一種采用電控輔助水泵的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用電控輔助水泵的發(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)具有大循環(huán)、小循環(huán)和延遲循環(huán)三種冷卻液流路。通過(guò)為高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)增加電控輔助水泵并實(shí)現(xiàn)延遲循環(huán)，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。
【專利說(shuō)明】
一種采用電控輔助水泵的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是指一種采用電控輔助水栗的發(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、熱輻射、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，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(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、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(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、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(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]為此，
【申請(qǐng)人】對(duì)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)提出改進(jìn)，具體見(jiàn)
【申請(qǐng)人】的早期專利，CN105134359A，一種采用延遲循環(huán)流路的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng);CN 103806999A，一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng);CN 105257384A，一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng);CN105179065A，一種帶雙膨脹水壺的發(fā)動(dòng)機(jī)雙循環(huán)冷卻系統(tǒng);在這些現(xiàn)有技術(shù)中，
【申請(qǐng)人】通過(guò)對(duì)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)改進(jìn)流路，改進(jìn)為高溫循環(huán)系統(tǒng)和低溫循環(huán)系統(tǒng)，以及延遲循環(huán)系統(tǒng)，來(lái)綜合提高發(fā)動(dòng)機(jī)及各需要冷卻部件的冷卻效果，而這樣的改進(jìn)技術(shù)方案，同現(xiàn)有的技術(shù)方案相比，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)冷卻效率有很大的提高;但是在進(jìn)一步的研究過(guò)程中，
【申請(qǐng)人】發(fā)現(xiàn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)及整個(gè)需要冷卻的各部件之間的不同冷卻順序，即不同的冷卻流路，對(duì)整個(gè)冷卻系統(tǒng)的冷卻效率的提高是不同的，而這一不同并不具有可對(duì)比性，即對(duì)冷卻流路的小的改進(jìn)均具有不同的冷卻效果O
【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]—種采用電控輔助水栗的發(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、渦輪增壓器及暖風(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、電子增壓器、中冷器及BSG;在所述低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，所述低溫散熱器中的冷卻液被栗入所述電子水栗后依次經(jīng)過(guò)所述中冷器、所述電子增壓器和所述BSG，然后冷卻液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、所述渦輪增壓器、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。
[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、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，所述開關(guān)式機(jī)械水栗通過(guò)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。
[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)。
[0017]優(yōu)選地，上述采用電控輔助水栗的發(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關(guān)式機(jī)械水栗補(bǔ)充冷卻液。
[0018]優(yōu)選地，上述采用電控輔助水栗的發(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)的采用電控輔助水栗的發(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，電控輔助水栗驅(qū)動(dòng)冷卻液繼續(xù)流動(dòng)對(duì)渦輪增壓器進(jìn)行冷卻，滿足渦輪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)渦輪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;渦輪增壓器與暖風(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，中冷器、電子增壓器和BSG依次串聯(lián)在一起，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。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的采用電控輔助水栗的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)框架圖；
[0028]圖2為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的采用電控輔助水栗的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)框架圖。
[0029]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0030]I膨脹水箱，2低溫散熱器，3BSG，4中冷器，5電子水栗，6節(jié)流閥，7單向閥，8高溫散熱器，9電子節(jié)溫器，10開關(guān)式機(jī)械水栗，11機(jī)油冷卻器，12缸體水套，13缸蓋水套，14電控輔助水栗，15電子增壓器，16渦輪增壓器，17暖風(fēng)，18單向閥，19節(jié)流閥，20出水口。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下通過(guò)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下的實(shí)施例僅是示例性的，僅能用來(lái)解釋和說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能解釋為是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0032]關(guān)鍵部件定義
[0033]BSG: (Bel t Starter Generator)一種皮帶起動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng):可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起/停功能，實(shí)現(xiàn)能量回收，輔助增扭等功能。
[0034]電子水栗:一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水栗，采用壓電材料作動(dòng)力裝置，可以實(shí)現(xiàn)從控制到驅(qū)動(dòng)電子化，采用電子集成系統(tǒng)控制液體傳輸，實(shí)現(xiàn)液體運(yùn)輸?shù)目烧{(diào)性、精確性。
[0035]高溫散熱器:散熱器是汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的一部分，主要由進(jìn)水室、出水室、主片及散熱器芯子等部分總成，主要作用是冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)水套內(nèi)的高溫水，屬于高溫冷卻循環(huán)。
[0036]低溫散熱器:低溫散熱器是汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的一部分，主要由進(jìn)水室、出水室、主片及散熱器芯子等部分總成，主要作用是冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)中冷器、BSG內(nèi)的水，屬于低溫冷卻循環(huán)。
[0037]膨脹水箱:一種汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的部件，主要作用是用來(lái)儲(chǔ)存冷卻液，本專利使用閉式膨脹水箱，水箱內(nèi)的冷卻液也參與整車?yán)鋮s液循環(huán)，另外，膨脹水箱還起到給散熱器以及發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣作用。
[0038]渦輪增壓器:一種空氣壓縮機(jī)，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空濾器管道送來(lái)的空氣使之增壓進(jìn)入氣缸，主要作用是增加發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0039]中冷器:發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓的配套件，其作用在于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣效率，是發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng)的重要組合成部件。
[0040]電子節(jié)溫器:一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)溫控裝置，該系統(tǒng)中冷卻液溫度調(diào)節(jié)、冷卻液的循環(huán)冷卻風(fēng)扇的工作均由發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷決定并由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制，相對(duì)于傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和更低的碳?xì)渑欧拧?br>[0041]機(jī)油冷卻器:一種發(fā)動(dòng)機(jī)的冷氣裝置，主要作用是用來(lái)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱、離合器、氣門組件等發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱部件。
[0042]在接下來(lái)的描述中，如圖1及圖2所示的，以帶箭頭的實(shí)線代表高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的大循環(huán)冷卻液流路及低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的冷卻液流動(dòng)方向，以帶箭頭的短劃線代表高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的小循環(huán)冷卻液流動(dòng)方向，以帶箭頭的空心線代表延遲循環(huán)中的冷卻液流動(dòng)方向，以帶箭頭的點(diǎn)劃線代表低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)和高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的補(bǔ)水管路冷卻液流動(dòng)方向，以帶箭頭的點(diǎn)線代表低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)和高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的排氣管路氣體流動(dòng)方向。
[0043]參考圖1，本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的采用電控輔助水栗的發(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)。低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括有膨脹水箱1、低溫散熱器2、電子水栗5、電子增壓器15、中冷器4及BSG3;高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括有膨脹水箱1、高溫散熱器8、缸體水套12、缸蓋水套13、開關(guān)式機(jī)械水栗1、電子節(jié)溫器9、機(jī)油冷卻器11、電控輔助水栗14、渦輪增壓器16及暖風(fēng)17。雖然本實(shí)施例的高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)與低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)共用一個(gè)膨脹水箱I作為排氣和補(bǔ)水裝置，但本發(fā)明的高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)與低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)獨(dú)自運(yùn)行，各循環(huán)具有獨(dú)立的水栗和散熱器，兩者互不干預(yù)，而且增加了 BSG3和電子增壓器15、渦輪增壓器16等零部件以后，管路的串并聯(lián)、走向、前后順序、冷卻邏輯的設(shè)計(jì)就變得非常重要，而且復(fù)雜。本方案的冷卻邏輯設(shè)計(jì)可以有效地完成BSG3和中冷器4、電子增壓器15、渦輪增壓器16等零部件與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋的不同冷卻需求。
[0044]低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)用于對(duì)BSG3和中冷器4、電子增壓器15進(jìn)行冷卻。在低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，低溫散熱器2中的冷卻液被栗入電子水栗5后依次流經(jīng)中冷器4、電子增壓器15和BSG3，然后冷卻液回到低溫散熱器2，從而實(shí)現(xiàn)低溫循環(huán)。這樣，中冷器4、電子增壓器15和BSG3串聯(lián)，利用單獨(dú)的低溫散熱器2對(duì)中冷器4、電子增壓器15和BSG3先后進(jìn)行冷卻，保證了三者的冷卻需求;在低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，冷卻液的動(dòng)力來(lái)自于ECU(電子控制單元)控制的電子水栗5，能夠滿足發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷或者發(fā)動(dòng)機(jī)在靠BSG3前端皮帶進(jìn)行熱啟動(dòng)時(shí)BSG3和中冷器4、電子增壓器15的散熱需求;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。另外，在低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，膨脹水箱I內(nèi)的冷卻液通過(guò)電子水栗5前方的補(bǔ)水管路向電子水栗5補(bǔ)充冷卻液，能夠防止電子水栗5前壓力過(guò)低產(chǎn)生氣蝕。另外，低溫散熱器2經(jīng)排氣管路與膨脹水箱I連通，并且在排氣管路上，低溫散熱器2與膨脹水箱I之間串聯(lián)有單向閥7和節(jié)流閥6，低溫散熱器2內(nèi)的混合了氣泡的冷卻液由于膨脹水箱I與低溫散熱器2之間的壓力差而通過(guò)節(jié)流閥6和單向閥7進(jìn)入膨脹水箱。
[0045]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。發(fā)動(dòng)機(jī)出水口 20水溫高于第一預(yù)定溫度，例如105攝氏度時(shí)，高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)處于大循環(huán)狀態(tài);發(fā)動(dòng)機(jī)出水口 20水溫低于第二預(yù)定溫度，例如97攝氏度時(shí)，高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)處于小循環(huán)狀態(tài)；出水口 20水溫位于第一預(yù)定溫度與第二預(yù)定溫度之間，例如高于97攝氏度而低于105攝氏度時(shí)，大、小循環(huán)同時(shí)存在;發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后預(yù)定時(shí)間內(nèi)，例如15分鐘內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后的延遲循環(huán)開始工作。根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，預(yù)定溫度及預(yù)定時(shí)間能夠不同。
[0046]發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)出水口 20水溫高于第一預(yù)定溫度，例如105攝氏度時(shí)，電子節(jié)溫器9的主閥門打開，副閥門關(guān)閉，冷卻液進(jìn)入大循環(huán)狀態(tài)。在大循環(huán)狀態(tài)中，電控輔助水栗14不工作，此時(shí)能夠?qū)⑵湟暈樵试S冷卻液通過(guò)的管路，開關(guān)式機(jī)械水栗10通過(guò)電子節(jié)溫器9的主閥門將高溫散熱器8內(nèi)的冷卻液分別栗入機(jī)油冷卻器11和缸體水套12，機(jī)油冷卻器11內(nèi)的冷卻液經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的出水口 20回到高溫散熱器8實(shí)現(xiàn)循環(huán)，缸體水套12內(nèi)的冷卻液流經(jīng)缸蓋水套13后分為兩路，其中一路經(jīng)出水口 20回到高溫散熱器8實(shí)現(xiàn)循環(huán)，另外一路依次流經(jīng)電控輔助水栗14、渦輪增壓器16、暖風(fēng)17后回到開關(guān)式機(jī)械水栗10實(shí)現(xiàn)循環(huán)。電控輔助水栗在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火前保持不工作。在大循環(huán)中，缸蓋水套13流出的冷卻液溫度完全滿足渦輪增壓器16的冷卻液溫度要求，同時(shí)也提高了進(jìn)入暖風(fēng)17的冷卻液的溫度和流量，提高了暖風(fēng)效果。
[0047]發(fā)動(dòng)機(jī)出水口 20水溫低于第二預(yù)定溫度，例如97攝氏度時(shí)，電子節(jié)溫器9的主閥門關(guān)閉，副閥門打開，高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)處于小循環(huán)狀態(tài)。在小循環(huán)中，電控輔助水栗14不工作，開關(guān)式機(jī)械水栗10的冷卻液來(lái)自于機(jī)油冷卻器11的回水、缸蓋水套13的回水和暖風(fēng)17的回水。其中，缸蓋水套13、機(jī)油冷卻器11內(nèi)的冷卻液在出水口20匯流后經(jīng)電子節(jié)溫器9的副閥門進(jìn)入開關(guān)式機(jī)械水栗10，暖風(fēng)17內(nèi)的冷卻液直接進(jìn)入開關(guān)式機(jī)械水栗10，開關(guān)式機(jī)械水栗10將冷卻液分別栗入機(jī)油冷卻器11和缸體水套12，缸體水套12內(nèi)的冷卻液流經(jīng)缸蓋水套13后分為兩路，一路與機(jī)油冷卻器11內(nèi)的冷卻液一起回到電子節(jié)溫器9的副閥門到達(dá)開關(guān)式機(jī)械水栗10前，另一路流經(jīng)電控輔助水栗14、渦輪增壓器16后進(jìn)入暖風(fēng)17，暖風(fēng)17中的冷卻液再回到開關(guān)式機(jī)械水栗10。在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火前電控輔助栗14不工作，此時(shí)可被視為一段管路。
[0048]在出水口 20的水溫處于第一預(yù)定溫度和第二預(yù)定溫度之間時(shí)，上述大循環(huán)、小循環(huán)共存。
[0049 ]而發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后，開關(guān)式機(jī)械水栗1不工作，經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，例如15min，電控輔助水栗14靠HyBoost系統(tǒng)電池或者其它電路供電開始工作，高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)入延遲循環(huán)工作狀態(tài)。在圖1所示的第一個(gè)實(shí)施例的延遲循環(huán)中，電子節(jié)溫器9處于工作狀態(tài)，電子節(jié)溫器9靠電加熱棒加熱，主閥門打開，副閥門關(guān)閉，在電控輔助水栗14的驅(qū)動(dòng)下，來(lái)自高溫散熱器8、機(jī)油冷卻器11、缸蓋水套13內(nèi)的冷卻液均匯聚到缸蓋排氣側(cè)的缸蓋水套13，然后缸蓋水套13的冷卻液流經(jīng)電控輔助水栗14、渦輪增壓器16、暖風(fēng)17后進(jìn)入開關(guān)式機(jī)械水栗10，冷卻液流出開關(guān)式機(jī)械水栗10后分為三路，第一路流經(jīng)機(jī)油冷卻器11后經(jīng)出水口 20回到缸蓋水套13，第二路流經(jīng)缸體水套12后回到缸蓋水套13，第三路流經(jīng)電子節(jié)溫器9的主閥門、高溫散熱器8后經(jīng)出水口 20回到缸蓋水套13。
[0050]參考圖2，與圖1中的第一個(gè)實(shí)施例不同的是，在圖2所示的第二個(gè)實(shí)施例中，在延遲循環(huán)中，電子節(jié)溫器9處于不工作狀態(tài)，此時(shí)電子節(jié)溫器9的主閥門關(guān)閉，副閥門打開，來(lái)自于開關(guān)式機(jī)械水栗10的第三路冷卻液流經(jīng)電子節(jié)溫器9的副閥門后直接經(jīng)出水口 20回到缸蓋水套13而不經(jīng)過(guò)高溫散熱器8。
[0051]圖1和圖2中的延遲循環(huán)的作用在于，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后，開關(guān)式機(jī)械水栗10和電子水栗5均停止工作，此時(shí)電控輔助水栗14打開，電控輔助水栗14驅(qū)動(dòng)冷卻液繼續(xù)流動(dòng)對(duì)渦輪增壓器16進(jìn)行冷卻，滿足渦輪增壓器16延遲冷卻的需求，然后冷卻液再流經(jīng)暖風(fēng)17對(duì)駕駛室繼續(xù)供暖。渦輪增壓器16設(shè)置在暖風(fēng)17前，缸蓋水套13出去的冷卻液溫度完全滿足渦輪增壓器16的冷卻液溫度要求，同時(shí)經(jīng)過(guò)渦輪增壓器16的冷卻液溫度提高，即提高了進(jìn)入暖風(fēng)17的冷卻液的溫度，提高了能量利用率和暖風(fēng)效果;渦輪增壓器16與暖風(fēng)17支路兩端的壓差增大，流量提高，提高了暖風(fēng)效果。而無(wú)論是高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的大循環(huán)、小循環(huán)及延遲循環(huán)，還是低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的低溫循環(huán)，均能夠有效的完成發(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。
[0052]而在延遲循環(huán)中，通過(guò)控制電子節(jié)溫器9的工作和不工作兩種狀態(tài)，相當(dāng)于在延遲循環(huán)內(nèi)部又分出了經(jīng)過(guò)高溫散熱器8的大循環(huán)和不經(jīng)過(guò)高溫散熱器8的小循環(huán)，更加適應(yīng)不同工況下不同零部件的冷卻需求。這樣，渦輪增壓器16既能夠在高溫下循環(huán)，也能夠在低溫下循環(huán)。因此，本方案也可被視為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行控制的一種新的方法。
[0053]與低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的補(bǔ)水管路類似，高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中也存在補(bǔ)水管路，膨脹水箱I經(jīng)補(bǔ)水管路向開關(guān)式機(jī)械水栗10補(bǔ)充冷卻液。
[0054]與低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的排氣管路類似，高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中也存在排氣管路，高溫散熱器8和缸蓋水套13經(jīng)排氣管路與膨脹水箱連通I。并且在排氣管路上，高溫散熱器8和缸蓋水套13與膨脹水箱I之間串聯(lián)有單向閥18和節(jié)流閥19 ο低溫散熱器2與高溫散熱器8通過(guò)不同的入口連通膨脹水箱I實(shí)現(xiàn)排氣，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。在本申請(qǐng)的兩個(gè)實(shí)施例中，低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)和高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)均采用了補(bǔ)水管路、排氣管路，并且排氣管路中均配備了節(jié)流閥和單向閥，實(shí)際上低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)或高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)也能夠單獨(dú)配合補(bǔ)水管路、排氣管路、單向閥及節(jié)流閥。本申請(qǐng)中的優(yōu)勢(shì)在于，低溫散熱器排氣管路內(nèi)裝有單向閥7和節(jié)流閥6，能夠防止高溫循環(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6防止有過(guò)多的膨脹水箱I中溫度較高的冷卻液參與到低溫循環(huán)中。而電子節(jié)溫器9與開關(guān)式機(jī)械水栗10的配合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)快速暖機(jī)。
[0055]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的描述，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，而在客觀上存在無(wú)限的具體結(jié)構(gòu)，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用電控輔助水栗的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于: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、渦輪增壓器及暖風(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、電子增壓器、中冷器及BSG; 在所述低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，所述低溫散熱器中的冷卻液被栗入所述電子水栗后依次經(jīng)過(guò)所述中冷器、所述電子增壓器和所述BSG，然后冷卻液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、所述渦輪增壓器、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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電控輔助水栗的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于: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、所述高溫散熱器后回到所述缸蓋水套； 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)溫器的副閥門后回到所述缸蓋水套而不經(jīng)過(guò)所述高溫散熱器。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用電控輔助水栗的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于: 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(guò)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。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用電控輔助水栗的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于: 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)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用電控輔助水栗的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于: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。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用電控輔助水栗的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于: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。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用電控輔助水栗的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于: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。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用電控輔助水栗的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于: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。
【文檔編號(hào)】B60H1/04GK105927350SQ201610281230
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】曹維維, 李玉森, 李海亮, 翟曉紅, 殷紅敏, 翁銳, 楊棟
【申請(qǐng)人】安徽江淮汽車股份有限公司