一種包括有雙膨脹水壺的雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)改進結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車冷卻系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是指一種包括有雙膨脹水壺的雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)改進結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]各國政府對發(fā)動機的油耗頒布越來越嚴苛標準，比如規(guī)定在2020年要求汽車主機廠持續(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)動機的增壓小型化+混合動力技術(shù)。
[0003]為了響應當?shù)卣囊?guī)定，必須找到一種更加創(chuàng)新的發(fā)動機匹配系統(tǒng)來完成這一目標。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。因此提出在發(fā)動機上面采用混合動力系統(tǒng)+電子增壓，通過弱混及發(fā)動機增壓小型化，以此來達到降低油耗的要求。由于整套系統(tǒng)匹配極其復雜，相對應的整車冷卻系統(tǒng)設計也趨于復雜。
[0004]傳統(tǒng)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，發(fā)動機工作時，燃油燃燒產(chǎn)生的熱量除了做功，熱福射及傳導經(jīng)廢氣帶走外，其余熱量均需由冷卻系統(tǒng)來進行冷卻。在傳統(tǒng)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中，整個冷卻循環(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)，此時發(fā)動機處于剛啟動工作狀態(tài)，水溫還沒有升上來，此時節(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)動機達到最佳工作狀態(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，進而進入大循環(huán)狀
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[0005]傳統(tǒng)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的大循環(huán)狀態(tài)下，僅有一條主回路，隨著發(fā)動機節(jié)油技術(shù)的不斷推廣，發(fā)動機上集成的零部件數(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)的應用。
[0006]另外，傳統(tǒng)的機械式節(jié)溫器響應緩慢，開啟、關(guān)閉均由發(fā)動機的水溫決定，不利于發(fā)動機的暖機以及水溫的快速冷卻。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)提出，對中冷器、BSG及電子增壓器采用風冷技術(shù)，但是風冷對空間要求高，對整個發(fā)動機艙的布置有較高要求，布置難度大，熱害計算復雜，熱平衡風險大，一般需要反復改進才能達到理想效果，另外整車使用環(huán)境多變，使得風冷系統(tǒng)很難滿足多種使用環(huán)境各工況的需求。
[0008]增壓發(fā)動機爆震目前是國內(nèi)外汽車行業(yè)最棘手的技術(shù)難題，其中一個原因是進氣溫度過高或不穩(wěn)定。目前，水冷中冷方式優(yōu)于風冷中冷方式，但是水冷中冷器的進水(冷卻液)溫度會直接影響發(fā)動機的進氣溫度。發(fā)動機的進氣溫度一般需要控制在60°C以下，否則會引起發(fā)動機爆震或引起ECU對發(fā)送機的限扭(限制扭矩措施)，故中冷器的冷卻循環(huán)一般會單獨安排低溫循環(huán)。而低溫循環(huán)冷卻液溫度必須低于55°C，最好低于50°C，但實際上很多工況下，中冷器的進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)雖然有單獨的散熱器，但共用一個膨脹水壺，導致膨脹水壺內(nèi)的高溫冷卻液進入低溫循環(huán)，影響中冷器的進水溫度，原因在于:(1)中冷器的進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，造成膨脹水壺的補水支路流量極其不穩(wěn)定，故膨脹水壺的補水是中冷器進水溫度高且不穩(wěn)定的主要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是通過對現(xiàn)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)提出改進技術(shù)方案，通過本技術(shù)方案，能夠更好的適應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、機油冷卻器的冷卻問題，并且能夠解決發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時BSG較高的散熱需求及渦輪增壓器停機后延遲冷卻功能。
[0010]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0011]—種包括有雙膨脹水壺的雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)改進結(jié)構(gòu)，包括有高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)和低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)；
[0012]所述高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括有第一膨脹水箱、高溫散熱器、缸體水套、缸蓋水套、第一水栗、電子節(jié)溫器、機油冷卻器及暖風；
[0013]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另IJ與所述缸體水套的入水口及所述機油冷卻器的入水口連接；所述機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；所述缸體水套的出水口連接所述缸蓋水套的入水口；所述缸蓋水套的第一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；所述缸蓋水套的第二出水口連接所述暖風的入水口 ；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；所述暖風的出水口與所述第一水栗的第三入水口連接；
[0014]所述低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括有第二膨脹水箱、低溫散熱器、渦輪增壓器、第二水栗、電子增壓器、中冷器及BSG ;
[0015]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BSG的入水口、所述中冷器的入水口及所述電子增壓器的入水口連接；所述BSG的出水口及所述電子增壓器的出水口均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及所述中冷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；
[0016]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；在所述第二膨脹水箱與所述低溫散熱器之間連接有第二排氣管路；在所述缸蓋水套與所述第一膨脹水箱之間連接有第三排氣管路。
[0017]在所述第一排氣管路上設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置有第二節(jié)流閥；在所述第三排氣管路上設置有第三節(jié)流閥。
[0018]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；
[0019]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；
[0020]所述第一流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述缸體水套、所述缸蓋水套、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；
[0021]所述第二流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述機油冷卻器、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；
[0022]所述第三流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述缸體水套、所述缸蓋水套及所述暖風后通過所述第一水栗的第三入水口返回所述第一水栗；
[0023]所述小循環(huán)冷卻流路包括有第三流路、第四流路和第五流路；
[0024]所述第四流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述缸體水套、所述缸蓋水套、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；
[0025]所述第五流路為冷卻液依次通過所述第一水栗、所述機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。
[0026]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；
[0027]所述第六流路為冷卻液依次通過所述第二水栗、所述BSG、所述渦輪增壓器及所述低溫散熱器后返回所述第二水栗；
[0028]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；
[0029]所述第八流路為冷卻液依次通過所述第二水栗、所述電子增壓器、所述渦輪增壓器及所述低溫散熱器后返回所述第二水栗。
[0030]所述第一水栗為開關(guān)式機械水栗；所述第二水栗為電子水栗。
[0031]所述第一單向閥與所述第一節(jié)流閥串聯(lián)布置；所述第一單向閥設置于所述膨脹水箱與所述第一節(jié)流閥之間。
[0032]本發(fā)明的有益效果是:
[0033]1、本申請從缸蓋水套出來的冷卻液直接進入暖風，缸蓋水套出去的冷卻液溫度完全滿足暖風對冷卻液溫度要求，同時也提高了進入暖風的冷卻液溫度，提高了暖風效果。
[0034]2、在低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，有單獨的低溫散熱器，使低溫循環(huán)冷卻液溫度均保持在50°C以下，低溫散熱器排氣軟管內(nèi)裝有單向閥和節(jié)流閥，防止高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中壓力較高時，高溫水逆流入低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)，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)冷卻系統(tǒng)中。低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中BSG、渦輪增壓器及中冷器之間連接結(jié)構(gòu)的設計，同時增加了中冷器支路的壓力差，有利于發(fā)動機進氣的冷卻，有效保證了發(fā)動機進氣溫度和進氣效率，有利于發(fā)揮發(fā)動機動力性，防止爆震。
[0035]3、本申請在高溫散熱器排氣軟管內(nèi)裝有單向閥和節(jié)流閥，防止第一膨脹水箱或其它流路冷卻液壓力較高時逆流，并防止第一膨脹水箱內(nèi)過多的未經(jīng)散熱器的高溫冷卻液從水栗前流入發(fā)動機內(nèi)的冷卻液循環(huán)，此裝