正常工作，因此，本發(fā)明的整體布局容易實現(xiàn)。

在上述高溫循環(huán)和低溫循環(huán)中，無特殊情況下，各部件之間通過管路進行連接。

本發(fā)明一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)是在MTU396柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)的基礎上進行的改進，組成高溫和低溫兩個獨立循環(huán)。高溫循環(huán)中設置獨立的高溫冷卻器17進行冷卻；低溫循環(huán)中也設置獨立的低溫冷卻器18，對次級中冷器13單獨進行冷卻，通過低溫恒溫器12和低溫水泵15控制水溫和循環(huán)，本發(fā)明對原有MTU396柴油機中的中冷器進行了改進，由淡水單級冷卻改成高溫和低溫兩級淡水冷卻，既可實現(xiàn)柴油機在陸地固定廠房內(nèi)的安裝使用，又可實現(xiàn)車載應用。

如圖3所示，本發(fā)明高溫循環(huán)對柴油機的機體水套4、滑油熱交換器7、初級中冷器14、增壓器5和排氣管6進行冷卻，柴油機工作時，高溫水泵16將冷卻水壓入滑油熱交換器7和機體水套4，經(jīng)滑油熱交換器7后，冷卻水一部分流進增壓器5和排氣管6，另一部分流進初級中冷器14，高溫冷卻水均在高溫恒溫器11前匯集，冷卻水溫度低于等于72℃時，高溫恒溫器11與高溫冷卻器17通道完全關閉，高溫冷卻水直接流向高溫水泵16進行循環(huán)，冷卻水溫度高于72℃時，高溫恒溫器11與高溫冷卻器17通道逐漸打開，高溫冷卻水流向高溫冷卻器17，冷卻后再流向高溫水泵16進行循環(huán)；當環(huán)境溫度低，可以通過預熱器3對高溫循環(huán)的冷卻水進行預熱，提高柴油機的啟動性能。而低溫循環(huán)對次級中冷器13進行冷卻，如圖4所示，柴油機工作同時，低溫水泵15將冷卻水壓入次級中冷器13，再流向低溫恒溫器12，冷卻水溫度低于等于39℃時，低溫恒溫器12與低溫冷卻器18通道完全關閉，冷卻水直接流向低溫水泵15形成循環(huán)，冷卻水溫度高于39℃時，低溫恒溫器12與低溫冷卻器18通道逐漸打開，冷卻水流向低溫冷卻器18，冷卻后再流向低溫水泵15，形成循環(huán)。

高溫冷卻器17和低溫冷卻器18獨立布置，主要由高溫散熱器、低溫散熱器、風機、支架、管路和膨脹水箱組成，風機固定于支架的下端，在支架上方、裝有風機一側(cè)固定有低溫散熱器，在低溫散熱器上方固定有高溫散熱器，在支架上方、遠離風機的一側(cè)固定有膨脹水箱，膨脹水箱的高度高于高溫散熱器的高度，高溫散熱器、低溫散熱器與膨脹水箱通過管路進行連接，同時通過管路與柴油機機體相連；工作時風機運轉(zhuǎn)，使冷卻空氣流經(jīng)低溫散熱器和高溫散熱器外表面，與散熱器內(nèi)柴油機的冷卻水換熱后排出，以此來降低柴油機高溫循環(huán)和低溫循環(huán)水的溫度，保證柴油機的正常、可靠工作。當冷卻水受熱膨脹或因蒸發(fā)、泄漏而減少時，可通過膨脹水箱自行補充水量，還可及時排放水汽，維持水泵正常工作。

本發(fā)明冷卻循環(huán)系統(tǒng)中，高溫冷卻器17和低溫冷卻器18還可通過柴油機機體自帶風扇冷卻，風扇安裝在柴油機機體的前端，進一步縮小柴油機和冷卻器整體的布置空間，在工程機械、特種車輛等方面也可應用。

本發(fā)明中高溫冷卻循環(huán)和低溫冷卻循環(huán)分開獨立工作，通過兩路冷卻循環(huán)可以保證柴油機冷卻水在較好的工作溫度，即高溫冷卻水維持在72℃～90℃之間，低溫冷卻水維持在39℃～55℃之間。在低溫啟動時，通過預熱器3進行預熱，初級中冷器14和滑油熱交換器7受到冷卻水的加熱，提高滑油工作溫度，使得柴油機易于啟動，低溫滑油受到適當加熱，有利于形成油膜，減少摩擦損失，縮短暖機時間，提高了柴油機的機械效率；高溫時，有相應的高溫冷卻器17進行冷卻，使得高溫冷卻系統(tǒng)具有良好的冷卻效果。在冷卻器中，風機將空氣與冷卻水在散熱器內(nèi)外表面強制換熱，因低溫循環(huán)中冷卻水溫度不高，可將高溫散熱器和低溫散熱器上下布置，空氣先通過低溫散熱器進行換熱，再流進高溫冷卻器17換熱，節(jié)省空間；也可將高溫散熱器和低溫散熱器分開布置，提高高溫循環(huán)換熱效率。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種MTU柴油機冷卻循環(huán)系統(tǒng)及方法，將冷卻循環(huán)系統(tǒng)分成高溫冷卻循環(huán)和低溫冷卻循環(huán)兩路，既可實現(xiàn)柴油機在陸地固定廠房內(nèi)的安裝使用，又可實現(xiàn)車載應用。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。