一种高低温分流式发动机冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高低温分流式发动机冷却系统，包括有高温循环冷却系统和低温循环冷却系统；所述高温循环冷却系统具有大循环、小循环和延迟循环三种冷却液流路。在大循环和小循环中，冷却液经过缸盖水套后分流，一部分进入缸体水套，一部分进入暖风；在大循环和小循环中还包括超高温回路，高温循环冷却系统和低温循环冷却系统各自采用单独的膨胀水箱。通过为高温循环冷却系统增加电控辅助水泵并实现延迟循环、以及冷却液在缸盖水套后分流至缸体水套、暖风，能够更好的适应发动机停机后各零部件的供暖要求，解决不同部件之间冷却循环的流向问题，通过设置单独的膨胀水箱，能够降低发动机爆震概率。

High and low temperature split flow type engine cooling system

The invention relates to a high temperature flow engine cooling system, including high temperature circulating cooling system and low temperature circulating cooling system; the high temperature circulating cooling system with large circulation, circulation and delay cycle of three kinds of cooling fluid flow path. In the circulation and circulation, cooling fluid through the water jacket after the shunt part enters into the cylinder water jacket, a part into the warm air; also included in the circulation and circulation loop in ultra high temperature, high temperature and low temperature circulating cooling system cooling system the expansion tank alone. By increasing the electric auxiliary pump for high temperature circulating cooling system and delay cycle, and cooling liquid in the cylinder water jacket after diversion to the cylinder body water jacket, warm air, can better adapt to the various parts of the engine after stopping the heating requirements, solve the cooling flow problems between different parts, by setting the expansion tank alone, can reduce engine knock probability.

【技术实现步骤摘要】
一种高低温分流式发动机冷却系统
本专利技术属于汽车冷却系统领域，具体是指一种高低温分流式发动机冷却系统。
技术介绍
各国政府对发动机的油耗颁布越来越严苛标准，比如规定在2020年要求汽车主机厂持续降低油耗到5.0L/100km；节油已经成为世界汽车的发展趋势，而节油措施中最重要的一项技术就是发动机的增压小型化+混合动力技术。为了响应当地政府的规定，必须找到一种更加创新的发动机匹配系统来完成这一目标。因为在不损失动力性的前提下，想把油耗在目前的基础上下降30％基本是一个不可能完成的任务。因此提出在发动机上面采用混合动力系统+电子增压，通过弱混及发动机增压小型化，以此来达到降低油耗的要求。由于整套系统匹配极其复杂，相对应的整车冷却系统设计也趋于复杂。传统发动机冷却系统，发动机工作时，燃油燃烧产生的热量除了做功、热辐射、传导已经废气带走外，其余均由冷却系统来进行冷却。整个冷却循环分成两种状态：节温器关闭状态和节温器开启状态，并由此分为大循环和小循环。发动机处在刚启动工作状态，水温还没有升上来，此时，节温器处于关闭状态，发动机处在小循环状态；随着水温逐渐升高，节温器里面的腊包受热膨胀，节温器逐渐打开，连通散热器的回路打开，进而进入大循环。现有技术的缺点在于，发动机大循环冷却状态下，只有一条主回路。随着发动机节油技术的不断推广，发动机上集成的零部件数量逐渐增多，如中冷器、BSG、电子增压器、电子水泵等，这些新的集成的零部件，同样需要进行冷却，但是，其所需要的冷却温度、流量以及控制逻辑与发动机缸体、缸盖截然不同；另外，随着起停技术的应用，例如里卡多公司等开发的HyBoost发动机有快速起停功能，以降低发动机油耗水平，单纯依赖开关式机械水泵无法满足发动机停机后的供暖需求，尤其是在温度较低的地区，这种缺陷尤为突出。因此，传统的冷却系统控制回路已经不能满足新技术的应用。另外，缸体与缸盖的冷却需求也不同，缸体水温最好维持在95℃-105℃，可以维持机油在较低的粘度，降低摩擦功，从而降低发动机的油耗水平；缸盖水温最好维持在85℃左右，可以提高进气效率，从而提高发动机的动力性。但是目前的冷却系统缸体缸盖冷却液流量相同，温度基本相同，所以不能兼顾发动机的经济型和动力性。再次，增压发动机爆震目前是国内外汽车行业最棘手的技术难题，其中一个原因是进气温度过高或不稳定。目前，水冷中冷方式优于风冷中冷方式，但是水冷中冷器的进水(冷却液)温度会直接影响发动机的进气温度。发动机的进气温度一般需要控制在60℃以下，否则会引起发动机爆震或引起ECU对发送机的限扭(限制扭矩措施)，故中冷器的冷却循环一般会单独安排低温循环。而低温循环冷却液温度必须低于55℃，最好低于50℃，但实际上很多工况下，中冷器的进水温度均超过上述限值(55或50℃)。其中的原因之一为低温循环和高温循环虽然有单独的散热器，但共用一个膨胀水箱，导致膨胀水箱内的高温冷却液进入低温循环，影响中冷器的进水温度，原因在于：(1)中冷器的进冷却液来自于中冷散热器和膨胀水箱，虽然膨胀水箱的流量较小，但是膨胀水箱内的冷却液温度比中冷散热器温度一般高出50℃以上，最高可达100℃；(2)低温循环的水泵为电子水泵，功率变化大、变化速度快，造成膨胀水箱的补水支路流量极其不稳定，故膨胀水箱的补水是中冷器进水温度高且不稳定的主要原因。最后，传统的机械式节温器响应缓慢，开启、关闭均由发动机的水温决定，不利于发动机的暖机以及水温的快速冷却。与水冷相对地，现有技术中还存在采用风冷的方式对中冷器、BSG、电子增压器进行冷却的技术方案，但这种风冷方式空间要求高，对整个发动机舱的布置有较高要求，布置难度大，热平衡风险大，一般需要反复改进才能达到理想效果。另外整车使用环境多变，使得风冷系统很难满足多种使用环境各工况的需求；另外，随着起停技术的应用，机械水泵无法满足发动机停机后的供暖需求，尤其是在温度较低的地区，这种缺陷尤为突出。缸盖水套设计受到燃烧室、气道空间的影响，铸造工艺的影响，缸盖水套结构不能保证谁套内冷却液流量的均衡，又因为内燃机的燃烧特性在缸盖水套端部会形成一个温度最高点(因为冷却液在此处流通性不好，温度容易聚集，此处水温比发动机出水口水温高5℃左右)。在爬坡等极恶劣工况，缸盖端部局部水温会急速上升，比出水口水温高17℃左右。这时候电子节温器蜡包实际感受到的水温是发动机出水口的水温，从而不能正常开启，不能及时增大冷却系统散热量，导致热平衡不稳和超标。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过对现发动机冷却系统提出改进技术方案，特别是解决混合动力系统+电子增压发动机的冷却问题，通过本技术方案，能够更好的适应发动机停机后各零部件的供暖要求，解决不同部件之间冷却循环的流向问题，特别适用于例如Hyboost发动机。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种高低温分流式发动机冷却系统，包括有高温循环冷却系统和低温循环冷却系统；所述高温循环冷却系统包括有高温膨胀水箱、高温散热器、缸体水套、缸盖水套、开关式机械水泵、电子节温器、机油冷却器、电控辅助水泵、电子增压器、涡轮增压器、水温传感器及暖风；所述低温循环冷却系统，包括有低温膨胀水箱、低温散热器、电子水泵、中冷器及BSG；在所述低温循环冷却系统中，所述低温散热器中的冷却液被所述电子水泵泵出后分为两路，分别流经所述中冷器、所述BSG后回到所述低温散热器；所述高温循环冷却系统具有大循环、小循环和延迟循环三种冷却液流路；所述水温传感器设置于缸盖排气侧最高点；在所述缸盖排气侧最高点通过管路与所述电子节温器的蜡包处连通，再与所述开关式机械水泵连通，形成超高温回路；在所述大循环中，所述电控辅助水泵不工作，所述开关式机械水泵通过所述电子节温器的主阀门将所述高温散热器内的冷却液分别泵入所述机油冷却器和所述缸盖水套，所述机油冷却器内的冷却液回到所述高温散热器，所述缸盖水套内的冷却液流经缸盖进气侧、缸盖排气侧后分为三路，其中第一路流经所述缸体水套后回到所述高温散热器，第二路流经所述电控辅助水泵、所述电子增压器、所述涡轮增压器、所述暖风后回到所述开关式机械水泵；第三路为所述超高温回路；在所述小循环中，所述电控辅助水泵不工作，所述缸体水套、所述机油冷却器内的冷却液经所述电子节温器的副阀门进入所述开关式机械水泵，所述暖风内的冷却液进入所述开关式机械水泵，所述开关式机械水泵将冷却液分别泵入所述机油冷却器和所述缸盖水套，所述缸盖水套内的冷却液流经缸盖进气侧、缸盖排气侧后分为三路，第一路流经所述缸体水套后与所述机油冷却器内的冷却液一起回到所述电子节温器，第二路流经所述电控辅助水泵、所述电子增压器、所述涡轮增压器后进入所述暖风；第三路为所述超高温回路；在所述延迟循环中，所述开关式机械水泵不工作，在所述电控辅助水泵的驱动下，来自于所述缸盖水套的冷却液流经所述电控辅助水泵、所述电子增压器、所述涡轮增压器、所述暖风后进入所述开关式机械水泵，然后冷却液分为三路，第一路流经所述机油冷却器、所述缸体水套后回到所述缸盖水套，第二路直接回到所述缸盖水套，第三路流经所述电子节温器、所述缸体水套后回到所述缸盖水套；所述高温循环冷却系统和所述低温循环冷却系统分别具有补水管路，所述低温膨胀水箱经所述补水管路向所述电子水泵补充冷却液，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高低温分流式发动机冷却系统，其特征在于：包括有高温循环冷却系统和低温循环冷却系统；所述高温循环冷却系统包括有高温膨胀水箱、高温散热器、缸体水套、缸盖水套、开关式机械水泵、电子节温器、机油冷却器、电控辅助水泵、电子增压器、涡轮增压器、水温传感器及暖风；所述低温循环冷却系统，包括有低温膨胀水箱、低温散热器、电子水泵、中冷器及BSG；在所述低温循环冷却系统中，所述低温散热器中的冷却液被所述电子水泵泵出后分为两路，分别流经所述中冷器、所述BSG后回到所述低温散热器；所述水温传感器设置于缸盖排气侧最高点；在所述缸盖排气侧最高点通过管路与所述电子节温器的蜡包处连通，再与所述开关式机械水泵连通，形成超高温回路；所述高温循环冷却系统具有大循环、小循环和延迟循环三种冷却液流路；在所述大循环中，所述电控辅助水泵不工作，所述开关式机械水泵通过所述电子节温器的主阀门将所述高温散热器内的冷却液分别泵入所述机油冷却器和所述缸盖水套，所述机油冷却器内的冷却液回到所述高温散热器，所述缸盖水套内的冷却液流经缸盖进气侧、缸盖排气侧后分为三路，其中第一路流经所述缸体水套后回到所述高温散热器，第二路流经所述电控辅助水泵、所述电子增压器、所述涡轮增压器、所述暖风后回到所述开关式机械水泵，第三路为所述超高温回路；在所述小循环中，所述电控辅助水泵不工作，所述缸体水套、所述机油冷却器内的冷却液经所述电子节温器的副阀门进入所述开关式机械水泵，所述暖风内的冷却液进入所述开关式机械水泵，所述开关式机械水泵将冷却液分别泵入所述机油冷却器和所述缸盖水套，所述缸盖水套内的冷却液流经缸盖进气侧、缸盖排气侧后分为三路，第一路流经所述缸体水套后与所述机油冷却器内的冷却液一起回到所述电子节温器，第二路流经所述电控辅助水泵、所述电子增压器、所述涡轮增压器后进入所述暖风，第三路为所述超高温回路；在所述延迟循环中，所述开关式机械水泵不工作，在所述电控辅助水泵的驱动下，来自于所述缸盖水套的冷却液流经所述电控辅助水泵、所述电子增压器、所述涡轮增压器、所述暖风后进入所述开关式机械水泵，然后冷却液分为三路，第一路流经所述机油冷却器、所述缸体水套后回到所述缸盖水套，第二路直接回到所述缸盖水套，第三路流经所述电子节温器、所述缸体水套后回到所述缸盖水套；所述高温循环冷却系统和所述低温循环冷却系统分别具有补水管路，所述低温膨胀水箱经所述补水管路向所述电子水泵补充冷却液，所述高温膨胀水箱经所述补水管路向所述开关式机械水泵补充冷却液。...

【技术特征摘要】
1.一种高低温分流式发动机冷却系统，其特征在于：包括有高温循环冷却系统和低温循环冷却系统；所述高温循环冷却系统包括有高温膨胀水箱、高温散热器、缸体水套、缸盖水套、开关式机械水泵、电子节温器、机油冷却器、电控辅助水泵、电子增压器、涡轮增压器、水温传感器及暖风；所述低温循环冷却系统，包括有低温膨胀水箱、低温散热器、电子水泵、中冷器及BSG；在所述低温循环冷却系统中，所述低温散热器中的冷却液被所述电子水泵泵出后分为两路，分别流经所述中冷器、所述BSG后回到所述低温散热器；所述水温传感器设置于缸盖排气侧最高点；在所述缸盖排气侧最高点通过管路与所述电子节温器的蜡包处连通，再与所述开关式机械水泵连通，形成超高温回路；所述高温循环冷却系统具有大循环、小循环和延迟循环三种冷却液流路；在所述大循环中，所述电控辅助水泵不工作，所述开关式机械水泵通过所述电子节温器的主阀门将所述高温散热器内的冷却液分别泵入所述机油冷却器和所述缸盖水套，所述机油冷却器内的冷却液回到所述高温散热器，所述缸盖水套内的冷却液流经缸盖进气侧、缸盖排气侧后分为三路，其中第一路流经所述缸体水套后回到所述高温散热器，第二路流经所述电控辅助水泵、所述电子增压器、所述涡轮增压器、所述暖风后回到所述开关式机械水泵，第三路为所述超高温回路；在所述小循环中，所述电控辅助水泵不工作，所述缸体水套、所述机油冷却器内的冷却液经所述电子节温器的副阀门进入所述开关式机械水泵，所述暖风内的冷却液进入所述开关式机械水泵，所述开关式机械水泵将冷却液分别泵入所述机油冷却器和所述缸盖水套，所述缸盖水套内的冷却液流经缸盖进气侧、缸盖排气侧后分为三路，第一路流经所述缸体水套后与所述机油冷却器内的冷却液一起回到所述电子节温器，第二路...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏晓芳，张应兵，穆立侠，张建操，张傲，朴红花，王宏大，徐鹏飞，程程，陈帆，许涛，王次安，刘俊，方晓波，谢有路，项云峰，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34