一种双膨胀水箱的冷却系统(发明专利)

专利号:CN201610284821.1

申请人:安徽江淮汽车股份有限公司

  • 公开号:CN105697121A
  • 申请日期:20160427
  • 公开日期:20160622
专利名称: 一种双膨胀水箱的冷却系统
专利名称(英文): A double-expansion tank of the cooling system
专利号: CN201610284821.1 申请时间: 20160427
公开号: CN105697121A 公开时间: 20160622
申请人: 安徽江淮汽车股份有限公司
申请地址: 230601 安徽省合肥市桃花工业园始信路669号
发明人: 翟晓红; 殷红敏; 李海亮; 李玉森; 翁锐; 杨栋; 曹维维
分类号: F01P3/20; F01P5/10; F01P7/16; F01P11/00; F02B29/04; F01P11/08 主分类号: F01P3/20
代理机构: 北京维澳专利代理有限公司 11252 代理人: 王立民; 江怀勤
摘要: 本发明涉及一种双膨胀水箱冷却系统,包括有高温循环冷却系统、低温循环冷却系统及延迟循环系统;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、机油冷器、涡轮增压器及暖风;所述低温循环冷却系统,包括有第二膨胀水箱、低温散热器、第二水泵、电子增压器、中冷器及BSG。本申请通过设置两套循环冷却系统,并且分别设置了高温散热器及低温散热器,有效的保证了不同待冷却部件对冷却温度的要求,并且通过设置延迟循环系统,延长了发动机停机后的延迟供暖问题,并且本申请的技术方案不增加冷却系统的体积。
摘要(英文): The invention relates to a double-expansion water tank cooling system, the cooling system includes a high temperature cycle, the low-temperature circulation cooling system and delay the circulation system; the high-temperature cycle cooling system comprises an expansion tank 1st, high-temperature radiator, the engine cooling water jacket, the water pump 1st, electronic thermostat, oil cooler, turbocharger and warm air; the low-temperature circulating cooling system, the expansion tank includes a 2nd, low temperature radiator, the water pump 2nd, electronic turbocharger, the intercooler and BSG. The present application is provided with two sets of circulation cooling system, and are respectively provided with a high-temperature radiator and low-temperature radiator, different is effectively guaranteed to be cooled to the cooling temperature requirements of the components, and the circulating system by setting the delay, after the engine is shut down is prolonged heating problem of the delay of, and the application of the technical proposal does not increase the volume of the cooling system.
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一种双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:包括有高温循环冷却系统、低温循环冷却系统及延迟循环系统;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、机油冷却器及涡轮增压器;所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵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连接所述涡轮增压器的入水口;所述涡轮增压器的出水口与所述第一水泵的第三入水口连接;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泵的第二入水口连接;所述低温循环冷却系统,包括有第二膨胀水箱、低温散热器、第二水泵、电子增压器、中冷器及BSG;所述第二膨胀水箱与所述第二水泵的入水口连接;所述第二水泵的出水口分别与所述中冷器的入水口及所述电子增压器的入水口连接;所述中冷器的出水口与所述低温散热器的入水口连接;所述电子增压器的出水口与所述BSG的入水口连接;所述BSG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泵的入水口连接;所述延迟循环系统包括有所述第一膨胀水箱、所述高温散热器、所述辅助水泵、所述发动机冷却水套、所述第一水泵、所述电子节温器、所述机油冷却器、所述涡轮增压器及所述暖风;所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵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泵的入水口;所述辅助水泵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暖风的入水口连接;所述暖风的出水口与所述第一水泵的第三入水口连接;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泵的第二入水口连接;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三排气管路。

1.一种双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:包括有高温循环冷却系统、 低温循环冷却系统及延迟循环系统; 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、机油冷却器及涡轮增压器; 所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵的出 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连接所述涡轮增压器的入 水口;所述涡轮增压器的出水口与所述第一水泵的第三入水口连接;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泵的第二入水口连接; 所述低温循环冷却系统,包括有第二膨胀水箱、低温散热器、第二水泵、 电子增压器、中冷器及BSG; 所述第二膨胀水箱与所述第二水泵的入水口连接;所述第二水泵的出水口 分别与所述中冷器的入水口及所述电子增压器的入水口连接;所述中冷器的出 水口与所述低温散热器的入水口连接;所述电子增压器的出水口与所述BSG 的入水口连接;所述BSG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泵的入水口连接; 所述延迟循环系统包括有所述第一膨胀水箱、所述高温散热器、所述辅助 水泵、所述发动机冷却水套、所述第一水泵、所述电子节温器、所述机油冷却 器、所述涡轮增压器及所述暖风; 所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵的出 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泵的入水口;所 述辅助水泵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 口与所述暖风的入水口连接;所述暖风的出水口与所述第一水泵的第三入水口 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泵的第二入水口连接; 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三排气管路。

2.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:所述高 温循环冷却系统还包括有辅助水泵或暖风中的一个或两个;所述辅助水泵设置 于所述发动机冷却水套第二出水口与所述涡轮增压器之间;所述暖风设置于所 述涡轮增压器的出水口与所述第一水泵的第三入水口之间。

3.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于: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; 所述大循环冷却流路包括有第一流路、第二流路及第三流路; 所述第一流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回 到所述第一水泵; 所述第二流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回到所 述第一水泵; 所述第三流路为冷却液依次通过所述第一水泵、所述发动机冷却水套的第 二出水口、所述涡轮增压器后通过所述第一水泵的第三入水口返回所述第一水 泵; 所述小循环冷却流路包括有第四流路和第五流路; 所述第四流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回所 述第一水泵; 所述第五流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回所述第一水泵。

4.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:在所述 第一排气管路上设置有第一单向阀和第一节流阀;在所述第二排气管路上设置 有第二节流阀;在所述第三排气管路上设置有第三节流阀。

5.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:所述低 温循环冷却系统包括有第六流路和第七流路; 所述第六流路为冷却液依次通过所述第二水泵、所述中冷器及所述低温散 热器后返回所述第二水泵; 所述第七流路为冷却液依次通过所述第二水泵、所述电子增压器、所述BSG 及所述低温散热器后返回所述第二水泵。

6.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:所述发 动机冷却水套包括有缸体水套和缸盖水套。

7.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:所述第 一水泵为开关式机械水泵;所述第二水泵为电子水泵;所述辅助水泵为电控辅 助水泵。

8.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:所述延 迟循环系统包括有第八流路、第九流路及第十流路; 所述第八流路为冷却液依次通过所述第一水泵的第二入水口后进入所述 电子节温器主阀门后,进入所述高温散热器的出水口,从所述高温散热器的入 水口出来后通过所述发动机冷却水套的第一出水口进入所述发动机冷却水套; 冷却液从所述发动机冷却水套的第二出水口进入所述辅助水泵;通过所述辅助 水泵后依次进入所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第三入口 回到所述第一水泵; 所述第九流路为所述冷却液从所述第一水泵出水口进入所述机油冷却器 的入水口,从所述机油冷却器出水口通过发动机冷却水套的第一出水口进入发 动机冷却水套,从所述发动机冷却水套第二出水口出来的冷却液再依次通过所 述辅助水泵、所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第三入水口返 回所述第一水泵; 所述第十流路冷却液依次通过所述第一水泵、所述发动机冷却水套的第二 出水口、所述辅助水泵、所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第 三入水口返回第一水泵。

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一种双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:包括有高温循环冷却系统、低温循环冷却系统及延迟循环系统;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、机油冷却器及涡轮增压器;所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵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连接所述涡轮增压器的入水口;所述涡轮增压器的出水口与所述第一水泵的第三入水口连接;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泵的第二入水口连接;所述低温循环冷却系统,包括有第二膨胀水箱、低温散热器、第二水泵、电子增压器、中冷器及BSG;所述第二膨胀水箱与所述第二水泵的入水口连接;所述第二水泵的出水口分别与所述中冷器的入水口及所述电子增压器的入水口连接;所述中冷器的出水口与所述低温散热器的入水口连接;所述电子增压器的出水口与所述BSG的入水口连接;所述BSG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泵的入水口连接;所述延迟循环系统包括有所述第一膨胀水箱、所述高温散热器、所述辅助水泵、所述发动机冷却水套、所述第一水泵、所述电子节温器、所述机油冷却器、所述涡轮增压器及所述暖风;所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵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泵的入水口;所述辅助水泵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暖风的入水口连接;所述暖风的出水口与所述第一水泵的第三入水口连接;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泵的第二入水口连接;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三排气管路。
原文:

1.一种双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:包括有高温循环冷却系统、 低温循环冷却系统及延迟循环系统; 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、机油冷却器及涡轮增压器; 所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵的出 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连接所述涡轮增压器的入 水口;所述涡轮增压器的出水口与所述第一水泵的第三入水口连接;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泵的第二入水口连接; 所述低温循环冷却系统,包括有第二膨胀水箱、低温散热器、第二水泵、 电子增压器、中冷器及BSG; 所述第二膨胀水箱与所述第二水泵的入水口连接;所述第二水泵的出水口 分别与所述中冷器的入水口及所述电子增压器的入水口连接;所述中冷器的出 水口与所述低温散热器的入水口连接;所述电子增压器的出水口与所述BSG 的入水口连接;所述BSG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泵的入水口连接; 所述延迟循环系统包括有所述第一膨胀水箱、所述高温散热器、所述辅助 水泵、所述发动机冷却水套、所述第一水泵、所述电子节温器、所述机油冷却 器、所述涡轮增压器及所述暖风; 所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵的出 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泵的入水口;所 述辅助水泵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 口与所述暖风的入水口连接;所述暖风的出水口与所述第一水泵的第三入水口 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泵的第二入水口连接; 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三排气管路。

2.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:所述高 温循环冷却系统还包括有辅助水泵或暖风中的一个或两个;所述辅助水泵设置 于所述发动机冷却水套第二出水口与所述涡轮增压器之间;所述暖风设置于所 述涡轮增压器的出水口与所述第一水泵的第三入水口之间。

3.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于: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; 所述大循环冷却流路包括有第一流路、第二流路及第三流路; 所述第一流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回 到所述第一水泵; 所述第二流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回到所 述第一水泵; 所述第三流路为冷却液依次通过所述第一水泵、所述发动机冷却水套的第 二出水口、所述涡轮增压器后通过所述第一水泵的第三入水口返回所述第一水 泵; 所述小循环冷却流路包括有第四流路和第五流路; 所述第四流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回所 述第一水泵; 所述第五流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回所述第一水泵。

4.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:在所述 第一排气管路上设置有第一单向阀和第一节流阀;在所述第二排气管路上设置 有第二节流阀;在所述第三排气管路上设置有第三节流阀。

5.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:所述低 温循环冷却系统包括有第六流路和第七流路; 所述第六流路为冷却液依次通过所述第二水泵、所述中冷器及所述低温散 热器后返回所述第二水泵; 所述第七流路为冷却液依次通过所述第二水泵、所述电子增压器、所述BSG 及所述低温散热器后返回所述第二水泵。

6.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:所述发 动机冷却水套包括有缸体水套和缸盖水套。

7.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:所述第 一水泵为开关式机械水泵;所述第二水泵为电子水泵;所述辅助水泵为电控辅 助水泵。

8.根据权利要求1所述的双膨胀水箱的冷却系统,其特征在于:所述延 迟循环系统包括有第八流路、第九流路及第十流路; 所述第八流路为冷却液依次通过所述第一水泵的第二入水口后进入所述 电子节温器主阀门后,进入所述高温散热器的出水口,从所述高温散热器的入 水口出来后通过所述发动机冷却水套的第一出水口进入所述发动机冷却水套; 冷却液从所述发动机冷却水套的第二出水口进入所述辅助水泵;通过所述辅助 水泵后依次进入所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第三入口 回到所述第一水泵; 所述第九流路为所述冷却液从所述第一水泵出水口进入所述机油冷却器 的入水口,从所述机油冷却器出水口通过发动机冷却水套的第一出水口进入发 动机冷却水套,从所述发动机冷却水套第二出水口出来的冷却液再依次通过所 述辅助水泵、所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第三入水口返 回所述第一水泵; 所述第十流路冷却液依次通过所述第一水泵、所述发动机冷却水套的第二 出水口、所述辅助水泵、所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第 三入水口返回第一水泵。

翻译:
一种双膨胀水箱的冷却系统

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的冷却系统。

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。

为此,申请人对现发动机冷却系统提出改进,具体见申请人的早期专 利,CN105134359A,一种采用延迟循环流路的发动机冷却系统;CN 103806999A,一种发动机冷却系统;CN105257384A,一种发动机冷却系统; CN105179065A,一种带双膨胀水壶的发动机双循环冷却系统;在这些现有 技术中,申请人通过对现发动机冷却循环系统通过改进流路,改进为高温 循环系统和低温循环系统,以及延迟循环系统,来综合提高发动机及各需 要冷却部件的冷却效果,而这样的改进技术方案,同现有的技术方案相比, 对发动机整个循环系统冷却效率有很大的提高;但是在进一步的研究过程 中,申请人发现,在发动机及整个需要冷却的各部件之间的不同冷却顺序, 即不同的冷却流路,对整个冷却系统的冷却效率的提高是不同的,而这一 不同并不具有可对比性,即对冷却流路的小的改进均具有不同的冷却效果。

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:

一种双膨胀水箱的冷却系统,包括有高温循环冷却系统、低温循环冷却系 统及延迟循环系统;

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、机油冷却器及涡轮增压器;

所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵的出 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连接所述涡轮增压器的入 水口;所述涡轮增压器的出水口与所述第一水泵的第三入水口连接;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泵的第二入水口连接;

所述低温循环冷却系统,包括有第二膨胀水箱、低温散热器、第二水泵、 电子增压器、中冷器及BSG;

所述第二膨胀水箱与所述第二水泵的入水口连接;所述第二水泵的出水口 分别与所述中冷器的入水口及所述电子增压器的入水口连接;所述中冷器的出 水口与所述低温散热器的入水口连接;所述电子增压器的出水口与所述BSG 的入水口连接;所述BSG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泵的入水口连接;

所述延迟循环系统包括有所述第一膨胀水箱、所述高温散热器、所述辅助 水泵、所述发动机冷却水套、所述第一水泵、所述电子节温器、所述机油冷却 器、所述涡轮增压器及所述暖风;

所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵的出 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泵的入水口;所 述辅助水泵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 口与所述暖风的入水口连接;所述暖风的出水口与所述第一水泵的第三入水口 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泵的第二入水口连接;

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三排气管路。

所述高温循环冷却系统还包括有辅助水泵或暖风中的一个或两个;所述辅 助水泵设置于所述发动机冷却水套第二出水口与所述涡轮增压器之间;所述暖 风设置于所述涡轮增压器的出水口与所述第一水泵的第三入水口之间。

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;

所述大循环冷却流路包括有第一流路、第二流路及第三流路;

所述第一流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回 到所述第一水泵;

所述第二流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回到所 述第一水泵;

所述第三流路为冷却液依次通过所述第一水泵、所述发动机冷却水套的第 二出水口、所述涡轮增压器后通过所述第一水泵的第三入水口返回所述第一水 泵;

所述小循环冷却流路包括有第四流路和第五流路;

所述第四流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回所 述第一水泵;

所述第五流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回所述第一水泵。

在所述第一排气管路上设置有第一单向阀和第一节流阀;在所述第二排气 管路上设置有第二节流阀;在所述第三排气管路上设置有第三节流阀。

所述低温循环冷却系统包括有第六流路和第七流路;

所述第六流路为冷却液依次通过所述第二水泵、所述中冷器及所述低温散 热器后返回所述第二水泵;

所述第七流路为冷却液依次通过所述第二水泵、所述电子增压器、所述BSG 及所述低温散热器后返回所述第二水泵。

所述发动机冷却水套包括有缸体水套和缸盖水套。

所述第一水泵为开关式机械水泵;所述第二水泵为电子水泵;所述辅助水 泵为电控辅助水泵。

所述延迟循环系统包括有第八流路、第九流路及第十流路;

所述第八流路为冷却液依次通过所述第一水泵的第二入水口后进入所述 电子节温器主阀门后,进入所述高温散热器的出水口,从所述高温散热器的入 水口出来后通过所述发动机冷却水套的第一出水口进入所述发动机冷却水套; 冷却液从所述发动机冷却水套的第二出水口进入所述辅助水泵;通过所述辅助 水泵后依次进入所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第三入口 回到所述第一水泵;

所述第九流路为所述冷却液从所述第一水泵出水口进入所述机油冷却器 的入水口,从所述机油冷却器出水口通过发动机冷却水套的第一出水口进入发 动机冷却水套,从所述发动机冷却水套第二出水口出来的冷却液再依次通过所 述辅助水泵、所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第三入水口返 回所述第一水泵;

所述第十流路冷却液依次通过所述第一水泵、所述发动机冷却水套的第二 出水口、所述辅助水泵、所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第 三入水口返回第一水泵。

本发明的有益效果是:

1、本申请涡轮增压器串联在暖风前,缸盖水套出去的冷却液温度完全满足 涡轮增压器的冷却液温度要求,同时也提高了进入暖风的冷却液温度,提高了 暖风效果。

2、在低温循环冷却系统中,有单独的低温散热器,使低温循环冷却液温 度均保持在55℃以下,低温散热器排气软管内装有节流阀,防止有过多的膨 胀水箱中温度较高的冷却液参与到低温循环冷却系统中。低温循环冷却系统中 BSG与电子增压器串联再与中冷器并联有利于发动机进气的冷却,有效保证了 发动机进气温度和进气效率,有利于发挥发动机动力性,防止爆震。并且将电 子增压器设置于低温循环冷却系统中,在发动机停机情况下,可以通过第二水 泵的运行来实现延迟冷却。

3、本申请在高温散热器排气软管内装有单向阀和节流阀,防止膨胀水箱 或其它流路冷却液压力较高时逆流,并防止膨胀水箱内过多的未经散热器的高 温冷却液从水泵前流入发动机内的冷却液循环,此装置有力的保护了发动机的 热平衡性。

4、本申请的由两个膨胀水箱,低温循环排气管和高温循环排气管分别进 入各自的膨胀水箱,防止高温循环排气管压力过高影响低温散热器的排气。

附图说明

图1为传统发动机冷却系统框架图;

图2为本发明高温循环冷却系统框架图;

图3为本发明低温循环冷却系统框架图;

图4为本发明延迟循环系统框架图。

附图标记说明

1虚线,2虚线,3虚线,4虚线,5实线,6实线,7箭头,8虚 线,001第一膨胀水箱,002电子节温器,003第一水泵,004缸体水套, 005缸盖水套,006机油冷却器,007高温散热器,008电子增压器,009 暖风,010电子水泵,011第二膨胀水箱,012低温散热器,013BSG,014 涡轮增压器,015中冷器,016第一单向阀,017第一节流阀,018第二 节流阀,019第三节流阀,020辅助水泵。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案,以下的实施例仅是示例性 的,仅能用来解释和说明本发明的技术方案,而不能解释为是对本发明技术方 案的限制。

关键部件定义

BSG:(BeltStarterGenerator)一种皮带起动发电机系统:可实现发 动机起/停功能,实现能量回收,辅助增扭等功能。

电子增压器:(ElectricSuper-ChargerESC)一种能够改善汽车发动机 点火及燃烧状态的电子匹配产品,主要作用是提高发动机的低端扭矩和扭矩的 响应性,可以在在0.25S范围内将电机的转速拖到70000转,需要空气对电机进 行冷却,集成在空气滤清器内部。

电子水泵:一种电机驱动的水泵,由发动机控制单元直接对其转速进行控 制,它不受发动机转速影响,可根据发动机实际冷却需求而灵活工作。

高温散热器:高温散热器是汽车冷却系统的一部分,主要由进水室、出水 室、主片及散热器芯子等部分总成,主要作用是冷却发动机水套内的高温冷却 液,属于高温冷却循环。

低温散热器:低温散热器是汽车冷却系统的一部分,主要由进水室、出水 室、主片及散热器芯子等部分总成,主要作用是冷却发动机中冷器、BSG、ESC、 涡轮增压器内的冷却液,属于低温冷却循环。

膨胀水箱:一种汽车冷却系统的部件,主要作用是给冷却液提供一个膨胀 的空间,及时补充系统缺失的冷却液,并去除冷却系统中积滞的空气,本专利 使用闭环控制式膨胀水箱,水壶内的冷却液也参与整车冷却水循环,另外,膨 胀水箱还起到给散热器总成、中冷散热器总成以及发动机的排气作用。

涡轮增压器:一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量,利用发动机 排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压 送由空滤器管道送来的空气使之增压进入气缸,主要作用是增加发动机的输出 功率。

中冷器:发动机涡轮增压的配套件,其作用在于降低发动机进气温度,提 高发动机的进气效率,且防止爆震,是发动机增压系统的重要组合部件。

电子节温器:电子节温器相对传统节温器增加了电加热功能,节温器阀门 开启条件更加灵活,控制单元采集传感器信号根据设定的程序得出计算值,对 电子节温器温度调节单元加载相应的电压,采用电加热蜡包的方式打开主阀门。 相对于传统节温器能更精准的控制发动机各种工况下冷却系统进入散热器的 冷却液流量,改变水循环范围。

油冷器:全称机油冷却器,一种发动机(润滑油)的冷气(却)装置,分 为风冷式和水冷式。水冷式机油冷却器利用冷却液温度来控制润滑油的温度, 当润滑油温度高时,靠冷却液降低温度;发动机启动时,则从冷却水中吸收热 量使润滑油温度迅速提升。

如图2至图4所示,本发明提供一种包括有双膨胀水箱的冷却系统改进结 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系统;在本申请 中,高温循环冷却系统与低温循环冷却系统分别使用各自的膨胀水箱作为排气 和泵前补水装置,这样能够完全避免双循环系统之间的干扰。

在本实施例的附图中,虚线1表示的是电子节温器关闭状态下的小循环回 路;虚线2表示的是第一排气管路;虚线3表示的是第二排气的路;虚线4 为补水管路;虚线8为第三排气管路;实线5为电子节温器开启状态下的大循 环回路;实线6为低温循环冷却系统流路;箭头7表示的为延迟循环系统。

高温循环冷却系统,发动机工作,燃油燃烧产生的热量除了做功、热辐 射、传导经废气带走外,其余均由冷却系统来进行冷却。整个高温循环冷 却系统分成两种状态:电子节温器关闭状态(主阀门关闭状态)和电子节 温器开启状态(主阀门开启状态)。

所述高温循环冷却系统包括有第一膨胀水箱001、高温散热器007、发动 机冷却水套、第一水泵003、电子节温器002、机油冷器006、辅助水泵020、 涡轮增压器014及暖风009。在本申请中,在通常高温循环冷却系统状态下(比 如非冬季等情况下),辅助水泵020不工作,该辅助水泵仅起到连通水道的作 用,在冬季,特别是在室外环境低的地区,需要暖风大量工作,此时常规循环 可能会满足车内的温度,可以通过开启辅助水泵来提高循环量。在不需要暖风 的季节或环境下,可以根据需要关闭暖风,则此时冷却液仅用来冷却涡轮增压 器,冷却液通过暖风旁通管路连通第一水泵的第三入水口。在本实施例中,发 动机冷却水套包括有缸体水套004和缸盖水套005,在本申请中,缸体水套的 结构及缸盖水套的结构不在本申请要求保护的范围内,至于冷却液是依次通过 缸体水套和缸盖水套及冷却液分别提供给缸体水套及缸盖水套均不影响本申 请的保护范围,本申请要求保护的范围内是要求发动机要有冷却水套,即需要 冷却液来冷却,而不是采用风冷却。

所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵的出 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辅助水泵连接所述涡 轮增压器的入水口;所述涡轮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泵的第三入水口连接;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泵的第二入水口连接。

在本申请的各实施例中,第一水泵的第一入水口、第一水泵的第二入水口 及第一水泵的第三入水口根据需要可以汇集为一个入水口。发动机冷却水套的 第一出水口及发动机冷却水套的第二出水口根据需要可以汇集为一个出水口。

所述高温循环冷却系统包括有所述电子节温器关闭状态时的高温循环冷 却系统(小循环冷却流路),以及电子节温器开启状态时的高温循环冷却系统 (大循环冷却流路),也包括有电子节温器半开启状态时的高温循环冷却系统 (小循环冷却流路及大循环冷却流路共存下的冷却流路)。

电子节温器关闭状态:

此时发动机处在刚启动工作状态,水温还没有升上来,此时,电子节温 器接收发动机ECU信号,根据发动机出水口冷却液温度和发动机的负荷状 态来决定开启关闭、发动机负荷低,电子节温器保持关闭,发动机处在小 循环状态,快速暖机,有利于降低冷启动油耗。

电子节温器关闭状态时的高温循环冷却系统包括有完全小循环回路(第四 流路和第五流路)及暖风回路(第三流路)。

所述第四流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回所 述第一水泵。

所述第五流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回所述第一水泵。

并且可以根据需要决定开启暖风回路,即第三流路,所述第三流路为冷却 液依次通过所述第一水泵、所述发动机冷却水套的第二出水口、所述辅助水泵、 所述涡轮增压器、所述暖风后通过所述第一水泵的第三入水口返回所述第一水 泵。

在本申请中,电子节温器的开启由冷却液温度控制,在本实施例中,发动 机中低负荷时,设定电子节温器的开启温度为97摄氏度,全开温度112摄氏 度;发动机高负荷工况时,设定电子节温器的开启温度为85摄氏度,全开温 度100摄氏度;发动机中低负荷时,在进入电子节温器的冷却液温度低于开启 温度时,高温循环冷却系统均按小循环流路运行。在本申请的其它实施例中, 电子节温器的开启温度可以根据需要设定,并不影响本申请的保护范围,比如 将电子节温器的开启温度设置于90、93,95,100摄氏度等均可。同样,电子 节温器主阀门的全开启温度也可以设定为其它温度,比如105,108,115摄氏 度等。

上述第四流路和第五均为发动机内的常通回路。

在本实施例中,当进入到电子节温器的冷却液温度高于112摄氏度时,电 子节温器的主阀门全部打开,电子节温器的副阀门全部关闭,此时,第四流路 与第五流路关闭。

所述电子节温器开启状态时的高温循环冷却系统的大循环冷却流路包括 有第一流路、第二流路及第三流路。

所述第一流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回 到所述第一水泵。

所述第二流路为冷却液依次通过所述第一水泵、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泵的第二入水口返回到所 述第一水泵。

所述第三流路为冷却液依次通过所述第一水泵、所述发动机冷却水套的第 二出水口、所述辅助水泵、所述涡轮增压器、所述暖风后通过所述第一水泵的 第三入水口返回所述第一水泵。在第三流路中,辅助水泵或暖风是否开启由车 内的温度需要而确定,当辅助水泵或暖风在关闭时仅起到通路作用。

此时,发动机冷却液温度逐渐上升,发动机冷却水套内的冷却液经发动 机的出水口进入高温散热器内参与冷却,即为图2高温循环所示。另外, 在散热器进水口位置设计第一排气管路,并且在第一排气管路上设置有第 一单向阀016和第一节流阀017;在缸盖水套005上设置有第二排气管路, 并在第二排气管路上设置第二节流阀018;可以有效的排出高温水路中产 生的气体,避免冷却循环水路中产生气蚀问题,第一排气管路和第二排气 管路均经过第一膨胀水箱完成,第一膨胀水箱压力盖设计为1.3Bar;在第 一水泵入水口位置设计高温补水管路,给第一水泵补水,避免第一水泵前 压力过低,产生气蚀现象。

在冷却液温度在97摄氏度至105摄氏度之间时,电子节温器的副阀门 处于开启状态的同时,电子节温器的主阀门也处于开启状态,此时,第一 流路、第二流路、第三流路、第四流路及第五流路同时存在。

所述低温循环冷却系统,如图3所示,包括有所述第二膨胀水箱011、低 温散热器012、第二水泵、中冷器015、电子增压器008及BSG013;在本申请 中,第二水泵为电子水泵010。

所述第二膨胀水箱与所述第二水泵的入水口连接;所述第二水泵的出水口 分别与所述中冷器的入水口及所述电子增压器的入水口连接;所述中冷器的出 水口与所述低温散热器的入水口连接;所述电子增压器的出水口与所述BSG 的入水口连接;所述BSG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泵的入水口连接。

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三排气管路。

在所述第一排气管路上设置有第一单向阀016和第一节流阀017;在所述 第二排气管路上设置有第二节流阀018;在所述第三排气管路上设置有第三节 流阀019。

所述低温循环冷却系统包括有第六流路和第七流路。

所述第六流路为冷却液依次通过所述第二水泵、所述中冷器及所述低温散 热器后返回所述第二水泵。

所述第七流路为冷却液依次通过所述第二水泵、所述电子增压器、所述BSG 及所述低温散热器后返回所述第二水泵。

低温循环冷却系统用于对BSG、电子增压器和中冷器的冷却,低温散 热器内冷却液由电子水泵吸出后流经中冷器支路与BSG和电子增压器的串 联支路并联,温度升高后的冷却液进入低温散热器。另外,第二膨胀水箱 内的冷却液通过电子水泵前的补水管路吸入电子水泵,防止电子水泵前压 力过低产生气蚀,同时,低温散热器上水箱内的混合气泡的冷却液因为第 二膨胀水箱和低温散热器上水箱的压力差通过第三排气管路上的第三节流 阀进入第二膨胀水箱。

低温循环冷却系统有单独的低温散热器,满足中冷器进水温度控制在 55摄氏度以下的冷却需求;低温循环冷却液动力来源ECU控制的电子水泵, 满足发动机低转速、高负荷或者发动机在靠BSG前端皮带进行热启动时BSG 和中冷器的散热需求。

本发明的高温循环冷却系统与低温循环冷却系统独自运行,两者互不 干预。

在本申请中,还包括有延迟循环系统,用以在发动机停止工作后对驾 驶室内的取暖。在本申请中,所述延迟循环系统包括有第一膨胀水箱001、 高温散热器007、辅助水泵020、发动机冷却水套、第一水泵003、电子节温 器002、机油冷却器006、涡轮增压器008及暖风009;在本申请中,在延迟 循环系统状态下,第一水泵为非工作状态,仅起到通路作用。冷却液的循环通 过辅助水泵来实现,在本申请中,辅助水泵为电子辅助水泵。本申请的延迟循 环系统主要起到两个目的,一个目的是对涡轮增压器的延迟冷却,另一个目的 是对车内供暖。

所述第一膨胀水箱与所述第一水泵的第一入水口连接;所述第一水泵的出 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泵的入水口;所 述辅助水泵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 口与所述暖风的入水口连接;所述暖风的出水口与所述第一水泵的第三入水口 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泵的第二入水口连接。

所述延迟循环系统包括有第八流路、第九流路及第十流路;

所述第八流路为冷却液依次通过所述第一水泵的第二入水口后进入所述 电子节温器主阀门后,进入所述高温散热器的出水口,从所述高温散热器的入 水口出来后通过所述发动机冷却水套的第一出水口进入所述发动机冷却水套; 冷却液从所述发动机冷却水套的第二出水口进入所述辅助水泵;通过所述辅助 水泵后依次进入所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第三入口 回到所述第一水泵;

所述第九流路为所述冷却液从所述第一水泵出水口进入所述机油冷却器 的入水口,从所述机油冷却器出水口通过发动机冷却水套的第一出水口进入发 动机冷却水套,从所述发动机冷却水套第二出水口出来的冷却液再依次通过所 述辅助水泵、所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第三入水口返 回所述第一水泵;

所述第十流路冷却液依次通过所述第一水泵、所述发动机冷却水套的第二 出水口、所述辅助水泵、所述涡轮增压器及所述暖风后通过所述第一水泵的第 三入水口返回第一水泵。

在本申请的延迟循环系统状态下,暖风的开启和关闭根据需要来决定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式的描述,应当指出,由于文字表 达的有限性,而在客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技 术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰, 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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