一种双膨胀水箱双循环冷却系统改进结构的制造方法与工艺

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。

技术实现要素：
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；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、涡轮增压器、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涡轮增压器的入水口连接；所述中冷器的出水口与所述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泵的入水口连接；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、所述电子增压器及所述暖风；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二排气管路。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和第二流路；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。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泵、所述发动机冷却水套的第二出水口、所述辅助水泵、所述电子增压器、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。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、所述BSG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、所述涡轮增压器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。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。所述第一单向阀与所述第一节流阀串联布置；所述第一单向阀设置于所述第一膨胀水箱与所述第一节流阀之间。所述延迟循环冷却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电子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、所述电子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、所述电子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、本申请电子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电子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50℃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。并且将涡轮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、本申请的采用两个膨胀水箱，低温循环排气管和高温循环排气管分别与不同的膨胀水箱连接，有效避免了在与高温循环共用膨胀水壶时，膨胀水壶中的高温冷却液通过电子水泵前的补偿水管路进入中冷器，且流量不稳定，影响中冷器的进水温度的稳定性，同时影响发动机的进水温度和进气温度的稳定性。5、本申请中，发动机停机后，机械水泵和低温循环中电子水泵停止工作，电控辅助电子水泵开始工作，电子节温器靠ECU控制电加热棒加热蜡包，主阀门打开，副阀门关闭，缸体缸盖水套、高温散热器、机油冷却器内温度较高的冷却液由电控辅助电子水泵泵出后继续对电子增压器、涡轮增压器进行冷却，之后流经暖风装置，对驾驶室继续供暖，满足涡轮增压器延迟冷却的需求，同时发动机停机后继续支持暖风供热系统，提高了整车的使用性能。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为本发明延迟循环冷却系统框架图。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...