一种冷却循环系统及车辆

技术领域

本发明涉及发动机冷却技术领域，更具体地说，涉及一种冷却循环系统及车辆。

背景技术

随着人们环境保护意识的不断提高，汽车尾气污染问题越来越引起重视。EGR(Exhaust Gas Recycle)即废气再循环技术能够有效减少尾气中的NOx而开始应用于发动机上。

EGR的应用，虽然可以降低尾气中NOx的含量，但是却大大提高了发动机和整车的热负荷。发动机产生的热量先转递给冷却液，然后冷却液通过散热器与整车的风扇进行热交换来保证发动机始终在合适的温度下工作。如果发动机温度过高则会降低发动机零部件的可靠性和耐久性。增加了EGR系统时，通过EGR冷却器交换的热量，最终也需要整车散热器来换热。

目前，常规的冷却系统，发动机产生的热量通过冷却液直接传递给整车散热器，通过增大整车散热器、风扇的散热能力，来降低冷却液的温度。但是散热器、风扇受整车空间的约束，其散热能力有限。若冷却液全部通过散热器与风扇进行换热，会产生以下两方面的问题：一方面发动机增加了EGR冷却器，通过EGR冷却器的冷却液经过散热器，这部分的散热量占整个发动机散热量的10％-20％，受散热器、风扇散热能力的限制，不能达到理想的换热效果，发动机水温高。另一方面，发动机增加了EGR冷却器，通过EGR冷却器的冷却液经过散热器，会增加散热器的液侧流阻，克服流阻需要提高水泵的性能，增加水泵的负担。

综上所述，如何有效地解决发动机增加EGR冷却器后热负荷高造成散热效果较差等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冷却循环系统及车辆，该冷却循环系统的结构设计可以有效地解决发动机增加EGR冷却器后热负荷高造成散热效果较差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种冷却循环系统，包括水泵、缸体水套、缸盖水套、散热器和EGR冷却器；所述水泵的出口与所述缸体水套的进口连通，所述缸体水套的出口分别与所述缸盖水套的进口和所述EGR冷却器的进口连通，所述缸盖水套的出口与所述散热器的进口连通，所述散热器的出口与所述水泵的进口连通，所述EGR冷却器的出口与所述水泵的进口连通。

可选地，上述冷却循环系统中，还包括液力缓速器和阀门，所述缸盖水套的出口通过所述阀门分别与所述散热器的进口和所述液力缓速器的进口的连接，所述液力缓速器的出口与所述散热器的进口连接，所述阀门用于切换所述缸盖水套的出口与所述散热器的进口连通或与所述液力缓速器的进口连通。

可选地，上述冷却循环系统中，所述阀门为三通阀，所述三通阀的第一端与所述缸盖水套的出口的连接，所述三通阀的第二端与液力缓速器的进口连接，所述三通阀的第三端与所述散热器的进口连通，所述三通阀能够将所述第一端切换至与所述第二端连通或所述第三端连通。

可选地，上述冷却循环系统中，所述三通阀为电控三通阀。

可选地，上述冷却循环系统中，还包括控制器，所述控制器与所述电控三通阀电连接，用于控制所述电控三通阀动作。

可选地，上述冷却循环系统中，所述冷却循环系统的机油冷却器的进口与所述水泵的出口连通，所述机油冷却器的出口与所述三通阀的第一端连通。

可选地，上述冷却循环系统中，所述水泵为电控水泵或机械式水泵。

本发明提供的冷却循环系统包括水泵、缸体水套、缸盖水套、散热器和EGR冷却器。其中，水泵的出口与缸体水套的进口连通，缸体水套的出口分别与缸盖水套的进口和EGR冷却器的进口连通，缸盖水套的出口与散热器的进口连通，散热器的出口与水泵的进口连通，EGR冷却器的出口与水泵的进口连通。

应用本发明提供的冷却循环系统，冷却液经水泵流入发动机的缸体水套，对发动机缸体冷却后，缸体水套流出的冷却液分为两路，一路流入缸盖水套，以为发动机缸盖降温，另一路流入EGR冷却器，即EGR冷却器与缸盖水套采用并联的冷却循环，相对独立的冷却循环使得各个零部件的冷却效果好。缸盖水套流出的冷却液进入散热器，经过散热器后流入水泵，而EGR冷却器流出的冷却液，不经过散热器直接流入水泵，即EGR冷却器与散热器采用并联的冷却循环。EGR冷却器的冷却液循环时，不经过散热器，一方面降低了散热器的散热负担，有利于达到理想的换热效果。另一方面，减轻水泵的负担。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种冷却循环系统，该冷却循环系统包括上述任一种车辆。由于上述的车辆具有上述技术效果，具有该车辆的冷却循环系统也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个具体实施例的冷却循环系统的结构示意图；

图2为第一种冷却液循环原理示意图；

图3为第二种冷却液循环原理示意图。

附图中标记如下：

水泵100，缸体水套200，缸盖水套300，散热器400，EGR冷却器500，液力缓速器600，三通阀700，机油冷却器800，三通阀的第一端A，三通阀的第二端B，三通阀的第三端C。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种冷却循环系统及车辆，以提升冷却效果，减轻水泵的工作强度。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的冷却循环系统，可用于设有EGR系统的车辆，该冷却循环系统的机油冷却器、缸体水套(缸盖水套)、EGR冷却器为相对独立的冷却循环，各个零部件的冷却效果好，只有机油冷却器、缸体水套和缸盖水套的热量直接通过散热器散热，对散热器器的散热能力要求不会过高。

请参阅图1，图1为本发明一个具体实施例的冷却循环系统的结构示意图。

在一个实施例中，本发明提供的冷却循环系统包括水泵100、缸体水套200、缸盖水套300、散热器400和EGR冷却器500。其中，EGR冷却器500为将从涡轮增压器取的高温混合气，冷却成低温混合气的部件。水泵100的出口与缸体水套200的进口连通，缸体水套200的出口分别与缸盖水套300的进口和EGR冷却器500的进口连通，也就是缸盖水套300和EGR冷却器500采用并联的方式。缸盖水套300的出口与散热器400的进口连通，散热器400的出口与水泵100的进口连通，EGR冷却器500的出口与水泵100的进口连通。即EGR冷却器500的出口不经过散热器400而直接与水泵100的进口连通，也就是EGR冷却器500与散热器400也采用并联的方式。可以理解的是，散热器400可以为整车散热器400，具体与散热器400的水箱连通。

应用本发明提供的冷却循环系统，冷却液经水泵100流入发动机的缸体水套200，对发动机缸体冷却后，缸体水套200流出的冷却液分为两路，一路流入缸盖水套300，以为发动机缸盖降温，另一路流入EGR冷却器500，即EGR冷却器500与缸盖水套300采用并联的冷却循环，相对独立的冷却循环使得各个零部件的冷却效果好。缸盖水套300流出的冷却液进入散热器400，经过散热器400后流入水泵100，而EGR冷却器500流出的冷却液，不经过散热器400直接流入水泵100，即EGR冷却器500与散热器400采用并联的冷却循环。EGR冷却器500的冷却液循环时，不经过散热器400，一方面降低了散热器400的散热负担，有利于达到理想的换热效果。另一方面，减轻水泵100的负担。

在一个实施例中，冷却循环系统的机油冷却器800的进口与水泵100的出口连通，机油冷却器800的出口与散热器400的进口连通。机油冷却器800与缸体水套200、缸盖水套300采用并联的冷却循环，从水泵100流出的冷却液分成两路：第1路由水泵100流入机油冷却器800；第2路由水泵100流入缸体水套200。该实施例中，EGR冷却器500与机油冷却器800也为并联的冷却方式。相较于传统冷却系统，热量依次由机油冷却器传递给缸体水套、缸盖水套，EGR冷却器，液力缓速器，经过机油冷却器、缸体水套(缸盖水套)的冷却液温度已经升高，再用这部分冷却液来冷却EGR冷却器，冷却效果较差。而本申请中，通过相对独立的冷却循环，使得各个零部件的冷却效果好。

在一个实施例中，该冷却循环系统设有液力缓速器600。液力缓速器600通过内部油的阻尼运动吸收能量，其作为辅助制动在整车上越来越广泛的使用，采用液力缓速器600的目的是为了减缓刹车片持续工作过程中因高温而刹车失效。液力缓速器600通常串联在冷却系统中，无论其工作与否，冷却液都要在液力缓速器600的流道中通过，液力缓速器600对冷却液流量需求较大，其自身的流阻也较高，因而增大了水泵100的性能需求，增加了发动机的燃油耗。本申请中，缸盖水套300的出口通过阀门分别与散热器400的进口和液力缓速器600的进口的连接，液力缓速器600的出口与散热器400的进口连接，阀门用于切换缸盖水套300的出口与散热器400的进口连通或与液力缓速器600的进口连通。也就是在液力缓速器600、缸体水套200及缸盖水套300、散热器400之间设置阀门，可以根据液力缓速器600的需求打开或关闭相应的阀门，以使液力缓速器600接入冷却循环系统或切出。以更好的控制动机和整车的热负荷，并在使用液力缓速器600时做到节能降耗。

具体而言，大循环时阀门有两种工作模式，第一种模式对应液力缓速器600无冷却需求时，冷却液经水泵100流出，依次流经缸体水套200、缸盖水套300、阀门、散热器400流入水泵100，完成一个循环，即该模式下，冷却液不流经液力缓速器600。第二种模式对应液力缓速器600有冷却需求时，冷却液经水泵100流出，依次流经缸体水套200、缸盖水套300、阀门、液力缓速器600、散热器400流入水泵100，完成一个循环，即该模式下冷却液流经液力缓速器600后再进入散热器400。工作过程中，可根据液力缓速器600是否需要冷却，如液力缓速器600是否工作相应控制阀门动作。

该实施例中，液力缓速器600能够接入或冷却循环系统，因而一方面可以减少水泵100的工作强度，在采用电控水泵100时优势更明显。另一方面，拓宽了液力缓速器600的应用场景，提升了辅助制动的效能。

在一个实施例中，阀门为三通阀700，三通阀700的第一端A与缸盖水套300的出口的连接，三通阀700的第二端B与液力缓速器600的进口连接，三通阀700的第三端C与散热器400的进口连通，三通阀700能够将第一端A切换至与第二端B连通或第三端C连通。则第一种模式时，三通阀700的第一端A与第三端C连通，从而将缸盖水套300的出口与散热器400的进口连通，而不与液力缓速器600连通；第二种模式时，三通阀700的第一端A与第二端B连通，从而将缸盖水套300的出口与液力缓速器600的进口连通。三通阀700结构简单，便于模式切换。在其他实施例中，缸盖水套300的出口也可以通过第一截止阀与散热器400的进口连接，且缸盖水套300的出口通过第二截止阀与液力缓速器600的进口连接，则第一种模式下，第一截止阀打开，第二截止阀关闭；第二种模式下，第一截止阀关闭，第二截止阀打开，也能够实现根据液力缓速器600的需求使液力缓速器600接入冷却循环系统或切出冷却循环系统。

在一个实施例中，三通阀700为电控三通阀。电控三通阀即靠控制器，如ECU的电控信号，控制冷却液流通的阀门，其具有三个通道。采用电控三通阀便于通过控制器实现模式切换的自动控制。

进一步地，该冷却液循环系统还包括控制器，控制器与电控三通阀电连接，用于控制电控三通阀动作。控制器具体可以为车辆的整车控制器。在水泵100为电控水泵的情况下，控制器可与电控水泵电连接，以实现相应控制。

在上述设有液力缓速器600的各实施例中，具体的，机油冷却器800的出口可以与阀门连接，该阀门用于切机油冷却器800的出口与散热器400的进口连通或与液力缓速器600的进口连通。以阀门为三通阀700为例，机油冷却器800的出口与三通阀700的第一端A连接，也就是三通阀700的第一端A分别与机油冷却器800的出口和缸盖水套300的出口连接，进一步提升冷却液利用效率。则大循环时三通阀700有以下两种工作模式：

第一种模式对应液力缓速器600无冷却需求时，则冷却液循环原理如图2所示，冷却液经水泵100流出，一部分流经机油冷却器800，另一部分依次流经缸体水套200、缸盖水套300，而后共同进入三通阀700的第一端A，三通阀700的第一端A与第三端C连通，冷却液进入散热器400，再回流至水泵100，完成一个循环。

第二种模式对应液力缓速器600有冷却需求时，则冷却液循环原理如图3所示，冷却液经水泵100流出，一部分依次经机油冷却器800，另一部分依次流经缸体水套200、缸盖水套300，而后共同进入三通阀700的第一端A，三通阀700的第一端A与第二端B连通，冷却液进入液力缓速器600，经液力缓速器600后再流入散热器400，最后回流至水泵100，完成一个循环。

在一个实施例中，水泵100为电控水泵或机械式水泵。采用电控水泵时，根据ECU的指令工作，采用机械式水泵时，由轮系的多楔带传动工作。

在一个实施例中，EGR冷却器500的出口与散热器400的出口可通过水泵进水管与水泵100连通，缸盖水套300具体多个出口的情况下，多个缸盖出口可通过总回水管与三通阀700的第三端C连接，液力缓速器600的进口可通过总回水管进水管与三通阀700的第二端B连接，液力缓速器600的出口可通过总回水管出水管与散热器400连接。

基于上述实施例中提供的车辆，本发明还提供了一种冷却循环系统，该冷却循环系统包括上述实施例中任意一种车辆。由于该冷却循环系统采用了上述实施例中的车辆，所以该冷却循环系统的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。