發動機的冷卻系統及其發動機的製作方法

2023-10-18 05:15:59

專利名稱：發動機的冷卻系統及其發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及冷卻系統領域，特別地，涉及一種發動機的冷卻系統。此外，本發明還涉及具有上述冷卻系統的發動機。
背景技術：
轉子發動機工作時，機體各個部位受熱情況是不同的，在進氣和壓縮區段溫度比較低，成為冷弧區；而在燃燒膨脹和排氣區段的溫度比較高，稱為熱弧區。這兩個區段的懸殊溫差，嚴重影響發動機的使用可靠性和壽命。現在常用水冷型的冷卻方式對發動機的熱弧區冷卻。然而，現有的冷卻水循環方式及水道結構簡單，無法對轉子發動機機體熱弧區進行有效冷卻，且冷卻效率低，發動機的熱弧區和冷弧區的溫差依然很大。

發明內容
本發明目的在於提供一種發動機的冷卻系統，以解決現有技術中冷卻效率低及發動機的熱、冷弧區溫差大的技術問題。此外，本發明還提供了具有上述冷卻系統的發動機。為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種發動機的冷卻系統，包括前缸蓋、缸體及後缸蓋，前缸蓋和後缸蓋分別安裝在缸體的相對的兩個側面；前缸蓋設有彎曲形的通道、出口及一個與冷卻液供應源連接的入口，通道的兩端分別連接入口和出口，且通道的連接出口處的寬度尺寸大於通道的連接入口處的寬度尺寸；缸體設有一個與入口對齊連通的第一流口、一個與出口對齊連通的第二流口及連接第一流口和第二流口的彎曲狀的通槽；後缸蓋設有一個與第一流口對齊貫通的盲孔、一個與第二流口對齊貫通的匯集槽及連接盲孔和匯集槽的彎曲狀的流道，且流道的連接盲孔處的寬度尺寸大於流道的連接匯集槽處的寬度尺寸，發動機內的冷卻液經過匯集槽後回流至冷卻液供應源。進一步地，前缸蓋還設有一個與冷卻液供應源連接的回流孔；缸體還設有一個與回流孔對應貫通的通孔；後缸蓋還設有一個與匯集槽連通的連接孔，連接孔與缸體的通孔連通；發動機的冷卻系統還包括一個安裝在後缸蓋上的溫控閥及一個與冷卻液供應源連通的散熱器；散熱器連接溫控閥；溫控閥控制匯集槽處的冷卻液通過散熱器回流至冷卻液供應源或依次通過連接孔、通孔及回流孔回流至冷卻液供應源。進一步地，溫控閥包括一個可操作地打開或者關閉連接孔的堵頭及一個與散熱器連接的閥口 ；當溫控閥通過感測匯集槽處的冷卻液的溫度後開啟閥口時，匯集槽處的冷卻液依次通過閥口和散熱器回流至冷卻液供應源；當溫控閥通過感測匯集槽處的冷卻液的溫度後關閉閥口時，匯集槽處的冷卻液依次通過連接孔、通孔及回流孔回流至冷卻液供應源； 當溫控閥通過感測匯集槽處的冷卻液的溫度後半關閉閥口時，匯集槽處冷卻液的一部分通過閥口和散熱器回流至冷卻液供應源，匯集槽處冷卻液的另外一部分依次通過連接孔、通孔及回流孔回流至冷卻液供應源。進一步地，前缸蓋的通道包括依次連接的進口段、緩衝段和儲液段，進口段與入口連接，儲液段與出口相連；緩衝段和儲液段的寬度尺寸均大於進口段的尺寸。進一步地，緩衝段的連接進口段處的寬度尺寸小於緩衝段的連接儲液段處的寬度尺寸。進一步地，緩衝段的壁面上凸設多個凸肋。進一步地，後缸蓋的流道包括連接後缸蓋的盲孔的緩存段及連接後缸蓋的匯集槽的出口段；後缸蓋的緩存段處的寬度尺寸大於後缸蓋的出口段處的寬度尺寸。進一步地，冷卻液供應源為冷卻液泵；冷卻液泵通過一個安裝座固定在前缸蓋上。進一步地，安裝座包括分別與冷卻液泵相連通的排液口和通孔；排液口與入口連通；安裝座的通孔和回流孔連通。根據本發明的另一方面，還提供了一種發動機，其包括上述的發動機的冷卻系統。本發明具有以下有益效果本發明利用前缸蓋的通道、缸體的通槽及後缸蓋的流道的合理布置，使得冷卻液在前缸蓋、缸體及後缸蓋內分成兩部分，充分冷卻了前缸蓋、缸體及後缸蓋，提高了冷卻效率。並且，通道、通槽及流道的彎曲弧形設計及尺寸的變化設計， 降低冷卻液的流速，加長了冷卻液在對應的前缸蓋、缸體及後缸蓋內的停留時間，增強了冷卻效果。除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本發明還有其它的目的、特徵和優點。 下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。


構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1是本發明優選實施例的發動機的冷卻系統的結構示意圖，該發動機的冷卻系統包括前缸蓋、缸體、後缸蓋及溫控閥；圖2是圖1中的前缸蓋的剖視示意圖；圖3是圖1中的缸體的剖視示意圖；圖4是圖1中的後缸蓋的剖視示意圖；及圖5和圖6是圖1中的前缸蓋、缸體、後缸蓋及溫控閥固定在一起後的剖視示意圖，其中，圖5和圖6表示兩個不同的狀態。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。請參照圖1，本發明優選實施例的發動機的冷卻系統包括冷卻液泵10、前缸蓋20、 缸體30、後缸蓋40、安裝在後缸蓋40上的溫控閥50及散熱器60。冷卻泵10固定在前缸蓋20上。前缸蓋20和後缸蓋40分別固定在缸體40的兩個相對側面。散熱器60分別連接在溫控閥50和冷卻液泵10之間，以將自發動機裡面出來的被加熱了的冷卻液排放至冷卻液泵10內，從而供給本發明的冷卻系統循環使用。在其它實施方式中，冷卻液泵10也可以是其它的冷卻液供應源。請結合參照圖2，前缸蓋20包括面向缸體30的第一面21及和第一面21相對的第二面23。前缸蓋20上設有入口 25、出口 27、彎曲狀的通道28及回流孔29。入口 25貫穿第一面21和第二面23。出口 27為一個盲孔，且只貫穿第一面21。回流孔29貫穿第一面 21和第二面23，且回流孔29位於出口 27的側邊，並與出口 27隔開而互不連通。通道28設置在前缸蓋20內，且通道28的兩端分別連接入口 25和出口 27，以通過通道28將入口 25 和出口 27連通。通道28包括連接並鄰近入口 25的進口段281、連接進口段281的弧形的緩衝段283及連接緩衝段283的儲液段285。儲液段285與出口 27相連接。緩衝段283和儲液段285的寬度尺寸均大於進口段281的尺寸。緩衝段283的寬度尺寸逐漸增大，即是 緩衝段283的連接進口段281處的寬度尺寸較小；緩衝段283的連接儲液段285處的寬度尺寸較大。緩衝段283的壁面上凸設多個凸肋282。凸肋282用於阻擋冷卻液，以降低冷卻液的流速，從而加長冷卻液在通道28內的停留時間，更好的冷卻前缸蓋20的熱弧區。優選地，儲液段285的寬度尺寸大於緩衝段283的最大處的尺寸。冷卻液泵10安裝在前缸蓋20上。使冷卻液泵10的出液口與前缸蓋20的入口 25 對齊連通，以便於通過冷卻液泵10向前缸蓋20內供入冷卻液；使冷卻液泵10的回流孔與前缸蓋20的回流孔29對齊連通，以便於自發動機裡面出來的被加熱了的冷卻液回流至冷卻液泵10循環利用。優選地，在本實施方式中，冷卻液泵10通過一個安裝座70固定在前缸蓋20上。具體地，冷卻液泵10安裝在一個安裝座70上，且安裝座70固定安裝在前缸蓋 20上。其中，該安裝座70包括有均與冷卻液泵10相連通的排液口 72和通孔74。排液口 72和入口 25對齊連通；通孔74和回流孔29對齊連通。請結合參照圖3，缸體30設有貫穿該缸體30的第一流口 31、第二流口 33及通孔 35。通孔35與前缸蓋20的回流孔29對應連通。缸體30內還設有連接第一流口 31和第二流口 33的通槽37。通槽37呈彎曲狀，以便於減緩冷卻液的速度，更好的冷卻缸體30的熱弧區。缸體30的周圍側壁上還設有一個排洩孔39，且該排洩孔39和通槽37貫通。第一流口 31與前缸蓋20的入口 25對應連通，從而使得前缸蓋20內的冷卻液自第一流口 31流入缸體30。請結合參照圖4，後缸蓋40上設有與第一流口 31對應連通的盲孔41、與盲孔41 貫通的匯集槽43及與匯集槽43連通的連接孔45。匯集槽43與缸體30的第二流口 33對應連通。匯集槽43也是一個盲孔，且匯集槽43和盲孔41均貫穿後缸蓋40的面向缸體30 的側面。後缸蓋40內還設有一個連通盲孔41和匯集槽43的彎曲狀的流道47。流道47連接盲孔41處的寬度尺寸大於流道47的連接匯集槽43處的寬度尺寸。具體地流道47包括連接盲孔41的緩存段471及連接匯集槽43處的出口段473，且緩存段471處的寬度尺寸大於出口段473處的寬度尺寸。緩存段471的寬度尺寸逐漸變小，以降低冷卻液的流速，從而加長冷卻液在流道47內的停留時間，更好的冷卻後缸蓋40的熱弧區。即是緩存段471 的連接盲孔41齒的尺寸大於緩存段471的連接匯集槽43處的尺寸。連接孔45與通孔35 對應連通，且連接孔45貫穿後缸蓋40的背向缸體30的另外一個側面。請結合參照圖5和圖6，溫控閥50安裝在後缸蓋40上。溫控閥50包括一個可用於堵塞通孔35的堵頭51及閥口 53。溫控閥50通過感測連接孔43內的冷卻液的溫度，而打開或者關閉閥口 53。閥口 53處通過一個連接管80連接到散熱器60。使用本發明的發動機冷卻系統對發動機進行冷卻的具體過程如下先關閉發動機的缸體30上的排洩孔39。再使冷卻液通過冷卻液泵10的出液口或安裝座70的排液口 72流入前缸蓋20的入口 25。進入入口 25內的冷卻液一部分通過第一流口 31流入缸體30，另外一部分通過通道28流向出口 27。出口 27處的冷卻液通過第二流口 33也流向缸體30。從第一流口 31處進入缸體30的冷卻液一部分通過盲孔41流入後缸蓋40，另外一部分通過通槽37流向第二流口 33，並和第二流口 33處的冷卻液一起流入後缸蓋40的匯集槽43。從盲孔41流入後缸蓋40內的冷卻液通過流道47流向匯集槽43，並和匯集槽43處的冷卻液匯合。此時，冷卻液經過前缸蓋20、缸體30及後缸蓋40的熱弧區後變成了熱的冷卻液。當溫控閥50感測到熱的冷卻液的溫度低於70°C時，溫控閥50處於關閉狀態，即是堵頭51遠離通孔35，且閥口 53關閉。這時熱的冷卻液依次通過連接孔45、通孔35及回流孔四流入冷卻液泵10，以便於循環利用。當溫控閥50感測到熱的冷卻液的溫度達到75°C時，溫控閥50處於半開啟狀態，一部分熱的冷卻液依次通過連接孔45、通孔35及回流孔四流入冷卻液泵10 ；—部分熱的冷卻液通過閥口 53及連接管80流入散熱器60，該部分熱的冷卻液經過散熱器60散熱冷卻後再流入冷卻液泵10。當溫控閥50感測到熱的冷卻液的溫度達到85°C時，溫控閥50全部打開，即是堵頭51堵住通孔35，且閥口 53打開。這時熱的冷卻液通過閥口 53及連接管80流入散熱器60，通過散熱器60使熱的冷卻液的溫度較快下降到額定溫度，從而調節冷卻液的溫度，使發動機機體溫差最小。本發明的發動機的冷卻系統利用溫控閥50來調節冷卻液的溫度，使得冷卻的可靠性高。利用前缸蓋20的通道觀、缸體30的通槽37及後缸蓋40的流道47的合理布置，使得冷卻液在前缸蓋20、缸體30及後缸蓋40內分成兩部分，充分冷卻了前缸蓋20、缸體30及後缸蓋40，提高了冷卻效率。並且，通道觀、通槽37及流道47的彎曲弧形設計及尺寸的變化設計，降低冷卻液的流速，加長了冷卻液在對應的前缸蓋20、缸體30及後缸蓋40內的停留時間，增強了冷卻效果。當發動機長時間不工作時，打開發動機的缸體30上的排洩孔39，以排放前缸蓋20、缸體30及後缸蓋40內的冷卻液。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種發動機的冷卻系統，包括前缸蓋、缸體及後缸蓋，所述前缸蓋和所述後缸蓋分別安裝在所述缸體的相對的兩個側面，其特徵在於，所述前缸蓋設有彎曲形的通道、出口及一個與冷卻液供應源連接的入口，所述通道的兩端分別連接所述入口和所述出口，且所述通道的連接所述出口處的寬度尺寸大於所述通道的連接所述入口處的寬度尺寸；所述缸體設有一個與所述入口對齊連通的第一流口、一個與所述出口對齊連通的第二流口及連接所述第一流口和所述第二流口的彎曲狀的通槽；所述後缸蓋設有一個與所述第一流口對齊貫通的盲孔、一個與所述第二流口對齊貫通的匯集槽及連接所述盲孔和所述匯集槽的彎曲狀的流道，且所述流道的連接所述盲孔處的寬度尺寸大於所述流道的連接所述匯集槽處的寬度尺寸，所述發動機內的冷卻液經過所述匯集槽後回流至所述冷卻液供應源。
2.根據權利要求1所述的發動機的冷卻系統，其特徵在於，所述前缸蓋還設有一個與所述冷卻液供應源連接的回流孔；所述缸體還設有一個與所述回流孔對應貫通的通孔；所述後缸蓋還設有一個與所述匯集槽連通的連接孔，所述連接孔與所述缸體的通孔連通；所述發動機的冷卻系統還包括一個安裝在所述後缸蓋上的溫控閥及一個與所述冷卻液供應源連通的散熱器；所述散熱器連接所述溫控閥；所述溫控閥控制所述匯集槽處的冷卻液通過所述散熱器回流至所述冷卻液供應源或依次通過所述連接孔、所述通孔及所述回流孔回流至所述冷卻液供應源。
3.根據權利要求2所述的發動機的冷卻系統，其特徵在於，所述溫控閥包括一個可操作地打開或者關閉所述連接孔的堵頭及一個與所述散熱器連接的閥口；當所述溫控閥通過感測所述匯集槽處的冷卻液的溫度後開啟所述閥口時，所述匯集槽處的冷卻液依次通過所述閥口和散熱器回流至所述冷卻液供應源；當所述溫控閥通過感測所述匯集槽處的冷卻液的溫度後關閉所述閥口時，所述匯集槽處的冷卻液依次通過所述連接孔、所述通孔及所述回流孔回流至所述冷卻液供應源；當所述溫控閥通過感測所述匯集槽處的冷卻液的溫度後半關閉所述閥口時，所述匯集槽處冷卻液的一部分通過所述閥口和散熱器回流至所述冷卻液供應源，所述匯集槽處冷卻液的另外一部分依次通過所述連接孔、所述通孔及所述回流孔回流至所述冷卻液供應源。
4.根據權利要求2所述的發動機的冷卻系統，其特徵在於，所述前缸蓋的通道包括依次連接的進口段、緩衝段和儲液段，所述進口段與所述入口連接，所述儲液段與所述出口相連；所述緩衝段和所述儲液段的寬度尺寸均大於所述進口段的尺寸。
5.根據權利要求4所述的發動機的冷卻系統，其特徵在於，所述緩衝段的連接所述進口段處的寬度尺寸小於所述緩衝段的連接所述儲液段處的寬度尺寸。
6.根據權利要求4所述的發動機的冷卻系統，其特徵在於，所述緩衝段的壁面上凸設多個凸肋。
7.根據權利要求4所述的發動機的冷卻系統，其特徵在於，所述後缸蓋的流道包括連接所述後缸蓋的盲孔的緩存段及連接所述後缸蓋的匯集槽的出口段；所述後缸蓋的緩存段處的寬度尺寸大於所述後缸蓋的出口段處的寬度尺寸。
8.根據權利要求1所述的發動機的冷卻系統，其特徵在於，所述冷卻液供應源為冷卻液泵；所述冷卻液泵通過一個安裝座固定在所述前缸蓋上。
9.根據權利要求8所述的發動機的冷卻系統，其特徵在於，所述安裝座包括分別與所述冷卻液泵相連通的排液口和通孔；所述排液口與所述入口連通； 所述安裝座的通孔和所述回流孔連通。
10.一種發動機，其特徵在於包括上述權利要求1-9中任一項所述的發動機的冷卻系
全文摘要
本發明提供了一種發動機的冷卻系統，包括前缸蓋、缸體及後缸蓋，前缸蓋和後缸蓋分別安裝在缸體的兩個側面；前缸蓋設有彎曲形的通道、出口及入口，通道的兩端分別連接入口和出口，且通道的連接出口處的寬度尺寸大於通道的連接入口處的寬度尺寸；缸體設有第一流口、第二流口及彎曲狀的通槽；後缸蓋設有盲孔、匯集槽及彎曲狀的流道，且流道的連接盲孔處的寬度尺寸大於流道的連接匯集槽處的寬度尺寸，發動機內的冷卻液經過匯集槽後回流至冷卻液供應源，充分冷卻了前缸蓋、缸體及後缸蓋，提高了冷卻效率。並且，通道、通槽及流道的彎曲弧形設計及尺寸的變化設計，降低冷卻液的流速，加長了冷卻液在前缸蓋、缸體及後缸蓋內的停留時間，增強了冷卻效果。
文檔編號F01P7/16GK102383962SQ201110340339
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月1日 優先權日2011年11月1日
發明者李桃, 沈秀利, 袁雪松, 謝振蘭, 賀俊 申請人:中國南方航空工業(集團)有限公司