[发明专利]一种双膨胀水箱双循环冷却系统改进结构

说明书

技术领域

本发明属于汽车冷却系统领域，具体是指一种双膨胀水箱双循环冷却系统改进结构。

背景技术

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，进而进入大循环状态。

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。

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。

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。

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℃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。

作为快速启停发动机，发动机停机后，机械水泵停止工作，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

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。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种双膨胀水箱双循环冷却系统改进结构，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；

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、第一水泵、电子节温器、机油冷却器、电子增压器及暖风；