一種多循環發動機冷卻系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于汽車冷卻系統領域，具體是指一種多循環發動機冷卻系統。
【背景技術】
[0002]各國政府對發動機的油耗頒布越來越嚴苛標準，比如規定在2020年要求汽車主機廠持續降低油耗到5.0L/100km ;節油已經成為世界汽車的發展趨勢，而節油措施中最重要的一項技術就是發動機的增壓小型化+混合動力技術。
[0003]為了響應當地政府的規定，必須找到一種更加創新的發動機匹配系統來完成這一目標。因為在不損失動力性的前提下，想把油耗在目前的基礎上下降30%基本是一個不可能完成的任務。因此提出在發動機上面采用混合動力系統+電子增壓，通過弱混及發動機增壓小型化，以此來達到降低油耗的要求。由于整套系統匹配極其復雜，相對應的整車冷卻系統設計也趨于復雜。
[0004]傳統發動機冷卻系統，發動機工作時，燃油燃燒產生的熱量除了做功、熱福射、傳導已經廢氣帶走外，其余均由冷卻系統來進行冷卻。整個冷卻循環分成兩種狀態:節溫器關閉狀態和節溫器開啟狀態，并由此分為大循環和小循環。
[0005]發動機處在剛啟動工作狀態，水溫還沒有升上來，此時，節溫器處于關閉狀態，發動機處在小循環狀態；隨著水溫逐漸升高，節溫器里面的臘包受熱膨脹，節溫器逐漸打開，連通散熱器的回路打開，進而進入大循環。
[0006]現有技術的缺點在于，發動機大循環冷卻狀態下，只有一條主回路。隨著發動機節油技術的不斷推廣，發動機上集成的零部件數量逐漸增多，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，同樣需要進行冷卻，但是，其所需要的冷卻溫度、流量以及控制邏輯與發動機缸體、缸蓋截然不同；另外，隨著起停技術的應用，例如里卡多公司等開發的HyBoost發動機有快速起停功能，以降低發動機油耗水平，單純依賴開關式機械水栗無法滿足發動機停機后的供暖需求，尤其是在溫度較低的地區，這種缺陷尤為突出。因此，傳統的冷卻系統控制回路已經不能滿足新技術的應用。
[0007]另外，傳統的機械式節溫器響應緩慢，開啟、關閉均由發動機的水溫決定，不利于發動機的暖機以及水溫的快速冷卻。
[0008]與水冷相對地，現有技術中還存在采用風冷的方式對中冷器、BSG、渦輪增壓器進行冷卻的技術方案，但這種風冷方式空間要求高，對整個發動機艙的布置有較高要求，布置難度大，熱平衡風險大，一般需要反復改進才能達到理想效果。另外整車使用環境多變，使得風冷系統很難滿足多種使用環境各工況的需求；另外，隨著起停技術的應用，機械水栗無法滿足發動機停機后的供暖需求，尤其是在溫度較低的地區，這種缺陷尤為突出。
[0009]作為快速啟停發動機，發動機停機后，機械水栗停止工作，無法滿足發動機停機后駕駛室的供暖需求，尤其是在溫度較低的地區，城市工況下這種缺陷尤為突出，故傳統的冷卻控制回路已經不能滿足新技術的應用。
【發明內容】
[0010]本發明的目的是通過對現發動機冷卻系統提出改進技術方案，特別是解決混合動力系統+電子增壓發動機的冷卻問題，通過本技術方案，能夠更好的適應發動機停機后各零部件的供暖要求，解決不同部件之間冷卻循環的流向問題，特別適用于例如Hyboost發動機。
[0011]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0012]一種多循環發動機冷卻系統，包括有高溫循環冷卻系統和低溫循環冷卻系統；
[0013]所述高溫循環冷卻系統包括有膨脹水箱、高溫散熱器、缸體水套、缸蓋水套、開關式機械水栗、電子節溫器、機油冷卻器、電控輔助水栗及暖風；
[0014]所述低溫循環冷卻系統，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、電子增壓器及BSG;
[0015]所述高溫循環冷卻系統具有大循環、小循環和延遲循環三種冷卻液流路；
[0016]在所述延遲循環中，所述開關式機械水栗不工作，在所述電控輔助水栗的驅動下，來自于所述缸蓋水套的冷卻液流經所述電控輔助水栗、所述暖風后進入所述開關式機械水栗，然后冷卻液分為三路，第一路流經所述機油冷卻器后回到所述缸蓋水套，第二路流經所述缸體水套后回到所述缸蓋水套，第三路流經所述電子節溫器后回到所述缸蓋水套。
[0017]優選地，所述延遲循環中，所述電子節溫器處于工作狀態或者不工作狀態；當所述電子節溫器處于工作狀態時，第三路冷卻液流經所述電子節溫器的主閥門、所述高溫散熱器后回到所述缸蓋水套；
[0018]當所述電子節溫器處于不工作狀態時，第三路冷卻液流經所述電子節溫器的副閥門后回到所述缸蓋水套而不經過所述高溫散熱器。
[0019]優選地，在所述大循環中，所述電控輔助水栗不工作，所述開關式機械水栗通過所述電子節溫器的主閥門將所述高溫散熱器內的冷卻液分別栗入所述機油冷卻器和所述缸體水套，所述機油冷卻器內的冷卻液回到所述高溫散熱器，所述缸體水套內的冷卻液流經所述缸蓋水套后分為兩路，其中一路回到所述高溫散熱器，另外一路流經所述電控輔助水栗、所述電子增壓器、所述暖風后回到所述開關式機械水栗。
[0020]優選地，在所述小循環中，所述電控輔助水栗不工作，所述缸蓋水套、所述機油冷卻器內的冷卻液經所述電子節溫器的副閥門進入所述開關式機械水栗，所述暖風內的冷卻液進入所述開關式機械水栗，所述開關式機械水栗將冷卻液分別栗入所述機油冷卻器和所述缸體水套，所述缸體水套內的冷卻液流經所述缸蓋水套后分為兩路，一路與所述機油冷卻器內的冷卻液一起回到所述電子節溫器，另一路流經所述電控輔助水栗、所述電子增壓器后進入所述暖風。
[0021]優選地，上述多循環發動機冷卻系統還包括補水管路，所述膨脹水箱經所述補水管路向所述電子水栗和所述開關式機械水栗補充冷卻液。
[0022]優選地，上述多循環發動機冷卻系統還包括排氣管路，所述低溫散熱器、所述高溫散熱器和所述缸蓋水套經所述排氣管路與所述膨脹水箱連通。
[0023]優選地，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有單向閥和節流閥，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有單向閥和節流閥。
[0024]優選地，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。
[0025]優選地，在所述低溫循環冷卻系統中，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兩路，其中一路依次流經所述BSG、所述電子增壓器、所述渦輪增壓器后回到所述低溫散熱器，另一路流經所述中冷器后回到所述低溫散熱器。
[0026]本發明的有益效果是:
[0027]在本申請的多循環發動機冷卻系統中，除大小循環外還增加了延遲循環，發動機停機后，開關式機械水栗和電子水栗均停止工作，此時電控輔助水栗打開，電控輔助水栗驅動冷卻液繼續流經暖風裝置對駕駛室繼續供暖，從而更好地滿足供暖需求并節約能源。本方案能夠有效的完成發動機冷卻系統的匹配工作，使整車熱平衡處于一個非常良好的狀態，管路設計合理；從整車熱管理的角度，有效地降低了發動機的油耗。
[0028]進一步地，在延遲循環中，通過控制電子節溫器的工作和不工作，相當于實現了延遲循環內部的大、小循環，更加適應不同工況下不同零部件的冷卻需求。
[0029]進一步地，低溫散熱器排氣管路內裝有單向閥和節流閥，防止高溫循環中壓力較高時，高溫水逆流入低溫循環，另外節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中。
[0030]進一步地，電子節溫器與開關式機械水栗的配合使用，能夠實現快速暖機。
[0031]進一步地，低溫散熱器和高溫散熱器通過不同的入口連通膨脹水箱，能夠防止高溫循環冷卻系統的排氣管路壓力過高而影響低溫循環冷卻系統的排氣。
[0032]進一步地，在低溫循環冷卻系統中，在冷卻液流動方向上，BSG和電子增壓器、渦輪增壓器串聯在一起后與中冷器并聯，能夠滿足各自的冷卻需求，且冷卻液出水溫度不高，使低溫循環冷卻液溫度均保持在50°C以下，有效保證了發動機進氣溫度和進氣效率，有利于發揮發動機動力性，防止爆震。
[0033]進一步地，本申請中，發動機停機后，機械水栗和低溫循環中電子水栗停止工作，電控輔助電子水栗開始工作，電子節溫器靠ECU控制電加熱棒加熱蠟包，主閥門打開，副閥門關閉，缸體缸蓋水套、高溫散熱器、機油冷卻器內溫