一种适用高原的冷却水增压装置

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种适用高原的冷却水增压装置。

背景技术

在发动机运转中，冷却水流经燃烧系统带走热量实现冷却功能。然而，在高原地区，随着海拔升高，大气压力不断降低，缸内进气压缩终点压力降低，滞燃期增加，后燃现象严重，燃料燃烧产生的热量不能及时转化为有用功，造成排气温度增加，热负荷增大；同时随着海拔升高，冷却水沸点不断降低，容易发生开锅现象，进一步增大了柴油机的热负荷，影响了整机的可靠性。因此为了使冷却系统充分地带走燃烧过程产生的热量，目前常采取使用更大功率水泵的方法，提高冷却水的进水压力，从而减小低大气压力的影响。但水泵可以提高进水压力，但无法提高冷却系统整体的水压，冷却系统依然暴露在高原的大气环境中，依然会受到低沸点的影响，依然有增大热负荷的威胁。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种适用高原的冷却水增压装置，解决了柴油机中冷却液在高原环境下因大气压力的下降沸点降低、从而容易发生开锅现象、进而增大整机热负荷的问题，降低了高原环境中整机的热负荷，提高了使用寿命并提供了更大的整机性能提升空间。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用高原的冷却水增压装置，其特征在于，包括低压水箱、增压水箱和整机其它冷却水路。低压水箱通过低压水进水路和低压水回水路与增压水箱相连，整机其它冷却水路通过冷却水进水道和冷却水回水道与增压水箱相连。

进一步地，所述低压水箱内有空腔，可密封，开口与大气相连，可增减冷却水。

进一步地，所述整机其它冷却水路包括水泵、整机水道和散热器等；整机其它冷却水路通过冷却水进水道和冷却水回水道与高压水箱形成密闭空间。

进一步地，所述增压水箱由增压器、高压水箱、泄压器三部分组成。

进一步地，所述高压水箱为带有圆柱形顶面的立方体，内有空腔；其圆柱形顶面中央位置上有一圆柱形凸台，内设放气口，可以密封；高压水箱左右两面的中央位置上设有方形孔，分别为高压水泄流口和高压水进口；其前后两面上设有圆柱形凸台，内设圆孔，分别为冷却水进口和冷却水回流口，冷却水进口与冷却水进水道连接，冷却水回流口与冷却水回水道连接。

进一步地，所述泄压器由泄压器壳和啮合的两个泄压齿轮两部分组成。

进一步地，所述泄压器壳整体呈立方体结构，内有空腔；左侧面中央位置上开有圆孔，为低压水回流孔，与低压水回水路连接；右侧面中央位置上有矩形凸台，内设方孔，为泄压水进口，与高压水泄流口定位连接。

进一步地，所述泄压齿轮安装在泄压器壳内，其轴用轴承固定，轴承固定在泄压器壳上，在泄压器壳外部由电机控制转动；泄压齿轮的大小(包括直径和高度)恰好可以在泄压器壳的内腔中转动；两个泄压齿轮在内腔中啮合，低压水回流孔圆心与泄压水进口形心连线为泄压器壳中心线之一，与两个泄压齿轮的啮合的分度圆相切。从而实现在泄压齿轮静止时，泄压齿轮两侧的冷却水彼此隔绝；唯有在泄压齿轮转动时，泄压水进口的冷却水才能通过齿轮进入低压水回水路中。

进一步地，所述增压器由增压器壳和啮合的两个增压齿轮两部分组成。

进一步地，所述增压器壳整体呈立方体结构，内有空腔；左侧面中央位置上有矩形凸台，内设方孔，为增压水出口，与高压水进口定位连接；右侧面中央位置上有圆孔，为低压水进口，与低压水进水路连接。

进一步地，所述增压齿轮安装在增压器壳内，其轴用轴承固定，轴承固定在增压器壳上，在增压器壳外部由电机控制转动；增压齿轮的大小(包括直径和高度)恰好可以在增压器壳的内腔中转动；两个增压齿轮在内腔中啮合，低压水进口圆心与增压水出口形心连线为增压器壳中心线之一，与两个增压齿轮的啮合的分度圆相切。从而实现在增压齿轮静止时，增压齿轮两侧的冷却水彼此隔绝；唯有在增压齿轮转动时，低压水进水路的冷却水才能通过齿轮进入增压水出口中。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明在低压水箱和整机其它冷却水路之间设置增压水箱，通过用增压水箱将低压水箱与整机其它冷却水路进行隔绝，整机冷却水不会受到高原环境的影响，从而在高压水箱和整机其它冷却水路中保持了较高的冷却水压力，从而实现将冷却水的沸点保持在较高值，这一装置原理简单，具有调节方便、适应性强的特点，解决了柴油机中冷却液在高原环境下因大气压力的下降沸点降低、从而容易发生开锅现象、进而增大整机热负荷的问题，降低了高原环境中整机的热负荷，提高了使用寿命并提供了更大的整机性能提升空间。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置整体结构示意图；

图2为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的增压水箱透视图；

图3为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的增压水箱主剖视图；

图4为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的增压水箱俯剖视图；

图5为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的泄压器壳透视图；

图6为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的泄压器壳俯剖视图；

图7为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的泄压器透视图；

图8为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的泄压器俯剖视图；

图9为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的增压器透视图；

图10为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的增压器俯剖视图；

图11为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的高压水箱透视图；

图12为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的高压水箱主剖视图；

图13为本发明所述的一种适用高原的冷却水增压装置的高压水箱俯剖视图；

附图标记说明：

1-增压水箱；11-高压水箱；111-高压水进口；112-高压水泄流口；113-冷却水进口；114-冷却水回流口；115-放气口；12-泄压器；121-泄压齿轮；122-泄压器壳；1221-泄压水进口；1222-低压水回流孔；13-增压器；131-增压齿轮；132-增压器壳；1321-低压水进口；1322-增压水出口；2-低压水箱；21-低压水进水路；22-低压水回水路；3-整机其它冷却水路；31-冷却水进水道；32-冷却水回水道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明：

如图1所示，一种适用高原的冷却水增压装置，其特征在于，包括低压水箱2、增压水箱1和整机其它冷却水路3。低压水箱2通过低压水进水路21和低压水回水路22与增压水箱1相连，整机其它冷却水路3通过冷却水进水道31和冷却水回水道32与增压水箱1相连。其中，低压水箱2内有空腔，可密封，开口与大气相连，可增减冷却水；整机其它冷却水路3包括水泵、整机水道和散热器等。原有的冷却系统中，可增减冷却水的低压水箱2直接与整机其它冷却水路3连接，这样虽然通过水泵对冷却水加压，但整个冷却系统依然暴露在高原的低气压下，依然有可能受到低沸点的影响，从而加重了整机的热负荷。而本文所述的冷却水增压装置，在低压水箱和整机其它冷却水路之间设置了增压水箱1，通过增压水箱1隔绝了低压水箱与整机其它冷却水路之间的联系，从而使冷却系统不暴露在高原的低气压下，可以使冷却系统在增压后冷却水的高沸点下承担更大的热负荷，从而减轻高原发动机严重的热负荷问题。

如图2、图3和图4所示，增压水箱1由增压器13、高压水箱11、泄压器12三部分组成。其中，增压器13和泄压器12的结构整体相同：泄压器12由泄压器壳122和啮合的两个泄压齿轮121两部分组成；增压器13由增压器壳132和啮合的两个增压齿轮131两部分组成。

如图5、图6、图7和图8所示，所述泄压器壳122整体呈立方体结构，内有空腔；左侧面中央位置上开有圆孔，为低压水回流孔1222，与低压水回水路22连接；右侧面中央位置上有矩形凸台，内设方孔，为泄压水进口1221，与高压水泄流口112定位连接；所述泄压齿轮121安装在泄压器壳122内，其轴用轴承固定，轴承固定在泄压器壳122上，在泄压器壳外部由电机控制转动；泄压齿轮121的大小(包括直径和高度)恰好可以在泄压器壳122的内腔中转动；两个泄压齿轮121在内腔中啮合，低压水回流孔1222圆心与泄压水进口1221形心连线为泄压器壳122中心线之一，与两个泄压齿轮的啮合的分度圆相切。从而实现在泄压齿轮静止时，泄压齿轮两侧的冷却水彼此隔绝；唯有在泄压齿轮转动时，泄压水进口1221的冷却水才能通过齿轮进入低压水回水路22中。

如图9和图10所示，增压器与泄压器的结构特征总体相同，仅呈手性对称。所述增压器壳132整体呈立方体结构，内有空腔；左侧面中央位置上有矩形凸台，内设方孔，为增压水出口1322，与高压水进口定位连接；右侧面中央位置上有圆孔，为低压水进口1321，与低压水进水路连接；所述增压齿轮131安装在增压器壳132内，其轴用轴承固定，轴承固定在增压器壳132上，在增压器壳外部由电机控制转动；增压齿轮131的大小(包括直径和高度)恰好可以在增压器壳132的内腔中转动；两个增压齿轮131在内腔中啮合，低压水进口1321圆心与增压水出口1322形心连线为增压器壳132中心线之一，与两个增压齿轮131的啮合的分度圆相切。从而实现在增压齿轮静止时，增压齿轮两侧的冷却水彼此隔绝；唯有在增压齿轮转动时，低压水进水路的冷却水才能通过齿轮进入增压水出口中。

增压器和泄压器的结构，保证了整机其它冷却水路可以通过冷却水进水道和冷却水回水道与高压水箱形成密闭空间，同时通过调节增压齿轮和泄压齿轮的转动速度，可以调节从低压水箱流入高压水箱和从高压水箱流回低压水箱的水量，从而可以调节高压水箱和整机其它冷却水路中的冷却水整体压力，从而调整冷却水的沸点。

如图11、图12和图13所示，所述高压水箱11为带有圆柱形顶面的立方体，内有空腔；高压水箱左右两面的中央位置上设有方形孔，分别为高压水泄流口112和高压水进口111；其前后两面上设有圆柱形凸台，内设圆孔，分别为冷却水进口113和冷却水回流口114，冷却水进口113与冷却水进水道31连接，冷却水回流口114与冷却水回水道32连接。高压水箱11的圆柱形顶面中央位置上有一圆柱形凸台，内设放气口115，可以密封。将高压水箱11的顶面设计为圆柱形，可以集中从低压水箱2和整机其它冷却水路3进入的空气，并通过放气口115放到大气中，避免空气过多影响冷却系统性能。

本发明的一种适用高原的冷却水增压装置安装方法及功能实现过程如下：

首先，将增压齿轮和泄压齿轮分别安装进增压器壳和泄压器壳后，完成增压器和泄压器的安装；

将泄压器的泄压水进口定位安装进高压水箱的高压水泄流口，将增压器的增压水出口定位安装进高压水箱的高压水进口，完成增压水箱的安装；

最后，用低压水进水路连接低压水箱和增压器的低压水进口，用低压水回水路连接低压水箱和泄压器的低压水回流孔，用冷却水进水道连接高压水箱的冷却水进口和整机其它冷却水路，用冷却水回水道连接高压水箱的冷却水回流口和整机其它冷却水路，至此完成该种适用高原的冷却水增压装置的安装。

增压器和泄压器隔绝了低压水箱和高压水箱之间冷却水的联系，只有当增压齿轮和泄压齿轮转动时，冷却水才能从低压水箱经低压水进水路、低压水进口、增压齿轮、增压水出口和高压水进口进入到高压水箱中，并经过高压水泄流口、泄压水进口、泄压齿轮、低压水回流孔和低压水回水路回流到低压水箱中。通过调节增压齿轮和泄压齿轮的转速，可以调节低压水箱流入高压水箱以及高压水箱流回低压水箱的水量，从而实现高压水箱内水压的蓄积。

通过整机其它冷却水路中水泵的作用，高压水箱中的高压冷却水通过冷却水进口、冷却水进水道进入整机中发挥冷却作用，并通过冷却水回水道、冷却水回流口流回高压水箱中。高压水箱和整机其它冷却水路在增压器和泄压器的隔绝下与大气隔绝，能保持更高的沸点保证冷却效果。若高压水箱内有空气积累，可以通过圆柱形顶面的放气口排出。

至此完成该种适用高原的冷却水增压装置的功能实现过程的描述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。