CN108590838A - 一种发动机冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机冷却系统，包括一级中冷循环系统和二级中冷循环系统，其中，一级中冷循环系统包括一级中冷散热器、电子水泵、BSG和发动机中冷器；来自一级中冷散热器的冷却液经过电子水泵后分为两路，一路流经BSG回至一级中冷散热器，一路流经发动机中冷器回到一级中冷散热器；二级中冷循环系统包括上述发动机中冷器和二级中冷散热器；来自二级中冷散热器的冷却气体流通至发动机中冷器和缸盖中。本发明中一级中冷循环系统采用冷却液冷却，二级中冷循环系统采用冷却气体冷却，冷却液和冷却气体相结合的方式，提高了冷却效率，增加了冷却稳定性。

Description

一种发动机冷却系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种发动机冷却系统。
背景技术
外界空气在进入发动机前，需要进行过滤和增压，通常的空气经过空滤器过滤之后，再进入到涡轮增压器中，而涡轮增压器工作时，采用发动机燃烧后的废气作为动力推动涡轮，从而将进入涡轮增压器中的空气进行增压。然而由于发动机排出的废气温度非常高，因此废气进入涡轮增压器中推动涡轮时，会将高温热量通过涡轮增压器传递给增压气体，另外，空气在被涡轮增压器压缩的过程中，也会由于密度升高随之温度升高。
如果上述增压气体未经冷却直接送入发动机中，则会影响发动机的充气效率，发动机燃烧温度过高，也会容易造成爆震等，同时还会增加发动机废气中的氮氧化合物的含量。为了解决上述问题，在增压气体进入发动机之前，会进行冷却处理，目前采用的冷却系统，其冷却效率过低，且在恶劣工况下，冷却稳定性也较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机冷却系统，以解决上述问题，将增压气体进行冷却，并且提高冷却效率，增加冷却稳定性。
本发明提供了一种发动机冷却系统，包括：
一级中冷循环系统，包括一级中冷散热器、电子水泵、BSG和发动机中冷器；来自所述一级中冷散热器的冷却液经过所述电子水泵后分为两路，一路流经所述BSG回到所述一级中冷散热器，一路流经所述发动机中冷器回到所述一级中冷散热器；
二级中冷循环系统，包括所述发动机中冷器和二级中冷散热器；来自所述二级中冷散热器的冷却气体流通至所述发动机中冷器和缸盖中；
增压气体从所述发动机中冷器进入所述一级中冷循环系统后，再经过所述二级中冷循环系统进入所述缸盖中。
如上所述的发动机冷却系统，其中，优选的是，还包括冷却小循环系统，所述冷却小循环系统包括缸体、所述缸盖、水泵、电子节温器、DCT油冷器和暖风；
在所述冷却小循环系统中，所述电子节温器关闭，从所述水泵中泵出的冷却液依次流经所述缸体和所述缸盖之后分为三路，一路流经所述电子节温器回到所述水泵，一路流经所述DCT油冷器回到所述水泵，一路流经所述暖风回到所述水泵。
如上所述的发动机冷却系统，其中，优选的是，还包括冷却大循环系统，所述冷却大循环系统包括所述缸体、所述缸盖、所述水泵、所述电子节温器、所述DCT和主散热器；
在所述冷却大循环系统中，所述电子节温器开启，从所述水泵中泵出的冷却液依次流经所述缸体和所述缸盖后分为三路，一路流经所述电子节温器和所述主散热器后回到所述水泵，一路流经所述DCT油冷器回到所述水泵，一路流经所述暖风回到所述水泵。
如上所述的发动机冷却系统，其中，优选的是，还包括补水回路，所述补水回路包括膨胀水壶和补水管路，所述膨胀水壶经所述补水管路向所述主散热器和所述一级中冷散热器中补充冷却液。
如上所述的发动机冷却系统，其中，优选的是，还包括排气回路，所述排气回路包括所述膨胀水壶和排气管路，所述膨胀水壶经所述排气管路为所述电子水泵和所述水泵排气。
如上所述的发动机冷却系统，其中，优选的是，还包括空滤器和涡轮增压器，空气经所述空滤器过滤后进入所述涡轮增压器中进行增压，增压气体再进入所述发动机中冷器中。
如上所述的发动机冷却系统，其中，优选的是，所述二级中冷散热器布置在汽车前端进气格栅的后方。
如上所述的发动机冷却系统，其中，优选的是，所述发动机中冷器为四通道中冷器，其中两个通道为气体冷却通道，另外两个通道为液体冷却通道。
本发明提供的发动机冷却系统，包括一级中冷循环系统和二级中冷循环系统，其中，一级中冷循环系统包括一级中冷散热器、电子水泵、BSG和发动机中冷器；来自一级中冷散热器的冷却液经过电子水泵后分为两路，一路流经BSG回至一级中冷散热器，一路流经发动机中冷器回到一级中冷散热器；二级中冷循环系统包括发动机中冷器和二级中冷散热器；来自二级中冷散热器的冷却气体流通至发动机中冷器和缸盖中。一级中冷循环系统中，采用冷却液进行冷却，二级中冷循环系统中，采用冷却气体进行冷却，来自发动机中冷器的增压气体经过一级中冷循环系统后，再经过二级中冷循环系统进入缸盖中。冷却液和冷却气体相结合的方式，提高了冷却效率，增加冷却稳定性。另外，增压气体得到充分冷却之后，可以提高进气密度，提高燃烧充分程度，从而可以降低氮氧化物的排放量，起到保护环境的作用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的发动机冷却系统的结构示意图。
附图标记说明：
1-一级中冷器散热器 2-电子水泵 3-BSG 4-发动机中冷器
5-二级中冷散热器 6-缸体 7-缸盖 8-水泵
9-电子节温器 10-DCT油冷器 11-暖风 12-主散热器
13-补水管路 14-膨胀水壶 15-排气管路 16-空滤器
17-涡轮增压器
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
关键部件定义
BSG：(Belt Starter Generator)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。
电子水泵：一种电机驱动的水泵，采用压电材料作动力装置，可以实现从控制到驱动电子化，采用电子集成系统控制液体传输，实现液体运输的可调性、精确性。
主散热器：主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缸套内的高温水。
一级中冷散热器：一级中冷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，主要作用是冷却来自涡轮增压器中的高温增压气体。
发动机中冷器：发动机中冷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，主要作用是冷却来自涡轮增压器中的高温增压气体。
膨胀水壶：一种汽车冷却系统的部件，主要作用是用来储存冷却液，本专利使用闭式膨胀水壶，水壶内的冷却液也参与整车冷却水循环，另外，膨胀水壶还起到排气作用。
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转速。
二级中冷散热器：发动机涡轮增压的配套件，用于冷却来自涡轮增压器中的高温的增压气体。
电子节温器：一种发动机温控装置，发动机控制器控制电子节温器根据发动机温度打开或者关闭，控制冷却液流量和循环系统。
外界空气在进入发动机之间，需要进行过滤和增压，请参考图1，可见，空气经过空滤器16过滤之后，进入到涡轮增压器17中，而涡轮增压器17工作时，采用发动机燃烧后的废气推动涡轮，从而将进入涡轮增压器17中的空气进行增压。然而由于发动机排出的废气温度非常高，因此废气进入涡轮增压器17中推动涡轮时，会将高温热量通过涡轮增压器17传递给增压气体，另外，空气在被涡轮增压器17压缩的过程中，也会由于密度升高随之温度升高，本发明旨在于将从涡轮增压器17中出来的高温增压气体进行冷却。以下详述本发明的技术方案。
本发明实施例提供的发动机冷却系统，包括一级中冷循环系统和二级中冷循环系统。
其中，一级中冷循环系统包括一级中冷散热器1、电子水泵2、BSG3和发动机中冷器4；来自一级中冷散热器1的冷却液经过电子水泵2后分为两路，一路流经BSG3回至一级中冷散热器1，一路流经发动机中冷器4回到一级中冷散热器1。一级中冷循环系统中，采用冷却液进行冷却。
二级中冷循环系统与一级中冷循环系统共用同一发动机中冷器4，二级中冷循环系统还包括二级中冷散热器5；二级中冷散热器5为空冷器；二级中冷散热器5的两端分别连接发动机中冷器4和缸盖7，来自二级中冷散热器5的冷却气体可以流通至发动机中冷器4和缸盖7中。并且，优选地，二级中冷散热器5布置在汽车前端进气格栅的后方；二级中冷循环系统中，采用冷却气体进行冷却。
增压气体从发动机中冷器4进入一级中冷循环系统后，再经过二级中冷循环系统进入缸盖7中。
请参考图1，从涡轮增压器17中出来的高温增压气体首先从发动机中冷器4进入一级中冷循环系统中，并经过一级中冷循环系统冷却之后，随后再回到发动机中冷器4中，再从发动机中冷器4进入二级中冷循环系统，最后再进入缸盖7中。具体地，增压气体在一级中冷循环系统中依次流经发动机中冷器4、一级中冷散热器1和电子水泵2之后，再回到发动机中冷器4中；再在二级中冷循环系统中依次流经发动机中冷器4和二级中冷散热器5之后，再进入缸盖7中为发动机所用。增压气体在一级中冷循环系统中流动时，被一级中冷循环系统中的冷却液进行一次冷却，增压气体在二级中冷循环系统中流动时，被二级中冷循环系统中的冷却气体进行二次冷却。冷却液进行冷却的方式，其冷却效率较高，在一级中冷循环系统中经过后，增压气体温度大幅降低，此时进入二级中冷循环系统中，经过冷却气体冷却，气体冷却的方式稳定性较好，尤其是在恶劣工况下，增压气体被一级中冷循环系统冷却后，经过二级中冷循环系统时，其稳定性明显增强。
因此，本发明实施例中，增压气体首先经过冷却液的冷却，再经过了冷却气体的冷却，也即增压气体经过二次冷却，采用冷却液和冷却气体相结合的方式，提高了冷却效率，增加了冷却稳定性。在增压气体得到充分冷却之后，可以提高进气密度，提高燃烧充分程度，从而可以降低氮氧化物的排放量，起到保护环境的作用。
具体地，上述发动机中冷器4为四通道中冷器，其中两个通道为气体冷却通道，另外两个通道为液体冷却通道。在一级中冷循环系统中，从涡轮增压器17中出来的增压气体进入液体冷却通道，并从该液体冷却通道中进入一级中冷散热器1；而从电子水泵2中出来的增压气体则回到发动机中冷器4的气体冷却通道中，并从该气体冷却通道中进入二级中冷散热器5中，最终再进入缸盖7中。
另外，发动机使用过程中，也需要进行冷却，因此在一个实施例中，发动机冷却系统还包括冷却小循环系统，冷却小循环系统包括缸体6、缸盖7、水泵8、电子节温器9、DCT油冷器10和暖风11；在冷却小循环系统中，电子节温器9关闭，从水泵8中泵出的冷却液依次流经缸体6和缸盖7之后分为三路，一路流经电子节温器9回到水泵8，一路流经DCT油冷器10回到水泵8，一路流经暖风11回到水泵8。
当发动机水温较低的时候，电子节温器9保持关闭状态，冷却液在缸体6、缸盖7、水泵8和电子节温器9之间循环，同时DCT油冷器10和暖风11需要一直进行冷却，因此将DTC油冷器和暖风11均与缸体6、缸盖7和水泵8进行并联，以保证冷却液能够实时流通至DTC油冷器和暖风11中。
进一步地，当发动机水温较高时，需要增强冷却功能，因此，在另一实施例中，还包括冷却大循环系统，冷却大循环系统与冷却小循环系统共用缸体6、缸盖7、水泵8、电子节温器9和DCT油冷器10，冷却大循环系统还包括主散热器12；在冷却大循环系统中，电子节温器9开启，从水泵8中泵出的冷却液依次流经缸体6和缸盖7后分为三路，一路流经电子节温器9和主散热器12后回到水泵8，一路流经DCT油冷器10回到水泵8，一路流经暖风11回到水泵8。
发动机温度较高时，电子节温器9打开，此时冷却大循环系统启动，冷却液在缸盖7、缸体6、水泵8和主散热器12之间循环，同时DCT油冷器10和暖风11同样保持常通冷却，因此将DTC油冷器和暖风11均与缸体6、缸盖7和水泵8进行并联。也即，在冷却大循环系统和冷却小循环系统中，均可以对DCT油冷器10和暖风11进行冷却，满足了对发动机根据温度选择不同冷却模式的同时，可以对DCT油冷器10和暖风11进行常通冷却。
另外，还包括补水回路，补水回路包括膨胀水壶14和补水管路13，膨胀水壶14内的冷却液通过补水管路13向主散热器12和一级中冷散热器1补充冷却液，避免主散热器和一级中冷散热器1中的冷却液流失，造成冷却不充分和产生气泡等问题。
进一步地，还包括排气回路，排气回路包括上述膨胀水壶14和排气管路15，膨胀水壶14经排气管路15为电子水泵2和水泵8排气。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种发动机冷却系统，其特征在于，包括：
一级中冷循环系统，包括一级中冷散热器、电子水泵、BSG和发动机中冷器；来自所述一级中冷散热器的冷却液经过所述电子水泵后分为两路，一路流经所述BSG回到所述一级中冷散热器，一路流经所述发动机中冷器回到所述一级中冷散热器；
二级中冷循环系统，包括所述发动机中冷器和二级中冷散热器；来自所述二级中冷散热器的冷却气体流通至所述发动机中冷器和缸盖中；
增压气体从所述发动机中冷器进入所述一级中冷循环系统后，再经过所述二级中冷循环系统进入所述缸盖中。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括冷却小循环系统，所述冷却小循环系统包括缸体、所述缸盖、水泵、电子节温器、DCT油冷器和暖风；
在所述冷却小循环系统中，所述电子节温器关闭，从所述水泵中泵出的冷却液依次流经所述缸体和所述缸盖之后分为三路，一路流经所述电子节温器回到所述水泵，一路流经所述DCT油冷器回到所述水泵，一路流经所述暖风回到所述水泵。
3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括冷却大循环系统，所述冷却大循环系统包括所述缸体、所述缸盖、所述水泵、所述电子节温器、所述DCT和主散热器；
在所述冷却大循环系统中，所述电子节温器开启，从所述水泵中泵出的冷却液依次流经所述缸体和所述缸盖后分为三路，一路流经所述电子节温器和所述主散热器后回到所述水泵，一路流经所述DCT油冷器回到所述水泵，一路流经所述暖风回到所述水泵。
4.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括补水回路，所述补水回路包括膨胀水壶和补水管路，所述膨胀水壶经所述补水管路向所述主散热器和所述一级中冷散热器中补充冷却液。
5.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括排气回路，所述排气回路包括所述膨胀水壶和排气管路，所述膨胀水壶经所述排气管路为所述电子水泵和所述水泵排气。
6.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包括空滤器和涡轮增压器，空气经所述空滤器过滤后进入所述涡轮增压器中进行增压，增压气体再进入所述发动机中冷器中。
7.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述二级中冷散热器布置在汽车前端进气格栅的后方。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的发动机冷却系统，其特征在于，所述发动机中冷器为四通道中冷器，其中两个通道为气体冷却通道，另外两个通道为液体冷却通道。
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