舷外机发动机冷却系统
技术领域
本发明属于舷外机技术领域，具体地说，本发明涉及一种舷外机发动机冷却系统。
背景技术
舷外机是一种悬挂在舟、艇艉板上，能推动舟、艇航行的可卸式动力装置，亦称船外机、操舟机、挂机。舷外机主要是由发动机和传动、操作、悬挂装置及推进器等组成，具有结构紧凑、重量轻、拆卸方便、操作简单、噪音小等特点，适用于在内河、湖泊及近海使用。有些操纵舟配有多种螺旋桨，供不同舟、艇在空载和满载时使用。发动机多采用二冲程汽油机，少数为柴油机和电动机，功率范围为0.74～221千瓦，重量10～256公斤。
采用柴油发动机的舷外机越加普遍，由于柴油机的技术特性，决定了柴油舷外机不可能广泛应用。即使高压共轨技术大行其道，其压燃式的工作原理也注定了工作时振动及噪声会更大。对于安装在机舱内的舷内机不是问题，但对悬挂在艉板上的舷外机来说是致命的。柴油机通常扭矩较大，传递大扭矩也给齿轮箱带来更大的挑战。柴油舷外机的吸引力来自柴油，一是更安全(比汽油安全)，二是对于安放在以柴油作为燃料的大船上的交通艇来说，无需另配(汽油)燃料箱。
现有的柴油舷外机一般采用液下水泵冷却，将外界河水或海水直接引入到柴油机内，因为河水或海水温度比较低，而柴油机一般最佳工作温度在80-100℃，这样不利于柴油机的燃烧及增加摩擦损失，增加油耗，降低了巡航里程和工作时间，也不利于排放。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种舷外机发动机冷却系统，目的是提高发动机散热效果，维持发动机在最佳的工作温度下进行长时间的工作。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：舷外机发动机冷却系统，包括散热器、与散热器连接且用于将来自第一散热器的第一冷却水泵送至发动机的第一水泵和与散热器连接用于将外界冷却水源提供的第一冷却水泵送至散热器的第二水泵。
所述外界冷却水源包括海洋和/或湖泊。
所述散热器为板式散热器。
所述散热器上集成有压力阀和液位传感器。
所述第二水泵为自吸式离心水泵。
所述第一水泵的进水端通过第一进水管与所述散热器连接，所述发动机的出水端通过第一回水管与散热器连接，发动机的出水端设置有温度传感器。
所述的舷外机发动机冷却系统还包括与所述第二水泵连接且用于对外界冷却水源提供的第二冷却水进行过滤的过滤装置。
所述第二水泵的出水端通过第二进水管与所述散热器连接，第二进水管为橡胶管。
本发明的舷外机发动机冷却系统，布置紧凑，重量轻，可以提高发动机散热效果，维持发动机在最佳的工作温度下进行长时间的工作；而且使用简单，便于维护及保养。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明舷外机发动机冷却系统的结构示意图；
图2是水泵功率与水温的关系图；
图3是输入PWM与电机转速的关系图；
图中标记为：
1、发动机；2、散热器；3、第二水泵；4、液位传感器；5、温度传感器；6、压力阀。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”和“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。
如图1所示，本发明提供了一种舷外机发动机冷却系统，包括散热器、与散热器连接且用于将来自第一散热器的第一冷却水泵送至发动机的第一水泵和与散热器连接用于将外界冷却水源提供的第一冷却水泵送至散热器的第二水泵。
具体地说，发动机冷却系统可以使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，防止发动机过热或过冷，并且在发动机冷起动后使发动机快速升温，尽量缩短暖机时间。理想的发动机工作状态是气缸盖温度较低而气缸体温度相对较高。气缸盖温度较低可提高充气效率，增大进气量。温度低且进气量大可促进完全燃烧，降低CO，HC和NOx的形成，也提高输出功率。较高气缸体温度会减小摩擦损失，直接改善燃油效率，间接地降低缸内峰值压力和温度。
如图1所示，第一水泵的进水端通过第一进水管与散热器连接，发动机的出水端通过第一回水管与散热器连接，第二水泵的出水端通过第二进水管与散热器连接。发动机的出水端设置有温度传感器，通过温度传感器检测发动机出水端的第一冷却水的温度，来进行控制附件冷却系统的水泵工作。发动机为汽油机或柴油机，第一水泵与发动机的曲轴连接，第一水泵是由发动机的曲轴驱动进行运转。散热器具有一个第一出水口、一个第一回水口、一个进水口、和一个第二出水口，第一进水管的一端与散热器的第一出水口连接，第一进水管的另一端与第一水泵的进水端连接，第一水泵的出水端与发动机连接的进水端连接。第一回水管的一端与发动机的出水端连接，第一回水管的另一端与散热器的第一回水口连接，第一回水管将来自发动机的第一冷却水引导至散热器中。第二进水管的一端与第二水泵的出水端连接，第二进水管的另一端与散热器的进水口连接，散热器的第二出水口通过排水管与外界冷却水源连接，排水管将散热器中排出的第二冷却水引导至外界冷却水源。
外界冷却水源包括海洋和/或湖泊。即上述外界冷却水源的第二冷却水可以来自于海洋，也可以来自于湖泊，或者来自于两者的结合，在此不作限定。
作为优选的，散热器为板式散热器，其结构如同本领域技术人员所公知的那样，在此不再赘述。散热器的材料为不锈钢，采用焊接的工艺，尺寸较小，一侧为发动机冷却液测，与发动机连接，一侧为水侧，与外界海水或淡水连接，可以耐海水和淡水腐蚀。进入散热器中的第二冷却水的温度小于散热器中的第一冷却水的温度，进入散热器中的第二冷却水与散热器中的第一冷却水发生热交换，从而可以使第一冷却水的温度降低，降温后的第一冷却水流向发动机，进而达到对发动机进行散热降温的目的。
如图1所示，散热器上集成有压力阀和液位传感器。压力阀用于散热器的泄压和补水，当散热器内压力达到设定值时，压力阀开启进行泄压。液位传感器用于检测散热器内的水位高度，可以检测散热器是否缺水，便于排查发动机的液位，避免出现缺水导致发动机故障。
作为优选的，第二水泵为自吸式离心水泵，且第二水泵由电机驱动进行运转。在发动机工作时，第二水泵可以在需要进行发动机降低温度时，通过温度反馈进行工作，根据温度来调整水泵的工作流量，维持发动机在一定温度下工作。采用自吸式离心水泵，自吸式离心水泵体积小，可以减少占用的空间，有助于降低舷外机整体体积和重量。第二水泵为不锈钢零部件，可以耐海水及淡水腐蚀。而且，散热器和第二水泵固定安装在发动机上，散热器和第二水泵与发动机集成一体，可以使整个舷外机的结构更加紧凑，不增加尺寸。
作为优选的，本发明的舷外机发动机冷却系统还包括与第二水泵连接且用于对外界冷却水源提供的第二冷却水进行过滤的过滤装置。第二水泵的进水端通过第三进水管与过滤装置的出水端连接，过滤装置的进水端通过第四进水管与外界冷却水源连接，通过过滤装置第二冷却水中的杂质，保护水泵和散热器，提高使用寿命。
作为优选的，第一进水管、第二进水管、第三进水管和第四进水管均为橡胶管。
液位传感器、温度传感器和第二水泵与发动机控制单元为电连接，液位传感器将检测到的液位数据传递至发动机控制单元，温度传感器将检测到的温度数据传递至发动机控制单元，第二水泵受到发动机控制单元的控制。液位传感器监测液位高度，如检测到散热器内液位高度低于设定值，则由发动机控制单元发出报警信号，由显示单元进行报警。
如图2所示，当温度传感器检测到发动机出水端的第一冷却水的温度低于设定值，则由发动机控制单元发生信号至第二水泵，控制第二水泵不工作；当温度传感器检测到发动机出水端的第一冷却水的温度超过80℃时，则发动机控制单元控制第二水泵开始工作，第二水泵将第二冷却水泵送至散热器中，此时第二水泵的功率为最大功率的30％；当温度传感器检测到发动机出水端的第一冷却水的温度达到100℃时，则发动机控制单元控制第二水泵以最大功率进行工作；当温度传感器检测到发动机出水端的第一冷却水的温度处于80-100℃范围内时，则发动机控制单元对第二水泵采用线性控制，随着发动机出水端的第一冷却水的温度的上升，则发动机控制单元控制第二水泵的功率线性提高。随着水温上升，线性调整电子水泵转速，线性提高水泵功率。在110℃时进行预计，提醒客户检查发动机，电子水泵按照最大功率进行。
第二水泵的控制程序会根据当前实际转速、PWM(脉冲宽度调制)请求状态、功率限制状态、故障状态等因素的影响算出一个目标转速。
当第二水泵处于正常运转状态下，第二水泵的运行转速与输入PWM信号的占空比相关，输入PWM信号的占空比与第二水泵的目标转速对应关系如图3所示。
由于输入PWM信号有1％的误差，需避免使用临界点。为了避免临界值上控制状态的跳动，设置了1％的回差(例如为了避免30％这个临界值时的跳动，设置输入PWM信号的占空比≤29.5％时，则第二水泵的转速为0；输入PWM信号的占空比≥31.5％时，则第二水泵的转速按照PWM占空比运行)。
第二水泵的运行转速与输入PWM信号的占空比对应关系如下：
输入PWM信号的占空比＝0，则第二水泵的转速n＝MAX；
0％≤输入PWM信号的占空比≤29.5％，则第二水泵的转速n＝0；
30.5％≤输入PWM信号的占空比≤84.5％，则第二水泵的转速n处于MIN～MAX之间；
输入PWM信号的占空比＞85.5％，则第二水泵的转速n＝MAX；
输入PWM信号的占空比＝100％，则第二水泵的转速n＝MAX。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
