奇瑞发动机电子水泵总成
2023-08-09 11:20:27来源:哔哩哔哩

背景介绍:

电子水泵是车辆冷却系统中的核心,其作用是对冷却液进行加压,保证其在冷却系统中循环流动,从而保证活塞、缸盖、缸体等高温零件能够得到及时的冷却,以保证发动机的正常工作。 目前为实现发动机的小循环和大循环,一般采用多条外部管路分别连通电子水泵与发动机的气缸、油冷器、废气再循环系统等部件。复杂的外部管路纵横杂乱分布,结构不够紧凑,导致所占用空间较大,并且布置的外部管路数量过多导致总重量大幅度增加。

鉴于此奇瑞发明专利(CN 115853627 A )提供了一种电子水泵总成。其电子水泵采用自带的电机驱动,有利于降低发动机油耗,以及提高整车工况匹配适应性。通过强制水循环对发动机进行冷却,保证发动机在正常温度范围内连续工作。通过在本体上设置流体空腔和内部流体通道减少了外部管路的布置,使得电子水泵总成的整体结构更加紧凑,减少了对空间的占用,降低发动机总重量。


(资料图片仅供参考)

说明:水泵从驱动方式分为机械(开关式)和电子两种类型水泵。机械式一般是由附件轮系驱动,也有一部分发动机根据布置等原因,采用正时轮系驱动、凸轮轴驱动或平衡轴驱动。

技术说明:

为使本专利的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本专利作进一步地详细描述。如图所示,该电子水泵总成包括本体、电子水泵和电子节温器。本体的内部具有流体空腔X,该流体空腔X能通过本体上的进水口和出水口与外界的部件连通。本体上设置有第一进水口,与流体空腔X连通,用于接收来自发动机的第一液体。流体空腔X与电子水泵的内部之间通过第一流体通道连通。

电子水泵本体上还可以设置有第二进水口和第三进水口。第二进水口和第三进水口均与流体空腔X连通,第二进水口用于接收来自油冷器的第二液体B1,第三进水口用于接收来自EGR的第三液体C1。也即来自油冷器的第二液体B1和来自EGR的第三液体C1分别通过第二进水口和第三进水口进入至流体空腔X内。在发动机处于小循环工作模式下,来自发动机的第一液体A1、来自油冷器的第二液体B1和来自EGR的第三液体C1在流体空腔X内汇合形成第一汇合流D1。第一汇合流D1再通过第一流体通道进入至电子水泵的内部(在小循环模式下,第一流体通道与流体空腔为连通状态)。

本体上还可以设置有第四进水口。该第四进水口通过第一流体通道与电子水泵的内部连通,用于接收来自散热器的第四液体E,电子节温器还用于控制第四进水口与通过第一流体通道的连通状态。在发动机的大循环过程中,来自发动机的液体流经外部的散热器进行散热后,再流回至电子水泵内部。在发动机的大循环工作模式下,电子节温器控制第四进水口与第一流体通道连通,由此来自散热器的第四液体E通过第四进水口并经过第一流体通道到达电子水泵的内部。

电子节温器包括主阀门和副阀门。主阀门用于控制第四进水口与第一流体通道的连通状态,在大循环过程中,主阀门用于控制第四进水口与第一流体通道处于连通状态。副阀门用于控制流体空腔X与第一流体通道的连通状态。在小循环过程中,副阀门用于控制流体空腔X与第一流体通道处于连通状态。电子节温器可以设置在第四进水口内,其中主阀门靠近第四进水口的进水端,而副阀门靠近第一进水口的出水端。

电子节温器设置在第一流体通道的进水端处,用于控制流体空腔X与电子水泵的内部之间的连通状态。在小循环时,电子节温器控制流体空腔X与电子水泵的内部为连通状态,由此来自发动机的第一液体A1通过第一进水口进入至流体空腔X,并通过第一流体通道进入至电子水泵的内部,电子水泵再将液体供给至发动机,由此实现发动机的小循环。

本体上还可以设置有第一出水口。第一进水口还可以用于接收来自发动机的第五液体A2,第二进水口还可以用于接收来自油冷器的第六液体B2,第三进水口还用于接收来自EGR的第七液体C2。在发动机的大循环工作模式下,来自发动机的第五液体A2,来自油冷器的第六液体B2和来自EGR的第七液体C2在第一出水口的进水端汇合形成第二汇合流D2。第二汇合流D2再通过第一出水口被供给至散热器,并经过散热器的散热作用形成第四液体E。第四液体E通过第四进水口并经过第一流体通道到达电子水泵的内部。在大循环过程中,来自发动机的第五液体A2通过第一进水口进入流体空腔X内并流至第一出水口处与第六液体B2、第七液体C2汇合。 

电子水泵总成还可以包括第二出水口,该第二出水口与电子水泵的内部连通,用于将电子水泵内的液体供给至油冷器。也即是电子水泵能将液体通过第二出水口供给至油冷器。电子水泵总成第三出水口与电子水泵的内部连通,用于将电子水泵内的液体供给至发动机缸体。

本体上还可以设置有第五进水口,该第五进水口用于接收来自增压器的第八液体和来自空气调节系统的第九液体。第八液体和第九液体通过第二流体通道与电子水泵的内部连通,由此能够实现对电子水泵液体的供给。

基于此,不仅来自发动机的液体能够流经散热器进行散热,来自油冷器和EGR的液体也能流经散热器进行散热,由此增大了流经散热器的液体流量,从而可以提高整体的散热效果。此外通过在本体上设置流体空腔,相应的出水口、进水口以及它们之间的连通状态,实现了三条流体路径的汇合,无需设置多条外部管路即可实现多条流路的交汇,由此使得电子水泵总成的整体结构更为紧凑,减少了对空间的占用。

发动机大小循环工作原理:

发动机的小循环是指在冷却液温度较低时,冷却液从发动机流出后,不流经外部散热装置的散热冷却,而通过电子水泵再流回至发动机的过程。发动机的大循环是指在冷却液温度较高时,冷却水从发动机流出后,流经外部散热装置进行散热冷却,再通过电子水泵流回至发动机的过程。

发动机小循环模式下的液体流动路径为:从电子水泵出来的液体有两条流动路径,这两路液体分别去往发动机缸体和油冷器。去往发动机缸体的液体经过发动机缸体后有三条流动路径,这三路液体分别去往发动机缸体的出水口、EGR和发动机缸盖。然后分别来自发动机缸体的出水口、EGR和油冷器的三路液体汇合后,通过回到电子节温器的副阀门回到电子水泵的内部(在小循环模式下,电子节温器的副阀门处于开启状态,主阀门处于关闭状态)。去往发动机缸盖的液体经过发动机缸盖后有两条流动路径,这两路液体分别去往增压器和空气调节系统,然后分别来自增压器和空气调节系统的两路液体汇合后回到电子水泵的内部。

发动机大循环模式下的冷却液流动路径为:从电子水泵出来的液体有两条流动路径,这两路液体分别去往发动机缸体和油冷器。去往发动机缸体的液体经过发动机缸体后有三条流动路径,这三路液体分别去往发动机缸体的出水口、EGR和发动机缸盖。然后分别来自发动机的缸体出水口,EGR和油冷器的三路液体汇合后流入散热器,从散热器流出的液体通过电子节温器的主阀门回到电子水泵的内部(在大循环模式下,电子节温器的主阀门处于开启状态,副阀门处于关闭状态)。去往发动机缸盖的液体经过发动机缸盖后有两条流动路径,这两路液体分别去往增压器和空气调节系统,然后分别来自增压器和空气调节系统的两路液体汇合后回到电子水泵的内部。 

说明:

废气循环系统(Exhaust Gas Recirculation,简称EGR)是指用于实现将发动机气缸产生的废气的一小部分再送回气缸的系统,其主要任务是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况,从而使燃烧过程始终处于最理想的情况,最终保证排放物中的污染成份最低。

电子节温器(Thermostat)一般是指根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量,改变水的循环范围,以调节冷却系的散热能力,保证发动机在合适的温度范围内工作的器件。

油冷器(Oil Cooler)一般是指对发动机机油进行冷却的器件。

增压器一般是指在空气被供入气缸之前对其进行预先压缩的器件,作用是提高空气密度、增加进气量,从而增大发动机功率。

空气调节系统(Heating Ventilation and Air Conditioning,简称 HVAC)一般由蒸发器、暖气芯、鼓风扇和空气滤清器等构成,通过把在蒸发器中冷却的空气和在暖气芯中加热的空气进行混合调节,往车内送入适宜的风。

散热器(Radiator)又称水箱,是水冷式发动机冷却系统的关键部件。

液体是指在车辆的冷却系统中循环流动的冷却液,一般为去离子水和乙二醇的混合溶液。

总结:

电子水泵总成中来自发动机的液体能通过进水口流至本体的流体空腔内,并通过内部流体通道到达电子水泵的内部,电子水泵再将液体供给至发动机,由此实现发动机的小循环。流体空腔和内部流体通道构成发动机的小循环回路的一部分。通过在本体上设置流体空腔和内部流体通道减少了外部管路的布置,使得电子水泵总成的整体结构更加紧凑,由此减少了对空间的占用,降低发动机总重量。

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