一種發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)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，具體是指一種發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]各國政府對發(fā)動機(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，而節(jié)油措施中最重要的一項技術(shù)就是發(fā)動機(jī)的增壓小型化+混合動力技術(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)動機(jī)匹配系統(tǒng)來完成這一目標(biāo)。因為在不損失動力性的前提下，想把油耗在目前的基礎(chǔ)上下降30%基本是一個不可能完成的任務(wù)。因此提出在發(fā)動機(jī)上面采用混合動力系統(tǒng)+電子增壓，通過弱混及發(fā)動機(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，相對應(yīng)的整車?yán)鋮s系統(tǒng)設(shè)計也趨于復(fù)雜。
[0004]傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)工作時，燃油燃燒產(chǎn)生的熱量除了做功、熱福射、傳導(dǎo)已經(jīng)廢氣帶走外，其余均由冷卻系統(tǒng)來進(jìn)行冷卻。整個冷卻循環(huán)分成兩種狀態(tài):節(jié)溫器關(guān)閉狀態(tài)和節(jié)溫器開啟狀態(tài)，并由此分為大循環(huán)和小循環(huán)。
[0005]發(fā)動機(jī)處在剛啟動工作狀態(tài)，水溫還沒有升上來，此時，節(jié)溫器處于關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)動機(jī)處在小循環(huán)狀態(tài)；隨著水溫逐漸升高，節(jié)溫器里面的臘包受熱膨脹，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)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)的缺點在于，發(fā)動機(jī)大循環(huán)冷卻狀態(tài)下，只有一條主回路。隨著發(fā)動機(jī)節(jié)油技術(shù)的不斷推廣，發(fā)動機(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、電子水栗等，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)動機(jī)缸體、缸蓋截然不同；另外，隨著起停技術(shù)的應(yīng)用，例如里卡多公司等開發(fā)的HyBoost發(fā)動機(jī)有快速起停功能，以降低發(fā)動機(jī)油耗水平，單純依賴開關(guān)式機(jī)械水栗無法滿足發(fā)動機(jī)停機(jī)后的供暖需求，尤其是在溫度較低的地區(qū)，這種缺陷尤為突出。因此，傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)控制回路已經(jīng)不能滿足新技術(shù)的應(yīng)用。
[0007]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)動機(jī)的水溫決定，不利于發(fā)動機(jī)的暖機(jī)以及水溫的快速冷卻。
[0008]與水冷相對地，現(xiàn)有技術(shù)中還存在采用風(fēng)冷的方式對中冷器、BSG、電子增壓器進(jìn)行冷卻的技術(shù)方案，但這種風(fēng)冷方式空間要求高，對整個發(fā)動機(jī)艙的布置有較高要求，布置難度大，熱平衡風(fēng)險大，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；另外，隨著起停技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械水栗無法滿足發(fā)動機(jī)停機(jī)后的供暖需求，尤其是在溫度較低的地區(qū)，這種缺陷尤為突出。
[0009]作為快速啟停發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)停機(jī)后，機(jī)械水栗停止工作，無法滿足發(fā)動機(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)明的目的是通過對現(xiàn)發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)提出改進(jìn)技術(shù)方案，特別是解決混合動力系統(tǒng)+電子增壓發(fā)動機(jī)的冷卻問題，通過本技術(shù)方案，能夠更好的適應(yīng)發(fā)動機(jī)停機(jī)后各零部件的供暖要求，解決不同部件之間冷卻循環(huán)的流向問題，特別適用于例如Hyboost發(fā)動機(jī)。
[0011]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0012]一種發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，包括有高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)和低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)；
[0013]所述高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括有膨脹水箱、高溫散熱器、缸體水套、缸蓋水套、開關(guān)式機(jī)械水栗、電子節(jié)溫器、機(jī)油冷卻器、電控輔助水栗及暖風(fēng)；
[0014]所述低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括有所述膨脹水箱、低溫散熱器、電子水栗、電子增壓器、中冷器、渦輪增壓器及BSG ;
[0015]在所述低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，來自于所述低溫散熱器的冷卻液被所述電子水栗栗出后分為三路，一路流經(jīng)所述中冷器后回到所述低溫散熱器，一路流經(jīng)所述渦輪增壓器后回到所述低溫散熱器，另一路依次流經(jīng)所述BSG、所述電子增壓器后回到所述低溫散熱器；
[0016]所述高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)具有大循環(huán)、小循環(huán)和延遲循環(huán)三種冷卻液流路；
[0017]在所述延遲循環(huán)中，所述開關(guān)式機(jī)械水栗不工作，在所述電控輔助水栗的驅(qū)動下，來自于所述缸蓋水套的冷卻液流經(jīng)所述電控輔助水栗、所述暖風(fēng)后進(jìn)入所述開關(guān)式機(jī)械水栗，然后冷卻液分為三路，第一路流經(jīng)所述機(jī)油冷卻器后回到所述缸蓋水套，第二路流經(jīng)所述缸體水套后回到所述缸蓋水套，第三路流經(jīng)所述電子節(jié)溫器后回到所述缸蓋水套。
[0018]優(yōu)選地，所述延遲循環(huán)中，所述電子節(jié)溫器處于工作狀態(tài)或者不工作狀態(tài)；當(dāng)所述電子節(jié)溫器處于工作狀態(tài)時，第三路冷卻液流經(jīng)所述電子節(jié)溫器的主閥門、所述高溫散熱器后回到所述缸蓋水套；
[0019]當(dāng)所述電子節(jié)溫器處于不工作狀態(tài)時，第三路冷卻液流經(jīng)所述電子節(jié)溫器的副閥門后回到所述缸蓋水套而不經(jīng)過所述高溫散熱器。
[0020]優(yōu)選地，在所述大循環(huán)中，所述電控輔助水栗不工作，所述開關(guān)式機(jī)械水栗通過所述電子節(jié)溫器的主閥門將所述高溫散熱器內(nèi)的冷卻液分別栗入所述機(jī)油冷卻器和所述缸體水套，所述機(jī)油冷卻器內(nèi)的冷卻液回到所述高溫散熱器，所述缸體水套內(nèi)的冷卻液流經(jīng)所述缸蓋水套后分為兩路，其中一路回到所述高溫散熱器，另外一路流經(jīng)所述電控輔助水栗、所述渦輪增壓器、所述暖風(fēng)后回到所述開關(guān)式機(jī)械水栗。
[0021]優(yōu)選地，在所述小循環(huán)中，所述電控輔助水栗不工作，所述缸蓋水套、所述機(jī)油冷卻器內(nèi)的冷卻液經(jīng)所述電子節(jié)溫器的副閥門進(jìn)入所述開關(guān)式機(jī)械水栗，所述暖風(fēng)內(nèi)的冷卻液進(jìn)入所述開關(guān)式機(jī)械水栗，所述開關(guān)式機(jī)械水栗將冷卻液分別栗入所述機(jī)油冷卻器和所述缸體水套，所述缸體水套內(nèi)的冷卻液流經(jīng)所述缸蓋水套后分為兩路，一路與所述機(jī)油冷卻器內(nèi)的冷卻液一起回到所述電子節(jié)溫器，另一路流經(jīng)所述電控輔助水栗、所述渦輪增壓器后進(jìn)入所述暖風(fēng)。
[0022]優(yōu)選地，上述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)還包括補(bǔ)水管路，所述膨脹水箱經(jīng)所述補(bǔ)水管路向所述電子水栗和所述開關(guān)式機(jī)械水栗補(bǔ)充冷卻液。
[0023]優(yōu)選地，上述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)還包括排氣管路，所述低溫散熱器、所述高溫散熱器和所述缸蓋水套經(jīng)所述排氣管路與所述膨脹水箱連通。
[0024]優(yōu)選地，在所述排氣管路上，所述低溫散熱器與所述膨脹水箱之間串聯(lián)有單向閥和節(jié)流閥，且/或所述高溫散熱器和所述缸蓋水套與所述膨脹水箱之間串聯(lián)有單向閥和節(jié)流閥。
[0025]優(yōu)選地，所述低溫散熱器與所述高溫散熱器通過不同的入口連通所述膨脹水箱。
[0026]本發(fā)明的有益效果是:
[0027]在本申請的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中，除大小循環(huán)外還增加了延遲循環(huán)，發(fā)動機(jī)停機(jī)后，開關(guān)式機(jī)械水栗和電子水栗均停止工作，此時電控輔助水栗打開，電控輔助水栗驅(qū)動冷卻液繼續(xù)流經(jīng)暖風(fēng)裝置對駕駛室繼續(xù)供暖，從而更好地滿足供暖需求并節(jié)約能源。本方案能夠有效的完成發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的匹配工作，使整車熱平衡處于一個非常良好的狀態(tài)，管路設(shè)計合理；從整車熱管理的角度，有效地降低了發(fā)動機(jī)的油耗。而在低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，在冷卻液流動方向上，BSG、電子增壓器、中冷器與渦輪增壓器的混聯(lián)方式，能夠滿足各自的冷卻需求，且冷卻液出水溫度不高，使低溫循環(huán)冷卻液溫度均保持在50°C以下，有效保證了發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣效率，有利于發(fā)揮發(fā)動機(jī)動力性，防止爆震。
[0028]進(jìn)一步地，在延遲循環(huán)中，通過控制電子節(jié)溫器的工作和不工作，相當(dāng)于實現(xiàn)了延遲循環(huán)內(nèi)部的大、小循環(huán)，更加適應(yīng)不同工況下不同零部件的冷卻需求。
[0029]進(jìn)一步地，低溫散熱器排氣管路內(nèi)裝有單向閥和節(jié)流閥，防止高溫循環(huán)中壓力較高時，高溫水逆流入低溫循環(huán)，另外節(jié)流閥防止有過多的膨脹水箱中溫度較高的冷卻液參與到低溫循環(huán)中。
[0030]進(jìn)一步地，電子節(jié)溫器與開關(guān)式機(jī)械水栗的配合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)快速暖機(jī)。
[0031]進(jìn)一步地，低溫散熱器和高溫散熱器通過不同的入口連通膨脹水箱，能夠防止高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)的排氣管路壓力過高而影響低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)的排氣。
[0032]進(jìn)一步地，本申請中，發(fā)動機(jī)停機(jī)后，機(jī)械水栗和低溫循環(huán)中電子水栗停止工作，電控輔助電子水栗開始工作，電子節(jié)溫器靠ECU控制電加熱棒加熱蠟包，主閥門打開，副閥門關(guān)閉，缸體缸蓋水套、高溫散熱器、機(jī)油冷卻器內(nèi)溫度較高的冷卻液由電控輔助電子水栗栗出后繼續(xù)對電子增壓器、渦輪