水冷发动机的制作方法

1.本发明属于发动机技术领域，涉及一种水冷发动机。


背景技术：

2.现有的摩托车发动机中，特别是四缸发动机，其冷却管路通常有两种布置方式：
3.第一种为发动机进水口布置在气缸体水冷套前端，即发动机的排气侧，出水口布置在缸头水冷套后端，即发动机的进气侧，出水口通过水管绕至发动机前方的散热器进水口进行连接，该布置方式连接距离长，需要较长的水管进行连接；管路距离远，连接水管尺寸长，阻力增大，冷却效率降低，而且进入散热器的水管要么从发动机头盖上侧经过，要么从发动机缸头水冷套或者缸体水冷套右侧经过，造成发动机外形尺寸加大，结构不紧凑，占用较多的整车空间。第二种为发动机进水口布置在缸体水冷套前端，即发动机的排气侧，冷却水经缸体水冷套内部水套到达缸体水冷套后端出水口，即发动机的进气侧，出水口再通过水管连接到水泵进水口，水泵的出水口通过另一根水管连接缸头水冷套进水口，冷却水通过缸头水冷套和缸体水冷套之间的内置水道再次进入缸体水冷套前侧，通过前侧出水口连接到散热器；该布置方式缸体水冷套到缸头水冷套的冷却水需要同时经过水泵的进水管和出水管两根水，导致水管数量增加。发动机管路外形随之加大，会占用较多的整车空间，同时水路阻力增大，冷却效率也随之降低。
4.为解决以上问题，需要一种水冷发动机，通过改变发动机水路之间的连接方式，减少水路的流通距离和水管数量，降低管道流通阻力，提升散热效率。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种水冷发动机，通过改变发动机水路之间的连接方式，以使得发动机本体与散热器以及油水热交换器之间的流通距离变短，并减少了水管数量，进而降低管道流通阻力，提升散热效率。
6.一种水冷发动机，包括发动机本体和水冷系统，所述水冷系统包括冷却水泵、设置于发动机本体的冷却通道、节温器、散热器和油水热交换器；所述冷却水泵将冷却介质送至发动机本体的冷却通道，冷却通道的出口连通于所述节温器，进入节温器的冷却介质部分进入散热器，另一部分进入油水热交换器，冷却介质由散热器的出水口和油水热交换器的出水口流出并汇合后回流至所述冷却水泵。通过改进了水冷系统个部件的连接方式，使得冷却介质形成两路循环，一路由冷却水泵进入发动机本体，再由发动机本体依次进入节温器和散热器，最后回到冷却水泵；另一路为由冷却水泵进入发动机本体，再由发动机本体依次进入节温器和油水热交换器，最后回到冷却水泵，如此设置使得本发明的发动机的冷却介质的流通距离显著缩短，降低管道流通阻力的同时提高了水冷系统的散热效率。
7.进一步，所述发动机本体包括缸头和缸体，所述发动机本体设置有进水口和出水口，所述进水口设置于所述缸头并位于所述发动机本体的进气侧，所述出水口设置于所述缸体并位于发动机本体的排气侧，所述节温器安装于出水口的位置处，冷却介质由进水口
进入冷却通道并由出水口离开冷却通道进入所述节温器。将出水口设置于排气侧，使得出水口可以近距离与散热器进行联通，大大缩短了水路的流通距离。
8.进一步，所述冷却水泵安装于发动机本体的进气侧并位于发动机本体的下部，冷却水泵具有水泵进水管和水泵出水管，所述水泵出水管与所述进水口相连通，所述水泵进水管与所述散热器以及油水热交换器相连通，散热器和油水热交换器流出的冷却介质汇流后流入所述水泵进水管。将冷却水泵设置于进气侧，有效缩短了冷却水泵至进水口的流通距离。
9.进一步，流入散热器的冷却介质与流入油水热交换器的冷却介质的流量分配比例介于4：1至3：2。即流入散热器的冷却介质占冷却介质总量的3/5至4/5，流入油水热交换器的冷却介质占冷却介质总量的1/5至2/5，只需要一小部分冷却介质进入油水热交换器进行热交换，其余的大部分冷却介质需进入散热器进行散热。
10.进一步，所述冷却通道包括缸头冷却通道和缸体冷却通道，所述缸头冷却通道设置于缸头并与所述进水口相连通，所述缸体冷却通道设置于缸体并与所述出水口相连通，所述缸头冷却通道和缸体冷却通道相连通，冷却介质由进水口流入缸头冷却通道并对发动机本体的缸头进行冷却后，再由缸头冷却通道流入缸体冷却通道以冷却发动机本体的缸体，冷却介质冷却缸体水冷套后由出水口流出至节温器。
11.进一步，所述节温器包括节温器体和节温器盖，所述散热器设置有散热器进水管和散热器出水管，所述散热器进水管与所述节温器盖相连通，所述散热器出水管与所述水泵进水管相连通，由出水口流出的冷却介质流入所述节温器体，流入节温器体的冷却介质部分流入节温器盖后再由节温器盖流入散热器进水管。
12.进一步，所述油水热交换器设置有油水热交换器进水管和油水热交换器出水管，所述油水热交换器进水管与所述节温器体相连接，所述油水热交换器出水管与所述水泵进水管相连通，流入节温器体的另一部分冷却介质直接由节温器体流出至油水热交换器进水管。
13.进一步，所述缸头和缸体的结合面处设置有密封垫，所述密封垫上设置有通水孔，缸头冷却通道中的冷却介质通过所述通水孔进入所述缸体冷却通道。密封垫的设置，提高了发动机本体的密封性；同时，在密封垫上开设通水孔，使得密封垫的设置不会影响到发动机本体内的冷却介质的流动。
14.进一步，所述散热器设置于所述发动机本体的前侧，所述油水热交换器设置于所述发动机本体的前侧并位于所述散热器与所述冷却水泵之间的位置处。需要说明的是，前侧为发动机的排气侧所在一侧，散热器设置于发动机本体的前侧，使得由发动机本体来的冷却介质可以直接进入散热器，缩短管路距离。由于散热器内的冷却介质和油水热交换器内的冷却介质会在汇流后一同回流至冷却水泵，为了使前述两者更早的汇流，同时又考虑到油路的位置，故将油水热交换器设置于散热器与所述冷却水泵之间的位置处。
15.本发明的有益效果：
16.本发明公开了一种水冷发动机，通过改变发动机水路之间的连接方式，以使得发动机本体与散热器以及油水热交换器之间的流通距离变短，进而降低管道流通阻力，提升散热效率；本发明减少了水管数量，提升发动机紧凑性，使发动机外观更加简洁，有效节省发动机的整车占用空间。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图；
18.图2为本发明主视图；
19.图3为本发明冷却介质流向示意图；
20.图4为本发明密封垫结构示意图。
具体实施方式
21.图为本发明的结构示意图；图2为本发明主视图；图3为本发明冷却介质流向示意图；图4为本发明密封垫结构示意图。需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
22.如图所示，一种水冷发动机，包括发动机本体和水冷系统，所述水冷系统包括冷却水泵5、设置于发动机本体的冷却通道、节温器、散热器3和油水热交换器4；所述冷却水泵5将冷却介质送至发动机本体的冷却通道，冷却通道的出口连通于所述节温器，进入节温器的冷却介质部分进入散热器3，另一部分进入油水热交换器4，冷却介质由散热器3的出水口7和油水热交换器4的出水口7流出并汇合后回流至所述冷却水泵5。通过改进了水冷系统各部件的连接方式，使得冷却介质形成如图3所示的两路循环，一路由冷却水泵5进入发动机本体，再由发动机本体依次进入节温器和散热器3，最后回到冷却水泵5；另一路为由冷却水泵5进入发动机本体，再由发动机本体依次进入节温器和油水热交换器4，最后回到冷却水泵5，如此设置使得本发明的发动机的冷却介质的流通距离显著缩短，降低管道流通阻力的同时提高了水冷系统的散热效率。
23.本实施例中，如图2和图3所示，散热器3设置于所述发动机本体的前侧，所述油水热交换器4设置于所述发动机本体的前侧并位于所述散热器3与所述冷却水泵5之间的位置处。需要说明的是，前侧为发动机的排气侧所在一侧，散热器3设置于发动机本体的前侧，使得由发动机本体来的冷却介质可以直接进入散热器3，缩短管路距离。由于散热器3内的冷却介质和油水热交换器4内的冷却介质会在汇流后一同回流至冷却水泵5，为了使前述两者更早的汇流，同时又考虑到油路的位置，故将油水热交换器4设置于散热器3与所述冷却水泵5之间的位置处。
24.本实施例中，所述发动机本体包括缸头1和缸体2，所述发动机本体设置有进水口6和出水口7，所述进水口6设置于所述缸头1并位于所述发动机本体的进气侧，所述出水口7设置于所述缸体2并位于发动机本体的排气侧，所述节温器安装于出水口7的位置处，冷却介质由进水口6进入冷却通道并由出水口7离开冷却通道进入所述节温器。将出水口7设置于排气侧，使得出水口7可以近距离与散热器3进行联通，大大缩短了水路的流通距离。本实施例中，出水口7即为冷却通道的出口，进水口6即为冷却通道的进口，节温器则是直接安装在出水口7的位置处，如此设计使得冷却介质在冷却完发动机本体后可直接进入节温器，无需单独设置管路进行连接。
25.本实施例中，所述冷却水泵5安装于发动机本体的进气侧并位于发动机本体的下部，冷却水泵5具有水泵进水管11和水泵出水管10，所述水泵出水管10与所述进水口6相连
通，所述水泵进水管11与所述散热器3以及油水热交换器4相连通，散热器3和油水热交换器4流出的冷却介质汇流后流入所述水泵进水管11。将冷却水泵5设置于进气侧，有效缩短了冷却水泵5至进水口6的流通距离。
26.本实施例中，进入散热器3的冷却介质与进入油水热交换器4的冷却介质的流量分配比例设定为7：3，该比例下，既可以保证冷却介质整体得到有效冷却，又可以确保油水热交换器的冷却效果最佳。
27.本实施例中，所述冷却通道包括缸头冷却通道和缸体冷却通道，所述缸头冷却通道设置于缸头1并与所述进水口6相连通，所述缸体冷却通道设置于缸体2并与所述出水口7相连通，所述缸头冷却通道和缸体冷却通道相连通，冷却介质由进水口6流入缸头冷却通道并对发动机本体的缸头1进行冷却后，再由缸头冷却通道流入缸体冷却通道以冷却发动机本体的缸体2，冷却介质冷却缸体2水冷套后由出水口7流出至节温器。本实施例的缸头1和缸体2的结合面处设置有如图4所示的密封垫16，密封垫16上设置有通水孔17，缸头冷却通道中的冷却介质通过所述通水孔17进入所述缸体冷却通道。密封垫16的设置，提高了发动机本体的密封性；同时，在密封垫16上开设通水孔17，使得密封垫16的设置不会影响到发动机本体内的冷却介质的流动。
28.本实施例中，节温器包括节温器体8和节温器盖9，散热器3设置有散热器进水管12和散热器出水管13，所述散热器进水管12与所述节温器盖9相连通，所述散热器出水管13与所述水泵进水管11相连通，由出水口7流出的冷却介质流入所述节温器体8，流入节温器体8的冷却介质部分流入节温器盖9后再由节温器盖9流入散热器进水管12；油水热交换器4设置有油水热交换器进水管14和油水热交换器出水管15，所述油水热交换器进水管14与所述节温器体8相连接，所述油水热交换器出水管15与所述水泵进水管11相连通，流入节温器体8的另一部分冷却介质直接由节温器体8流出至油水热交换器进水管14。
29.本发明公开的水冷型发动机，通过改变管路的连接方式，使得冷却介质形成了两路循环，有效减少了水管的数量，以使得发动机本体与散热器以及油水热交换器之间的流通距离变短，进而降低管道流通阻力，提升散热效率；减少水管数量，也就提升发动机紧凑性，使得发动机的外观更加简洁，有效的节省发动机的整车占用空间。
30.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种水冷发动机，其特征在于：包括发动机本体和水冷系统，所述水冷系统包括冷却水泵、设置于发动机本体的冷却通道、节温器、散热器和油水热交换器；所述冷却水泵将冷却介质送至发动机本体的冷却通道，冷却通道的出口连通于所述节温器，进入节温器的冷却介质部分进入散热器，另一部分进入油水热交换器，冷却介质由散热器的出水口和油水热交换器的出水口流出并汇合后回流至所述冷却水泵。2.根据权利要求1所述的水冷发动机，其特征在于：所述发动机本体包括缸头和缸体，所述发动机本体设置有进水口和出水口，所述进水口设置于所述缸头并位于所述发动机本体的进气侧，所述出水口设置于所述缸体并位于发动机本体的排气侧，所述节温器安装于出水口的位置处，冷却介质由进水口进入冷却通道并由出水口离开冷却通道进入所述节温器。3.根据权利要求2所述的水冷发动机，其特征在于：所述冷却水泵安装于发动机本体的进气侧并位于发动机本体的下部，冷却水泵具有水泵进水管和水泵出水管，所述水泵出水管与所述进水口相连通，所述水泵进水管与所述散热器以及油水热交换器相连通，散热器和油水热交换器流出的冷却介质汇流后流入所述水泵进水管。4.根据权利要求1所述的水冷发动机，其特征在于：流入散热器的冷却介质与流入油水热交换器的冷却介质的流量分配比例介于4：1至3：2。5.根据权利要求3所述的水冷发动机，其特征在于：所述冷却通道包括缸头冷却通道和缸体冷却通道，所述缸头冷却通道设置于缸头并与所述进水口相连通，所述缸体冷却通道设置于缸体并与所述出水口相连通，所述缸头冷却通道和缸体冷却通道相连通，冷却介质由进水口流入缸头冷却通道并对发动机本体的缸头进行冷却后，再由缸头冷却通道流入缸体冷却通道以冷却发动机本体的缸体，冷却介质冷却缸体水冷套后由出水口流出至节温器。6.根据权利要求5所述的水冷发动机，其特征在于：所述节温器包括节温器体和节温器盖，所述散热器设置有散热器进水管和散热器出水管，所述散热器进水管与所述节温器盖相连通，所述散热器出水管与所述水泵进水管相连通，由出水口流出的冷却介质流入所述节温器体，流入节温器体的冷却介质部分流入节温器盖后再由节温器盖流入散热器进水管。7.根据权利要求6所述的水冷发动机，其特征在于：所述油水热交换器设置有油水热交换器进水管和油水热交换器出水管，所述油水热交换器进水管与所述节温器体相连接，所述油水热交换器出水管与所述水泵进水管相连通，流入节温器体的另一部分冷却介质直接由节温器体流出至油水热交换器进水管。8.根据权利要求2所述的水冷发动机，其特征在于：所述缸头和缸体的结合面处设置有密封垫，所述密封垫上设置有通水孔，缸头冷却通道中的冷却介质通过所述通水孔进入所述缸体冷却通道。9.根据权利要求1所述的水冷发动机，其特征在于：所述散热器设置于所述发动机本体的前侧，所述油水热交换器设置于所述发动机本体的前侧并位于所述散热器与所述冷却水泵之间的位置处。

技术总结
本发明公开了一种水冷发动机，包括发动机本体和水冷系统，所述水冷系统包括冷却水泵、设置于发动机本体的冷却通道、节温器、散热器和油水热交换器；所述冷却水泵将冷却介质送至发动机本体的冷却通道，冷却通道的出口连通于所述节温器，进入节温器的冷却介质部分进入散热器，另一部分进入油水热交换器，冷却介质由散热器的出水口和油水热交换器的出水口流出并汇合后回流至所述冷却水泵；本发明通过设计发动机水路之间的连接方式，以使得发动机本体与散热器以及油水热交换器之间的流通距离变短，进而降低管道流通阻力，提升散热效率。提升散热效率。提升散热效率。


技术研发人员：费德军 陈艺方 谭礼斌 程仕杰 邹正偉 张斌 彭良周 黄灿 付强 胡义强 刘建宇
受保护的技术使用者：重庆隆鑫机车有限公司 重庆隆鑫发动机有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/6/28