一種采用延遲循環(huán)流路的發(fā)動(dòng)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，具體是指一種采用延遲循環(huán)流路的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。
【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(lái)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(lái)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(guò)弱混及發(fā)動(dòng)機(jī)增壓小型化，以此來(lái)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、傳導(dǎo)已經(jīng)廢氣帶走外，其余均由冷卻系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行冷卻。整個(gè)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(kāi)啟狀態(tài)，并由此分為大循環(huán)和小循環(huán)。
[0005]發(fā)動(dòng)機(jī)處在剛啟動(dòng)工作狀態(tài)，水溫還沒(méi)有升上來(lái)，此時(shí)，節(jié)溫器處于關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)動(dòng)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(kāi)，連通散熱器的回路打開(kāi)，進(jìn)而進(jìn)入大循環(huán)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于，發(fā)動(dòng)機(jī)大循環(huán)冷卻狀態(tài)下，只有一條主回路。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、渦輪增壓器、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(dòng)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(kāi)發(fā)的HyBoost發(fā)動(dòng)機(jī)有快速起停功能，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗水平，單純依賴開(kāi)關(guān)式機(jī)械水栗無(wú)法滿足發(fā)動(dòng)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(kāi)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。
[0008]與水冷相對(duì)地，現(xiàn)有技術(shù)中還存在采用風(fēng)冷的方式對(duì)中冷器、BSG、渦輪增壓器進(jìn)行冷卻的技術(shù)方案，但這種風(fēng)冷方式空間要求高，對(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；另外，隨著起停技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械水栗無(wú)法滿足發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后，機(jī)械水栗停止工作，無(wú)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(guò)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，特別是解決混合動(dòng)力系統(tǒng)+電子增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻問(wèn)題，通過(guò)本技術(shù)方案，能夠更好的適應(yīng)發(fā)動(dòng)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(wèn)題，特別適用于例如Hyboost發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0011]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0012]一種采用延遲循環(huán)流路的發(fā)動(dòng)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)；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(kāi)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、電子增壓器及暖風(fēng)；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、渦輪增壓器、中冷器及BSG ;在所述低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，來(lái)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兩路，其中一路流經(jīng)所述BSG、所述渦輪增壓器后回到所述低溫散熱器，另一路流經(jīng)所述中冷器后回到所述低溫散熱器；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；在所述延遲循環(huán)中，所述開(kāi)關(guān)式機(jī)械水栗不工作，在所述電控輔助水栗的驅(qū)動(dòng)下，來(lái)自于所述缸蓋水套的冷卻液流經(jīng)所述電控輔助水栗、所述電子增壓器、所述暖風(fēng)后進(jìn)入所述開(kāi)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。
[0013]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(shí)，第三路冷卻液流經(jīng)所述電子節(jié)溫器的主閥門(mén)、所述高溫散熱器后回到所述缸蓋水套；
[0014]當(dāng)所述電子節(jié)溫器處于不工作狀態(tài)時(shí)，第三路冷卻液流經(jīng)所述電子節(jié)溫器的副閥門(mén)后回到所述缸蓋水套而不經(jīng)過(guò)所述高溫散熱器。
[0015]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(kāi)關(guān)式機(jī)械水栗通過(guò)所述電子節(jié)溫器的主閥門(mén)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、所述電子增壓器、所述暖風(fēng)后回到所述開(kāi)關(guān)式機(jī)械水栗。
[0016]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(mén)進(jìn)入所述開(kāi)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(kāi)關(guān)式機(jī)械水栗，所述開(kāi)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、所述電子增壓器后進(jìn)入所述暖風(fēng)。
[0017]優(yōu)選地，上述采用延遲循環(huán)流路的發(fā)動(dòng)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(kāi)關(guān)式機(jī)械水栗補(bǔ)充冷卻液。
[0018]優(yōu)選地，上述采用延遲循環(huán)流路的發(fā)動(dòng)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。
[0019]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。
[0020]優(yōu)選地，所述低溫散熱器與所述高溫散熱器通過(guò)不同的入口連通所述膨脹水箱。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
[0022]在本申請(qǐng)的采用延遲循環(huán)流路的發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)停機(jī)后，開(kāi)關(guān)式機(jī)械水栗和電子水栗均停止工作，此時(shí)電控輔助水栗打開(kāi)，電控輔助水栗驅(qū)動(dòng)冷卻液繼續(xù)流動(dòng)對(duì)電子增壓器進(jìn)行冷卻，滿足電子增壓器延遲冷卻的需求，然后冷卻液流經(jīng)暖風(fēng)裝置對(duì)駕駛室繼續(xù)供暖，冷卻液經(jīng)過(guò)電子增壓器后冷卻液溫度提高，即提高了進(jìn)入暖風(fēng)的冷卻液的溫度；電子增壓器與暖風(fēng)裝置支路兩端的壓差增大，流量提高，提高了暖風(fēng)效果。本方案能夠有效的完成發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的匹配工作，使整車熱平衡處于一個(gè)非常良好的狀態(tài)，管路設(shè)計(jì)合理；從整車熱管理的角度，有效地降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。而在低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，在冷卻液流動(dòng)方向上，BSG和渦輪增壓器串聯(lián)在一起后與中冷器并聯(lián)，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(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣效率，有利于發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性，防止爆震。
[0023]進(jìn)一步地，在延遲循環(huán)中，通過(guò)控制電子節(jié)溫器的工作和不工作，相當(dāng)于實(shí)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。
[0024]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(shí)，高溫水逆流入低溫循環(huán)，另外節(jié)流閥防止有過(guò)多的膨脹水箱中溫度較高的冷卻液參與到低溫循環(huán)中。
[0025]進(jìn)一步地，電子節(jié)溫器與開(kāi)關(guān)式機(jī)械水栗的配合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)快速暖機(jī)。
[0026]進(jìn)一步地，低溫散熱器和高溫散熱器通過(guò)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(guò)高而影響低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)的排氣。
[0027]進(jìn)一步地，本申請(qǐng)中，發(fā)動(dòng)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(kāi)始工作，電子節(jié)溫器靠ECU控制電加熱棒加熱蠟包，主閥門(mén)打開(kāi)，副閥門(mén)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(duì)電子