一種包括有雙膨脹水箱的雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)改進(jìn)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是指一種包括有雙膨脹水箱的雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]各國(guó)政府對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗頒布越來越嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)，比如規(guī)定在2020年要求汽車主機(jī)廠持續(xù)降低油耗到5.0L/100km ;節(jié)油已經(jīng)成為世界汽車的發(fā)展趨勢(shì)，而節(jié)油措施中最重要的一項(xiàng)技術(shù)就是發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓小型化+混合動(dòng)力技術(shù)。
[0003]為了響應(yīng)當(dāng)?shù)卣囊?guī)定，必須找到一種更加創(chuàng)新的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配系統(tǒng)來完成這一目標(biāo)。因?yàn)樵诓粨p失動(dòng)力性的前提下，想把油耗在目前的基礎(chǔ)上下降30%基本是一個(gè)不可能完成的任務(wù)。因此提出在發(fā)動(dòng)機(jī)上面采用混合動(dòng)力系統(tǒng)+電子增壓，通過弱混及發(fā)動(dòng)機(jī)增壓小型化，以此來達(dá)到降低油耗的要求。由于整套系統(tǒng)匹配極其復(fù)雜，相對(duì)應(yīng)的整車?yán)鋮s系統(tǒng)設(shè)計(jì)也趨于復(fù)雜。
[0004]傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃油燃燒產(chǎn)生的熱量除了做功，熱福射及傳導(dǎo)經(jīng)廢氣帶走外，其余熱量均需由冷卻系統(tǒng)來進(jìn)行冷卻。在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中，整個(gè)冷卻循環(huán)分為兩種，即節(jié)溫器關(guān)閉狀態(tài)下的小循環(huán)和節(jié)溫器開啟狀態(tài)下的大循環(huán)。節(jié)溫器關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于剛啟動(dòng)工作狀態(tài)，水溫還沒有升上來，此時(shí)節(jié)溫器關(guān)閉，使得冷卻水不通過散熱器，有利于快速提高水溫，使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最佳工作狀態(tài)，隨著水溫逐漸升高，節(jié)溫器內(nèi)的臘包受熱膨脹，節(jié)溫器逐漸打開，連通散熱器的回路打開，進(jìn)而進(jìn)入大循環(huán)狀
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[0005]傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的大循環(huán)狀態(tài)下，僅有一條主回路，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油技術(shù)的不斷推廣，發(fā)動(dòng)機(jī)上集成的零部件數(shù)量逐漸增多，如中冷器、BSG、電子增壓器等，這些新的集成的零部件，同樣需要進(jìn)行冷卻，但是，其所需要的冷卻溫度、流量以及控制邏輯與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋截然不同；因此，傳統(tǒng)的冷卻控制回路已經(jīng)不能滿足新技術(shù)的應(yīng)用。
[0006]另外，傳統(tǒng)的機(jī)械式節(jié)溫器響應(yīng)緩慢，開啟、關(guān)閉均由發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫決定，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)以及水溫的快速冷卻。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)提出，對(duì)中冷器、BSG及電子增壓器采用風(fēng)冷技術(shù)，但是風(fēng)冷對(duì)空間要求高，對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的布置有較高要求，布置難度大，熱害計(jì)算復(fù)雜，熱平衡風(fēng)險(xiǎn)大，一般需要反復(fù)改進(jìn)才能達(dá)到理想效果，另外整車使用環(huán)境多變，使得風(fēng)冷系統(tǒng)很難滿足多種使用環(huán)境各工況的需求。
[0008]增壓發(fā)動(dòng)機(jī)爆震目前是國(guó)內(nèi)外汽車行業(yè)最棘手的技術(shù)難題，其中一個(gè)原因是進(jìn)氣溫度過高或不穩(wěn)定。目前，水冷中冷方式優(yōu)于風(fēng)冷中冷方式，但是水冷中冷器的進(jìn)水(冷卻液)溫度會(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度一般需要控制在60°C以下，否則會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)爆震或引起ECU對(duì)發(fā)送機(jī)的限扭(限制扭矩措施)，故中冷器的冷卻循環(huán)一般會(huì)單獨(dú)安排低溫循環(huán)。而低溫循環(huán)冷卻液溫度必須低于55°C，最好低于50°C，但實(shí)際上很多工況下，中冷器的進(jìn)水溫度均超過上述限值(55或50°C )。其中的原因之一為低溫循環(huán)和高溫循環(huán)雖然有單獨(dú)的散熱器，但共用一個(gè)膨脹水壺，導(dǎo)致膨脹水壺內(nèi)的高溫冷卻液進(jìn)入低溫循環(huán)，影響中冷器的進(jìn)水溫度，原因在于:(1)中冷器的進(jìn)冷卻液來自于中冷散熱器和膨脹水壺，雖然膨脹水壺的流量較小，但是膨脹水壺內(nèi)的冷卻液溫度比中冷散熱器溫度一般高出50°c以上，最高可達(dá)100°C; (2)低溫循環(huán)的水栗為電子水栗，功率變化大、變化速度快，造成膨脹水壺的補(bǔ)水支路流量極其不穩(wěn)定，故膨脹水壺的補(bǔ)水是中冷器進(jìn)水溫度高且不穩(wěn)定的主要原因。
[0009]作為快速啟停發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后，機(jī)械水栗停止工作，無法滿足發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后駕駛室的供暖需求，尤其是在溫度較低的地區(qū)，城市工況下這種缺陷尤為突出，故傳統(tǒng)的冷卻控制回路已經(jīng)不能滿足新技術(shù)的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是通過對(duì)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)提出改進(jìn)技術(shù)方案，通過本技術(shù)方案，能夠更好的適應(yīng)不同部件之間冷卻液循環(huán)的流向問題，解決中冷器、BSG、電子增壓器、渦輪增壓器、機(jī)油冷卻器的冷卻問題，并且能夠解決發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)BSG較高的散熱需求及渦輪增壓器停機(jī)后延遲冷卻功能。
[0011]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0012]—種包括有雙膨脹水箱的雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)、低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)及延遲循環(huán)冷卻系統(tǒng)；
[0013]所述高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括有第一膨脹水箱、第二膨脹水箱、高溫散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套、第一水栗、電子節(jié)溫器、機(jī)油冷卻器及渦輪增壓器；
[0014]所述第一膨脹水箱和所述第二膨脹水箱均與所述第一水栗的第一入水口連接；所述第一水栗的出水口分別與所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套及所述機(jī)油冷卻器的入水口連接；所述機(jī)油冷卻器的出水口分別連接所述高溫散熱器的入水口及所述電子節(jié)溫器的副閥門；所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套的第一出水口連接所述高溫散熱器的入水口及所述電子節(jié)溫器的副閥門；所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套的第二出水口連接所述渦輪增壓器的入水口 ；所述渦輪增壓器的出水口與所述第一水栗的第三入水口連接；所述高溫散熱器的出水口與所述電子節(jié)溫器的主閥門連接；所述電子節(jié)溫器的主閥門及所述電子節(jié)溫器的副閥門均與所述第一水栗的第二入水口連接；
[0015]所述低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括有所述第二膨脹水箱、低溫散熱器、第二水栗、電子增壓器、中冷器及BSG;
[0016]所述第二膨脹水箱與所述第二水栗的入水口連接；所述第二水栗的出水口分別與所述中冷器的入水口、所述電子增壓器的入水口及所述BSG的入水口連接；所述BSG的出水口、所述中冷器的出水口及所述電子增壓器的出水口均與所述低溫散熱器的入水口連接；所述低溫散熱器的出水口與所述第二水栗的入水口連接；
[0017]所述延遲循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括有所述第一膨脹水箱、所述高溫散熱器、所述輔助水栗、所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套、所述第一水栗、所述電子節(jié)溫器、所述機(jī)油冷卻器、所述渦輪增壓器及所述暖風(fēng)；
[0018]所述第一膨脹水箱與所述第一水栗的第一入水口連接；所述第一水栗的出水口分別與所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套及所述機(jī)油冷卻器的入水口連接；所述機(jī)油冷卻器的出水口及所述高溫散熱器的入水口均與所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套的第一出水口連接；所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套的第二出水口連接所述輔助水栗的入水口 ；所述輔助水栗的出水口與所述渦輪增壓器的入水口連接；所述渦輪增壓器的出水口與所述暖風(fēng)的入水口連接；所述暖風(fēng)的出水口與所述第一水栗的第三入水口連接；所述高溫散熱器的出水口與所述電子節(jié)溫器的主閥門連接；所述電子節(jié)溫器的主閥門與所述第一水栗的第二入水口連接；
[0019]在所述第一膨脹水箱與所述高溫散熱器之間連接有第一排氣管路；在所述第一膨脹水箱與所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套之間設(shè)置有第二排氣管路；在所述第二膨脹水箱與所述低溫散熱器之間連接有第二排氣管路。
[0020]所述高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)還包括有輔助水栗或暖風(fēng)中的一個(gè)或兩個(gè)；所述輔助水栗設(shè)置于所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套第二出水口與所述渦輪增壓器之間；所述暖風(fēng)設(shè)置于所述渦輪增壓器的出水口與所述第一水栗的第三入水口之間。
[0021]所述高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括有大循環(huán)冷卻流路和小循環(huán)冷卻流路；
[0022]所述大循環(huán)冷卻流路包括有第一流路、第二流路及第三流路；
[0023]所述第一流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套、所述高溫散熱器、所述電子節(jié)溫器主閥門后通過所述第一水栗的第二入水口返回到所述第一水栗；
[0024]所述第二流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述機(jī)油冷卻器、所述高溫散熱器、所述電子節(jié)溫器主閥門后通過所述第一水栗的第二入水口返回到所述第一水栗；
[0025]所述第三流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套的第二出水口、所述渦輪增壓器后通過所述第一水栗的第三入水口返回所述第一水栗；
[0026]所述小循環(huán)冷卻流路包括有第四流路和第五流路；
[0027]所述第四流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套的第一出水口、所述電子節(jié)溫器的副閥門后通過所述第一水栗的第二入水口返回所述第一水栗；
[0028]所述第五流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述機(jī)油冷卻器及所述電子節(jié)溫器的副閥門后通過所述第一水栗的第二入水口返回所述第一水栗。
[0029]所述第三流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套的第二出水口、所述輔助水栗、所述渦輪增壓器及所述暖風(fēng)后通過所述第一水栗的第三入水口返回所述第一水栗。
[0030]在所述第一排氣管路上設(shè)置有第一單向閥和第一節(jié)流閥；在所述第二排氣管路上設(shè)置有第二節(jié)流閥；在所述第三排氣管路上設(shè)置有第三節(jié)流閥。
[0031]所述低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括有第六流路、第七流路及第八流路；
[0032]所述第六流路為冷卻液依次通過所述第二水栗、所述BSG及所述低溫散熱器后返回所述第二水栗；
[0033]所述第七流路為冷卻液依次通過所述第二水栗、所述中冷器及所述低溫散熱器后返回所述第二水栗；
[0034]所述第八流路為冷卻液