一种发动机双膨胀水箱冷却系统改进结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车冷却系统领域，具体是指一种发动机双膨胀水箱冷却系统改进结构。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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，热福射及传导经废气带走外，其余热量均需由冷却系统来进行冷却。在传统发动机冷却系统中，整个冷却循环分为两种，即节温器关闭状态下的小循环和节温器开启状态下的大循环。节温器关闭状态，此时发动机处于刚启动工作状态，水温还没有升上来，此时节温器关闭，使得冷却水不通过散热器，有利于快速提高水温，使发动机达到最佳工作状态，随着水温逐渐升高，节温器内的腊包受热膨胀，节温器逐渐打开，连通散热器的回路打开，进而进入大循环状
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[0005]传统发动机冷却系统的大循环状态下，仅有一条主回路，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；因此，传统的冷却控制回路已经不能满足新技术的应用。
[0006]另外，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。
[0007]现有技术提出，对中冷器、BSG及电子增压器采用风冷技术，但是风冷对空间要求高，对整个发动机舱的布置有较高要求，布置难度大，热害计算复杂，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。
[0008]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°C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°C，最好低于50°C，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°C )。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，但共用一个膨胀水壶，导致膨胀水壶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壶，虽然膨胀水壶的流量较小，但是膨胀水壶内的冷却液温度比中冷散热器温度一般高出50°c以上，最高可达100°C;(2)低温循环的水栗为电子水栗，功率变化大、变化速度快，造成膨胀水壶的补水支路流量极其不稳定，故膨胀水壶的补水是中冷器进水温度高且不稳定的主要原因。
[0009]作为快速启停发动机，发动机停机后，机械水栗停止工作，无法满足发动机停机后驾驶室的供暖需求，尤其是在温度较低的地区，城市工况下这种缺陷尤为突出，故传统的冷却控制回路已经不能满足新技术的应用。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是通过对现发动机冷却系统提出改进技术方案，通过本技术方案，能够更好的适应不同部件之间冷却液循环的流向问题，解决中冷器、BSG、电子增压器、涡轮增压器、机油冷却器的冷却问题，并且能够解决发动机低转速时BSG较高的散热需求及涡轮增压器停机后延迟冷却功能。
[0011]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0012]—种发动机双膨胀水箱冷却系统改进结构，包括有高温循环冷却系统、低温循环冷却系统及延迟循环冷却系统；
[0013]所述高温循环冷却系统包括有第一膨胀水箱、高温散热器、发动机冷却水套、第一水栗、电子节温器、机油冷却器、辅助水栗、电子增压器及暖风；
[0014]所述第一膨胀水箱与所述第一水栗的第一入水口连接；所述第一水栗的出水口分别与所述发动机冷却水套及所述机油冷却器的入水口连接；所述机油冷却器的出水口分别连接所述高温散热器的入水口及所述电子节温器的副阀门；所述发动机冷却水套的第一出水口连接所述高温散热器的入水口及所述电子节温器的副阀门；所述发动机冷却水套的第二出水口通过所述辅助水栗连接所述电子增压器的入水口 ；所述电子增压器的出水口与所述暖风的入水口连接；所述暖风的出水口与所述第一水栗的第三入水口连接；所述高温散热器的出水口与所述电子节温器的主阀门连接；所述电子节温器的主阀门及所述电子节温器的副阀门均与所述第一水栗的第二入水口连接；
[0015]所述低温循环冷却系统，包括有第二膨胀水箱、低温散热器、第二水栗、涡轮增压器、中冷器及BSG;
[0016]所述第二膨胀水箱与所述第二水栗的入水口连接；所述第二水栗的出水口分别与所述中冷器的入水口及所述BSG的入水口连接；所述中冷器的出水口与所述低温散热器的入水口连接；所述BSG的出水口与所述涡轮增压器的入水口连接；所述涡轮增压器的出水口与所述低温散热器的入水口连接；所述低温散热器的出水口与所述第二水栗的入水口连接;
[0017]所述延迟循环冷却系统包括有所述第一膨胀水箱、所述高温散热器、所述辅助水栗、所述发动机冷却水套、所述第一水栗、所述电子节温器、所述机油冷却器、所述电子增压器及所述暖风；
[0018]所述第一膨胀水箱与所述第一水栗的第一入水口连接；所述第一水栗的出水口分别与所述发动机冷却水套及所述机油冷却器的入水口连接；所述机油冷却器的出水口及所述高温散热器的入水口均与所述发动机冷却水套的第一出水口连接；所述发动机冷却水套的第二出水口连接所述辅助水栗的入水口 ；所述辅助水栗的出水口与所述电子增压器的入水口连接；所述电子增压器的出水口与所述暖风的入水口连接；所述暖风的出水口与所述第一水栗的第三入水口连接；所述高温散热器的出水口与所述电子节温器的主阀门连接；所述电子节温器的主阀门与所述第一水栗的第二入水口连接；
[0019]在所述第一膨胀水箱与所述高温散热器之间连接有第一排气管路；在所述第一膨胀水箱与所述发动机冷却水套之间设置有第二排气管路；在所述第二膨胀水箱与所述低温散热器之间连接有第二排气管路。
[0020]所述高温循环冷却系统包括有大循环冷却流路和小循环冷却流路；
[0021 ] 所述大循环冷却流路包括有第一流路和第二流路；
[0022]所述第一流路为冷却液依次通过所述第一水栗、所述发动机冷却水套、所述高温散热器、所述电子节温器主阀门后通过所述第一水栗的第二入水口返回到所述第一水栗；
[0023]所述第二流路为冷却液依次通过所述第一水栗、所述机油冷却器、所述高温散热器、所述电子节温器主阀门后通过所述第一水栗的第二入水口返回到所述第一水栗；
[0024]所述小循环冷却流路包括有第四流路和第五流路；
[0025]所述第四流路为冷却液依次通过所述第一水栗、所述发动机冷却水套的第一出水口、所述电子节温器的副阀门后通过所述第一水栗的第二入水口返回所述第一水栗；
[0026]所述第五流路为冷却液依次通过所述第一水栗、所述机油冷却器及所述电子节温器的副阀门后通过所述第一水栗的第二入水口返回所述第一水栗。
[0027]所述高温循环冷却系统还包括有第三流路；所述第三流路为冷却液依次通过所述第一水栗、所述发动机冷却水套的第二出水口、所述辅助水栗、所述电子增压器、所述暖风后通过所述第一水栗的第三入水口返回所述第一水栗。
[0028]所述低温循环冷却系统包括有第六流路和第七流路；
[0029]所述第六流路为冷却液依次通过所述第二水栗、所述中冷器及所述低温散热器后返回所述第二水栗；
[0030]所述第七流路为冷却液依次通过所述第二水栗、所述BSG、所述涡轮增压器及所述低温散热器后返回所述第二水栗。
[0031 ] 所述发动机冷却水套包括有缸体水套和缸盖水套。
[0032]所述第一水栗为开关式机械水栗；所述第二水栗为电子水栗；