集成式發動機出水蓋及冷卻系統控制方法與流程

本發明涉及發動機冷卻系統技術領域，具體涉及一種適用于進水節溫控制以及零流量控制的集成式發動機出水蓋及冷卻系統控制方法。

背景技術：

現有大部分自然吸氣發動機冷卻系統采用出水節溫器布置,并且普遍采用傳統蠟式節溫器。同時，只有大、小循環兩種冷卻回路控制，此種冷卻系統布置方式，無法實時精確控制發動機冷卻系統冷卻回路大小循環的切換，并且無法實現小循環時冷卻回路及對冷卻液流量的控制，不利于發動機冷啟動時的快速暖機，不利于降低油耗及排放；此種冷卻系統布置方式采用的發動機出水蓋結構簡單，大部分結構只布置了一個或兩個出水口，用于連接暖風機和散熱器入口，沒有集成布置暖風機回路、大循環回路以及旁通回路冷卻液返回發動機水套的入口，集成化程度低，無法匹配發動機冷卻系統來實現進水節溫、零流量控制等控制策略。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種集成式的發動機出水蓋結構，此結構布置了發動機冷卻系統大、小循環回路以及雙零流量控制回路，并且集成了電子節溫器以及水溫傳感器的布置空間。

本發明采用以下技術方案實現上述目的。集成式發動機出水蓋，水蓋體分為兩個獨立的腔體, 其中一個腔體集成有缸頭出水連接口、旁通回路零流量閥連接入口和散熱器及暖風機連接入口并相互連通；另一個腔體集成有節溫器安裝孔及散熱器連接出口、水泵連接入口、旁通回路零流量閥連接出口和暖風機回路零流量閥連接出口并相互連通；水蓋體的一面設置有缸頭出水連接口和水泵連接入口；另一面設置有旁通回路零流量閥連接入口、旁通回路零流量閥連接出口和散熱器及暖風機連接入口；水蓋體的一側設置有節溫器安裝孔及散熱器連接出口，節溫器安裝孔及散熱器連接出口的上面設置有暖風機回路零流量閥連接出口，暖風機回路零流量閥連接出口的旁邊設置有水溫傳感器安裝孔。

一種集成式發動機出水蓋冷卻系統控制方法，發動機冷啟動時，ECU控制小循環暖風機回路中的零流量控制閥和旁通回路中的零流量控制閥關閉，同時大循環回路中的電子節溫器也處于關閉狀態，實現發動機水溫迅速上升，快速暖機；如果需要暖風機介入實現整車的除霜除霧功能，則ECU控制開啟零流量控制閥，發動機水套中的冷卻液由發動機缸頭流經水蓋體、暖風機、零流量控制閥，最終再次經過水蓋體返回水泵入口；當發動機暖機結束后，為防止發動機過熱，ECU控制旁通回路中的零流量控制閥開啟，冷卻液由發動機缸頭經過水蓋體上的通道，流經零流量控制閥，再次通過水蓋體的另一通道返回水泵入口，實現旁通回路循環；當發動機冷卻液溫度進一步上升，需要散熱器介入工作時，電子節溫器開啟，冷卻液由發動機缸頭流出，經過水蓋體上的通道，流經散熱器、電子節溫器，再次經過發動機出水蓋通道返回水泵入口，實現冷卻液的大循環。

本發明的優點在于，其結構方面實現高度的集成化，將發動機冷卻系統小循環暖風機回路、旁通回路、大循環回路等冷卻回路的入水口以及出水口全部集中在發動機出水蓋上進行布置，同時還布置了電子節溫器和水溫傳感器的安裝孔，使得整個發動機冷卻系統零部件數量大幅減少、系統布置簡單；功能方面，此種結構的出水蓋能夠使得發動機冷卻系統實現進水節溫以及零流量控制策略，實現冷卻系統大、小循環精確控制以及小循環分流控制，使發動機快速暖機、防止缸體缸頭水套中冷卻液溫度頻繁波動，從而達到節能減排的效果。

附圖說明

圖1是本發明的集成式發動機出水蓋立體結構示意圖；

圖2是圖1的立體結構示意圖；

圖3是本發明的小循環暖風機回路、旁通回路及大循環回路示意圖。

圖中：1.缸頭出水連接口，2.旁通回路零流量閥連接入口，3.旁通回路零流量閥連接出口，4.暖風機回路零流量閥連接出口，5.散熱器及暖風機連接入口，6.節溫器安裝孔及連接散熱器出口，7.水泵連接入口，8.水溫傳感器安裝孔。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。參見圖1至圖3，集成式發動機出水蓋，水蓋體100分為兩個獨立的腔體, 其中一個腔體集成有缸頭出水連接口1、旁通回路零流量閥連接入口2和散熱器及暖風機連接入口5并相互連通；另一個腔體集成有節溫器安裝孔及散熱器連接出口6、水泵連接入口7、旁通回路零流量閥連接出口3和暖風機回路零流量閥連接出口4并相互連通；水蓋體100的一面設置有缸頭出水連接口1和水泵連接入口7；另一面設置有旁通回路零流量閥連接入口2、旁通回路零流量閥連接出口3和散熱器及暖風機連接入口5；水蓋體100的一側設置有節溫器安裝孔及散熱器連接出口6，節溫器安裝孔及散熱器連接出口6的上面設置有暖風機回路零流量閥連接出口4，暖風機回路零流量閥連接出口4的旁邊設置有水溫傳感器安裝孔8。

一種集成式發動機出水蓋冷卻系統控制方法，發動機冷啟動時，ECU控制小循環暖風機回路中的零流量控制閥102和旁通回路中的零流量控制閥104關閉，同時大循環回路中的電子節溫器107也處于關閉狀態，實現發動機水溫迅速上升，快速暖機；如果需要暖風機103介入實現整車的除霜除霧功能，則ECU控制開啟零流量控制閥102，發動機水套中的冷卻液由發動機缸頭101流經水蓋體100、暖風機103、零流量控制閥102，最終再次經過水蓋體100返回水泵入口106；當發動機暖機結束后，為防止發動機過熱，ECU控制旁通回路中的零流量控制閥104開啟，冷卻液由發動機缸頭101經過水蓋體100上的通道，流經零流量控制閥104，再次通過水蓋體100的另一通道返回水泵入口106，實現旁通回路循環；當發動機冷卻液溫度進一步上升，需要散熱器105介入工作時，電子節溫器107開啟，冷卻液由發動機缸頭101流出，經過水蓋體100上的通道，流經散熱器105、電子節溫器107，再次經過發動機出水蓋通道返回水泵入口106，實現冷卻液的大循環。

缸頭出水連接口1所指的端面連接發動機缸頭101的水套出口；旁通回路零流量閥連接入口2出水口連接一個零流量控制閥104然后連接到旁通回路零流量閥連接出口3的進水口，組成小循環旁通回路（圖3）；暖風機回路零流量閥連接出口4連接暖風機回路零流量閥102，用于將流經暖風機103的冷卻液通過零流量控制閥102以及水蓋體100中的通路重新引入水泵入口106，組成小循環暖風機回路（圖3）；散熱器以及暖風機連接入口5為發動機出水口，冷卻液由此流經散熱器105，從節溫器安裝孔以及連接散熱器出口6返回水泵入口106，組成大循環回路（圖3）；水泵連接入口7連接發動機進水管，即為水泵入口106。

實施例：發動機冷啟動或暖機階段，旁通回路（圖3）零流量控制閥104和小循環暖風機回路中的零流量控制閥102關閉，切斷小循環旁通回路以及小循環暖風機回路，同時，電子節溫器107關閉，大循環回路（圖3）關閉，可以使得發動機缸體缸頭水套中的冷卻液溫度迅速升高，實現快速暖機，降低油耗；需要取暖或除霜除霧時，小循環暖風機回路（圖3）中的零流量控制閥102開啟，打開回路；暖機結束后，旁通回路中的零流量控制閥104開啟，使得缸頭缸體水套中的冷卻液開始流動循環；當發動機水溫進一步升高，電子節溫器107打開，冷卻液流經散熱器105后返回水蓋體100進入發動機，實現大循環回路（圖3）。

水蓋體100分為兩個獨立的腔體,其中一個腔體集成布置了發動機冷卻液的兩個出口,分別連接到暖風機103以及散熱器105入口；另一個腔體集成布置了發動機的三個入口,分別連接到暖風機102、散熱器105的出口以及旁通回路的入口，同時集成布置了電子節溫器107安裝孔。

出水蓋100結構方面，設計冷卻系統大、小循環水路通道，在大循環通道中設計電子節溫器的布置空間，將小循環通道分為旁通回路和暖風機回路，用于布置兩個零流量控制閥，不同功能的冷卻回路通道集成在一起并能夠各自獨立實現功能。具體實現方式以及控制方法如下所述：

（1）發動機冷啟動暖機工況時，ECU控制兩個零流量控制閥102、104關閉，將流經水蓋體100的發動機旁通回路以及暖風機旁通回路關閉，保證發動機水套中的冷卻液溫度迅速升高，實現快速暖機，降低油耗；如果需要取暖或者擋風玻璃的除霜除霧，此時ECU控制暖風機旁通回路的零流量控制閥102開啟，使得流經水蓋體100的暖風機回路打開，將發動機水套中的冷卻液流經暖風機103后通過此通道返回發動機水泵入口106；當發動機暖機結束，冷卻液溫度上升到某一溫度時，零流量控制閥104打開發動機旁通回路，使得缸體缸頭水套中的冷卻液經過水蓋體100旁通回路返回水泵入水口106實現循環。

（2）發動機冷卻液溫度進一步上升，需要散熱器105進入工作，此時，ECU控制集成裝配于發動機水蓋體100上的電子節溫器107開啟，將流經散熱器及電子節溫器后返回水泵入口的冷卻回路開啟，實現大循環。