本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机高低温循环冷却系统。
背景技术：
现有的发动机冷却循环系统一般由水泵、散热器、风扇、节温器、暖风机、发动机水套以及其他附加装置等组成，利用水泵强制冷却液在发动机中流动进行热交换，并通过风扇采用风冷的方式与各交换器里面的冷却介质进行热对流，以带走交换器内冷却介质的热量，从而使发动机在所有工况都保持在适当的温度范围内。
随着排放要求升级和对燃油经济性的需求，废气再循环系统和增压系统等逐渐应用到发动机上，增压后的空气一般通过中冷器进行冷却。由于中冷器的冷却能力直接影响进气温度，现有增压空气未经中冷器充分冷却就进入燃烧室内，会影响发动机的充气效率，从而影响发动机经济性和动力性，同时还很容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的氮氧化物的含量，造成空气污染。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种发动机高低温循环冷却系统，用于降低进气温度，降低环境污染，且提高发动机经济型和动力性。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种发动机高低温循环冷却系统，包括相互独立的高温循环冷却系统和低温循环冷却系统，所述低温循环冷却系统包括低温水泵、分流阀、主中冷器及级间中冷器，所述低温水泵用于输出冷却液，所述分流阀的一端连通于所述低温水泵的出口，另一端分别连通于所述主中冷器和所述级间中冷器，所述分流阀用于分配通入所述主中冷器和所述级间中冷器内冷却液的流量，所述主中冷器和所述级间中冷器并列设置并均与所述低温水泵相连通。
作为优选，所述低温循环冷却系统还包括低温膨胀水箱，所述低温膨胀水箱的一端连通于所述主中冷器和/或所述级间中冷器，另一端连通于所述低温水泵的进口。
作为优选，所述低温膨胀水箱通过低温放气管连通于所述主中冷器和/或所述级间中冷器。
作为优选，所述低温膨胀水箱通过低温补水管连通于所述低温水泵。
作为优选，所述低温循环冷却系统还包括低温散热器，所述低温散热器的一端分别连通于所述主中冷器和所述级间中冷器，所述低温散热器的另一端连通于所述低温水泵的进口。
作为优选，所述高温循环冷却系统包括相互串联的高温水泵、发动机水套和节温器，所述高温水泵的进口连通于所述节温器，使所述发动机水套形成第一冷却循环；在所述节温器和所述高温水泵的进口之间设置有高温散热器，使所述高温水泵、所述发动机水套、所述节温器及所述高温散热器形成第二冷却循环。
作为优选，所述高温循环冷却系统还包括egr冷却器、油冷器及出水管，所述出水管的两端分别连通于所述节温器和所述发动机水套，所述egr冷却器和所述油冷器并联设置，且所述egr冷却器的两端和所述油冷器的两端均分别连通于所述高温水泵的出口和所述出水管。
作为优选，所述高温循环冷却系统还包括高温膨胀水箱，所述高温膨胀水箱的两端分别连通于所述高温水泵的进口和所述出水管。
作为优选，所述高温循环冷却系统还包括相互并联设置的暖风机和尿素箱，所述暖风机的两端和所述尿素箱的两端均分别连通于所述出水管和所述高温水泵的进口。
作为优选，所述高温循环冷却系统还包括缓速器和空压机，所述缓速器的一端连通于所述发动机水套，另一端连通于所述出水管，所述空压机的一端连通于所述发动机水套，另一端连通于所述出水管或所述高温水泵的进口。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供的发动机高低温循环冷却系统，冷却液经低温水泵加压后，低温水泵将冷却液通过分流阀分别输送至主中冷器和级间中冷器内，分流阀起到了分流作用，使得主中冷器和级间中冷器能够充分冷却进气，提高了主中冷器和级间中冷器的冷却能力，有效降低中冷后的进气温度，以保证经主中冷器和级间中冷器冷却的空气温度均在适当范围内，使进气温度满足增压器和发动机燃烧的匹配需求，从而提高发动机经济性和动力性。同时，由于进气具有较低温度，减少爆震等故障，且降低发动机废气中的氮氧化物的含量，降低环境污染。
同时，通过设置高温循环冷却系统和低温循环冷却系统之间相互独立，减少两者彼此的相互影响，保证发动机的气缸和进气温度都能够在较低温度范围之内，以保证燃烧充分。
附图说明
图1是本实用新型发动机高低温循环冷却系统的结构示意图。
图中：
101、低温水泵；102、分流阀；103、主中冷器；104、级间中冷器；105、低温散热器；106、低温膨胀水箱；107、风扇；
201、高温水泵；202、发动机水套；203、节温器；204、高温散热器；205、egr冷却器；206、油冷器；207、出水管；208、暖风机；209、尿素箱；210、高温膨胀水箱；211、缓速器；212、空压机。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
本实施例提供了一种发动机高低温循环冷却系统，用于对各零件的散热，以保证发动机在任何工况都在适当的温度范围之内。如图1所示，发动机高低温循环冷却系统包括相互独立的高温循环冷却系统和低温循环冷却系统，高温循环冷却系统用于对发动机自身的冷却散热，低温循环冷却系统用于对进气进行冷却散热，两者在发动机正常工作时同时使用。通过设置高温循环冷却系统和低温循环冷却系统之间相互独立，减少两者彼此的相互影响，保证发动机的气缸和进气温度都能够在较低温度范围之内，以保证燃烧充分。
对于增压发动机而言，经增压器增压后的空气具有较高温度，需要在增压器与进气歧管之间安装中冷器，中冷器用于降低增压后的高温空气温度，以保证新鲜空气的进气量。因此，为了保证中冷器对进气的冷却效果，低温循环冷却系统包括低温水泵101、分流阀102、主中冷器103、级间中冷器104及低温散热器105，低温水泵101用于输出冷却液，主中冷器103、级间中冷器104均设置在发动机本体上，分流阀102的一端连通于低温水泵101的出口，另一端分别连通于主中冷器103和级间中冷器104，分流阀102用于分配通入主中冷器103和级间中冷器104内冷却液的流量，主中冷器103和级间中冷器104并列设置并均通过低温散热器105与低温水泵101相连通，主中冷器103和级间中冷器104用于不同级别的冷却，以满足不同的工况需求。其中级间中冷器104具体表示二级中冷器、三级中冷器及四级中冷器等等。
本实施例提供的发动机高低温循环冷却系统，冷却液经低温水泵101加压后，低温水泵101将冷却液通过分流阀102分别输送至主中冷器103和级间中冷器104内，分流阀102起到了分流作用，使得主中冷器103和级间中冷器104能够充分冷却进气，提高了主中冷器103和级间中冷器104的冷却能力，有效降低中冷后的进气温度，以保证经主中冷器103和级间中冷器104冷却的空气温度均在适当范围内，使进气温度满足增压器和发动机燃烧的匹配需求，从而提高发动机经济性和动力性。同时，由于进气具有较低温度，减少爆震等故障，且降低发动机废气中的氮氧化物的含量，降低环境污染。
需要特别说明的是，低温水泵101采用电子水泵，电子水泵自身具备空转保护、过压保护等功能，根据发动机工况，可以控制电子水泵输出冷却液水流量。在发动机冷启动时，低温水泵101可以输出极少流量或者不输出冷却液，以使发动机尽快暖机。
为了进一步保证进气温度，将低温散热器105的一端分别连通于主中冷器103和级间中冷器104，低温散热器105的另一端连通于低温水泵101的进口，低温散热器105通过风扇107进行冷却，采用风冷和水冷相结合的方式，实现对经增压器加压的空气的冷却，保证了低温循环冷却系统中冷却液对进气的冷却效果。
可以理解的是，为了减少高温循环冷却系统中冷却冷对低温循环冷却系统中冷却液的影响，低温循环冷却系统和高温循环冷却系统分别配备独立的膨胀水箱，因此，低温循环冷却系统还包括低温膨胀水箱106，低温膨胀水箱106的一端连通于主中冷器103和/或级间中冷器104，另一端连通于低温水泵101的进口。
由于对于冷却液的水循环，如果在冷却液中出现气泡会影响冷却效果，为了解决这一问题，低温膨胀水箱106通过低温放气管连通于主中冷器103和/或级间中冷器104，通过设置低温放气管，以将冷却液内的气泡排出，从而有效地保证了冷却效果。同时，低温膨胀水箱106通过低温补水管连通于低温水泵101，减少由于冷却液受到高温而蒸发减少的情况，保证冷却液能够充足供给，从而实现了低温水箱对低温水泵101的补水效果。
需要特别说明的是，对于主中冷器103和级间中冷器104两者具体哪个中冷器连接至低温膨胀水箱106，是根据两者的空间布置位置而决定。例如：本实施例中级间中冷器104位于空间位置的最高点，将级间中冷器104与低温膨胀水箱106相连通，由于气泡是向高处移动，从而便于冷却液内气泡的排出。因此，本实施例中低温膨胀水箱106可以连通于主中冷器103，或低温膨胀水箱106可以连通于级间中冷器104，或低温膨胀水箱106可以同时连通于主中冷器103和级间中冷器104。
可选地，上述高温循环冷却系统包括相互串联的高温水泵201、发动机水套202和节温器203，高温水泵201具体采用电控硅油水泵，可以使高温水泵201在不同工况下采用不同负荷率工作，减少功耗。高温水泵201的进口连通于节温器203，使发动机水套202形成第一冷却循环，即小循环；在节温器203和高温水泵201的进口之间设置有高温散热器204，使高温水泵201、发动机水套202、节温器203及高温散热器204形成第二冷却循环，即大循环。节温器203用于调节大、小循环，当发动机水套202的出水温度较低时，则冷却液从节温器203直接回到高温水泵201的进口，实现小循环；当发动机水套202的出水温度较高时，则先流向高温散热器204，再回到高温水泵201的进口，实现大循环。
为了实现对发动机自身的冷却，高温循环冷却系统还包括egr冷却器205、油冷器206、出水管207、暖风机208、尿素箱209及高温膨胀水箱210，egr冷却器205和油冷器206并联设置，且egr冷却器205的两端和油冷器206的两端均分别连通于高温水泵201的出口和出水管207，出水管207的两端分别连通于节温器203和发动机水套202。同时，缓速器211的一端连通于发动机水套202，另一端连通于出水管207，空压机212的一端连通于发动机水套202，另一端连通于出水管207或高温水泵201的进口
其中，暖风机208具体为汽车空调，用于调节汽车的室内温度，尿素箱209用于容纳尿素，尿素作用废气处理的还原液体，尿素用于处理废气，如果温度较低时，尿素通常会结晶成固体，从而影响废气的处理效果，为了解决这一问题，将暖风机208和尿素箱209相互并联设置的，以减少两者的相互影响，暖风机208的两端和尿素箱209的两端均分别连通于出水管207和高温水泵201的进口，从而保证暖风机208和尿素箱209都在较佳的工作范围之内。
具体地，高温水泵201的出口的冷却液分成三个支路，第一支路经egr冷却器205流入至出水管207，出水管207起到了支路汇总的作用；第二支路通过油冷器206流入至出水管207；第三支路经发动机水套202后分成两个子支路，其中一个子支路经缓速器211流入至出水管207，另外一个子支路经空压机212回流至高温水泵201的进口或者出水管207内(图中未示出)。然后经出水管207汇总后，冷却液通过高温散热器204进行散热处理后，再回流至高温水泵201的进口。
为了能够及时对高温水泵201进行冷却液的补充，通过设置高温膨胀水箱210的两端分别连通于高温水泵201的进口和出水管207。通过高温循环冷却系统和低温循环冷却系统分别布置有一个膨胀水箱，有效减小高温循环冷却系统中冷却液对低温循环冷却系统的冷却液温度的影响，以保证主中冷器103和级间中冷器104的空气冷却效果。
由于对于冷却液的水循环，如果在冷却液中出现气泡会影响冷却效果，为了解决这一问题，高温膨胀水箱210通过高温放气管连通于出水管207，通过设置高温放气管，以将冷却液内的气泡排出，从而有效地保证了冷却效果。同时，高温膨胀水箱210通过高温补水管连通于高温水泵201的进口，减少由于冷却液受到高温而蒸发减少的情况，保证冷却液能够充足供给，从而实现了高温水箱对高温水泵201的补水效果。
需要特别说明的是，对于具体哪个部件连接至高温膨胀水箱210，是根据的空间布置位置而决定。例如：本实施例出水管207位于空间位置的最高点，将出水管207与高温膨胀水箱210相连通，由于气泡是向高处移动，从而便于冷却液内气泡的排出。
需要特别说明的是，高温散热器204、低温散热器105和暖风机208均布置于发动机前端，通过风扇107使用风冷的方式与其进行冷却介质热交换。
本实施例提供的发动机高低温循环冷却系统的工作过程如下：
对于低温循环冷却系统，冷却液经低温水泵101加压后，低温水泵101将冷却液通过分流阀102分别输送至主中冷器103和级间中冷器104内，分流阀102起到了分流作用，使得主中冷器103和级间中冷器104能够充分冷却进气，然后冷却液通过低温散热器105回流至低温水泵101的进口，同时，级间中冷器104通过低温放气管连通至低温膨胀水箱106，然后低温膨胀水箱106通过低温补水管连通至低温水泵101，用于冷却液的补给。
对于高温循环冷却系统，冷却液经高温水泵201加压后，高温水泵201的出口的冷却液分成三个支路，第一支路经egr冷却器205流入至出水管207，出水管207起到了支路汇总的作用；第二支路通过油冷器206流入至出水管207；第三支路经发动机水套202后分成两个子支路，其中一个子支路经缓速器211流入至出水管207，另外一个子支路经空压机212回流至高温水泵201的进口或者出水管207内；然后经出水管207汇总后，形成四条液路，第一液路：出水管207内的冷却液通过节温器203直接回流至高温水泵201的进口，使形成第一冷却循环，即小循环；第二液路：出水管207内的冷却液经节温器203控制通过高温散热器204回流至高温水泵201的进口，形成第二冷却循环，即大循环；第三液路：出水管207内的冷却液分别通过尿素箱209和暖风机208回流至高温水泵201的进口；第三液路：出水管207内的冷却液通过高温放气管连通至高温膨胀水箱210，然后高温膨胀水箱210通过高温补水管连通至高温水泵201，用于冷却液的补给。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
1.一种发动机高低温循环冷却系统，其特征在于，包括相互独立的高温循环冷却系统和低温循环冷却系统，所述低温循环冷却系统包括低温水泵(101)、分流阀(102)、主中冷器(103)及级间中冷器(104)，所述低温水泵(101)用于输出冷却液，所述分流阀(102)的一端连通于所述低温水泵(101)的出口，另一端分别连通于所述主中冷器(103)和所述级间中冷器(104)，所述分流阀(102)用于分配通入所述主中冷器(103)和所述级间中冷器(104)内冷却液的流量，所述主中冷器(103)和所述级间中冷器(104)并列设置并均与所述低温水泵(101)相连通。
2.根据权利要求1所述的发动机高低温循环冷却系统，其特征在于，所述低温循环冷却系统还包括低温膨胀水箱(106)，所述低温膨胀水箱(106)的一端连通于所述主中冷器(103)和/或所述级间中冷器(104)，另一端连通于所述低温水泵(101)的进口。
3.根据权利要求2所述的发动机高低温循环冷却系统，其特征在于，所述低温膨胀水箱(106)通过低温放气管连通于所述主中冷器(103)和/或所述级间中冷器(104)。
4.根据权利要求2所述的发动机高低温循环冷却系统，其特征在于，所述低温膨胀水箱(106)通过低温补水管连通于所述低温水泵(101)。
5.根据权利要求1所述的发动机高低温循环冷却系统，其特征在于，所述低温循环冷却系统还包括低温散热器(105)，所述低温散热器(105)的一端分别连通于所述主中冷器(103)和所述级间中冷器(104)，所述低温散热器(105)的另一端连通于所述低温水泵(101)的进口。
6.根据权利要求1-5任一项所述的发动机高低温循环冷却系统，其特征在于，所述高温循环冷却系统包括相互串联的高温水泵(201)、发动机水套(202)和节温器(203)，所述高温水泵(201)的进口连通于所述节温器(203)，使与所述发动机水套(202)形成第一冷却循环；在所述节温器(203)和所述高温水泵(201)的进口之间设置有高温散热器(204)，使所述高温水泵(201)、所述发动机水套(202)、所述节温器(203)及所述高温散热器(204)形成第二冷却循环。
7.根据权利要求6所述的发动机高低温循环冷却系统，其特征在于，所述高温循环冷却系统还包括egr冷却器(205)、油冷器(206)及出水管(207)，所述出水管(207)的两端分别连通于所述节温器(203)和所述发动机水套(202)，所述egr冷却器(205)和所述油冷器(206)并联设置，且所述egr冷却器(205)的两端和所述油冷器(206)的两端均分别连通于所述高温水泵(201)的出口和所述出水管(207)。
8.根据权利要求7所述的发动机高低温循环冷却系统，其特征在于，所述高温循环冷却系统还包括高温膨胀水箱(210)，所述高温膨胀水箱(210)的两端分别连通于所述高温水泵(201)的进口和所述出水管(207)。
9.根据权利要求7所述的发动机高低温循环冷却系统，其特征在于，所述高温循环冷却系统还包括相互并联设置的暖风机(208)和尿素箱(209)，所述暖风机(208)的两端和所述尿素箱(209)的两端均分别连通于所述出水管(207)和所述高温水泵(201)的进口。
10.根据权利要求7所述的发动机高低温循环冷却系统，其特征在于，所述高温循环冷却系统还包括缓速器(211)和空压机(212)，所述缓速器(211)的一端连通于所述发动机水套(202)，另一端连通于所述出水管(207)，所述空压机(212)的一端连通于所述发动机水套(202)，另一端连通于所述出水管(207)或所述高温水泵(201)的进口。
技术总结