本发明涉及冷却系统技术领域，特别涉及一种发动机热管理系统。
背景技术：
发动机的热管理系统主要有冷却水套、水泵、节温器、暖风芯体、发动机油冷器、变速箱油冷器、散热器、冷却风扇和冷却管路等零部件组成。
传统的发动机热管理系统中缸体和缸盖水套通常采用串联设计，外围冷却回路一般采用串并联设计，使得整个冷却系统的压损较大，导致水泵流量和扬程偏大，耗功较多，节温器存在常通回路，当发动机冷启动时，发动机缸体位置冷却液升温较慢。例如传统蜡式节温器开闭通过被动感受发动机冷却液温度实现，对于根据发动机工况来主动调节各回路的冷却液流量存在局限性，即很难保证不同工况下发动机在工作在最佳冷却液温度下。低温环境下的乘客舱暖风制热和常温、高温环境下的变速箱冷却策略不明确，无法兼顾两者都有收益。同时传统的节温器存在常通回路，暖机阶段无法实现零流量控制，从冷启动就与其他元件一直存在热量交换，引起暖机过程缓慢。
因此，如何在降低压损的同时，提高发动机冷启动阶段发动机缸体位置冷却液升温速度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种发动机热管理系统，该发动机热管理系统能够在降低压损的同时，提高发动机冷启动阶段发动机缸体位置冷却液升温速度。
为实现上述目的，本发明提供一种发动机热管理系统，包括：
发动机水泵；
第一支路，所述第一支路上设有缸盖水套及设置在所述缸盖水套下游的缸盖阀，所述第一支路的进液端与所述发动机水泵的出液端连接；
第二支路，所述第二支路上设有缸体水套及设置在所述缸体水套下游的缸体节温器，所述第二支路的进液端与所述发动机水泵的出液端连接；
第三支路，所述第三支路上设有散热器阀及设置在所述散热器阀下游的散热器，所述第三支路的出液端与所述发动机水泵的进液端连接；
和第四支路，所述第一支路的出液端、所述第二支路的出液端和所述第三支路的进液端均与所述第四支路连接。
优选地，所述发动机水泵的出液端连接附水套，所述第一支路的进液端和所述第二支路的进液端均与所述附水套的出液端连接。
优选地，所述缸体节温器为内漏式节温器。
优选地，所述缸盖阀和所述散热器阀集成设置。
优选地，还包括：
第五支路，所述第五支路上设有发动机油冷器，所述第五支路的进液端与所述第四支路连接，所述第五支路的出液端与所述发动机水泵的进液端连接；
第六支路，所述第六支路上设有第一开关阀及设置在所述第一开关阀下游的变速箱油冷器，所述第六支路的进液端与所述第四支路连接，所述第六支路的出液端与所述发动机水泵的进液端连接；
第七支路，所述第七支路上设有第二开关阀及设置在所述第二开关阀下游的暖风芯体，所述第七支路的进液端与所述第四支路连接，所述第七支路的出液端与所述发动机水泵的进液端连接；
和第八支路，所述第八支路上设有废气再循环冷却器，所述第八支路的进液端与所述第四支路连接，所述第八支路的出液端与所述发动机水泵的进液端连接。
优选地，所述缸盖阀、所述缸体节温器和所述散热器阀集成设置为流量控制阀模块；
还包括设置在用于感应所述缸盖水套内冷却液温度的第一水温传感器、用于感应所述流量控制阀模块内冷却液温度的第二水温传感器及用于感应所述散热器出口冷却液温度的第三水温传感器。
优选地，当所述发动机处于暖机阶段时，所述缸盖阀、所述缸体节温器和所述散热器阀均处于关闭状态。
优选地，还包括控制器，当发动机运行在低温环境，所述控制器接收乘客舱暖风指令时，当所述第一水温传感器检测温度高于第一温度值时，所述控制器控制所述缸盖阀打开、所述第二开关阀打开和所述第一开关阀关闭；当所述第一水温传感器检测温度高于第一温度值时，所述控制器控制所述第一开关阀打开，所述第二温度值大于所述第一温度值。
优选地，当所述发动机处于正常运行阶段时，所述缸盖阀逐渐打开或接近全开，所述散热器阀处于关闭状态，所述第一开关阀和所述第二开关阀处于打开状态，所述缸体节温器处于关闭状态。
优选地，当所述发动机的冷却液处于高水温运行阶段时，所述缸盖阀全开，所述散热器阀逐渐打开，当冷却液温度高于所述缸体节温器预设温度时，所述缸体节温器逐渐打开。
优选地，当所述发动机的冷却液处于低水温运行阶段时，所述缸盖阀全开，所述缸体节温器和所述散热器阀逐渐打开或接近全开。
优选地，还包括第十支路，所述第十支路的进液端与所述缸盖水套出液端连接，所述第十支管的出液端与所述散热器的进液端连接，所述第十支路上设有单向阀控制所述第十支路的冷却液由所述散热器向所述缸盖水套单向导通。
优选地，还包括缸盖及集成在所述缸盖上的排气歧管，所述第一支路还包括iem水套，所述iem水套与缸盖水套并联设置，所述iem水套位于所述缸盖阀的上游。
在上述技术方案中，本发明提供的发动机热管理系统包括发动机水泵、第一支路、第二支路、第三支路和第四支路；第一支路上设有缸盖水套及设置在缸盖水套下游的缸盖阀，第一支路的进液端与发动机水泵的出液端连接；第二支路上设有缸体水套及设置在缸体水套下游的缸体节温器，第二支路的进液端与发动机水泵的出液端连接；第三支路上设有散热器阀及设置在散热器阀下游的散热器，第三支路的出液端与发动机水泵的进液端连接；第一支路的出液端、第二支路的出液端和第三支路的进液端均与第四支路连接。
通过上述描述可知，在本申请提供的发动机热管理系统中，第一支路和第二支路并联设置，降低整个冷却系统压损，进而降低发动机水泵的排量和扬程，即降低其功耗。同时，由于缸盖水套下游设置缸盖阀，缸体水套下游设置缸体节温器，在冷启动阶段，关闭缸体节温器和缸盖阀，第一支路和第二支路与其它位置冷却液几乎无热量交换，发动机缸体位置冷却液温度快速上升，改善冷启动排放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的发动机热管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的控制阀模块的安装位置图；
图3为本发明实施例所提供的发动机热管理系统的工作过程策略图；
图4为本发明实施例所提供的缸体节温器的结构示意图；
图5为本发明实施例所提供的缸体节温器的俯视图。
其中图1-2、4-5中：
a1-第一支路、a2-第二支路、a3-第三支路、a4-第四支路、a5-第五支路、a6-第六支路、a7-第七支路、a8-第八支路、a9-第九支路、a10-第十支路；
01-发动机水泵、02-附水套、03-缸盖水套、04-缸体水套、05-流量控制阀模块、06-缸盖阀、07-缸体节温器、08-散热器阀、09-发动机油冷器、10-变速箱油冷器、11-第二开关阀、12-散热器、13-冷却风扇、14-第一开关阀、15-暖风芯体、16-废气再循环冷却器、17-膨胀水壶、18-第一水温传感器、19-第二水温传感器、20-第三水温传感器、21-单向阀。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种发动机热管理系统，该发动机热管理系统能够在降低压损的同时，提高发动机冷启动阶段发动机缸体位置冷却液升温速度。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图5。
在一种具体实施方式中，本发明具体实施例提供的发动机热管理系统，其特征在于，包括：
发动机水泵01；
第一支路a1，第一支路a1上设有缸盖水套03及设置在缸盖水套03下游的缸盖阀06，第一支路a1的进液端与发动机水泵01的出液端连接。
第二支路a2，第二支路a2上设有缸体水套04及设置在缸体水套04下游的缸体节温器07，第二支路a2的进液端与发动机水泵01的出液端连接；即第一支路a1和第二支路a2并联设置。
第三支路a3，第三支路a3上设有散热器阀08及设置在散热器阀08下游的散热器12，第三支路a3的出液端与发动机水泵01的进液端连接。
和第四支路a4，第一支路a1的出液端、第二支路a2的出液端和第三支路a3的进液端均与第四支路a4连接。
其中缸盖阀06控制第一支路a1回路的通断及流量大小，缸体节温器07控制第二支路a2回路的通断及流量大小，散热器阀08控制第三支路a3回路的通断及流量大小。其中，缸盖阀06、散热器阀08和缸体节温器07可以由使用者手动操作控制。为了实现智能控制，缸盖阀06、散热器阀08和缸体节温器07由控制器控制开闭及开启程度。
通过上述描述可知，在本申请具体实施例所提供的发动机热管理系统中，第一支路a1和第二支路a2并联设置，降低整个冷却系统压损，进而降低发动机水泵01的排量和扬程，即降低其功耗。同时，由于缸盖水套03下游设置缸盖阀06，缸体水套04下游设置缸体节温器07，在冷启动阶段，关闭缸体节温器07和缸盖阀06，第一支路a1和第二支路a2与其它位置冷却液几乎无热量交换，发动机缸体位置冷却液温度快速上升，提高发动机暖机速度，改善冷启动排放。
在一种具体实施方式中，发动机水泵01的出液端连接附水套02，第一支路a1的进液端和第二支路a2的进液端均与附水套02的出液端连接。即发动机水泵01冷却液通过附水套02分配到缸盖水套03和缸体水套04，即缸体和缸盖采用相对独立的分离式冷却。
具体的，缸盖阀06、缸体节温器07和散热器阀08集成设置为流量控制阀模块05。发动机热管理系统还包括设置在用于感应缸盖水套03内冷却液温度的第一水温传感器18、用于感应控制阀模块内冷却液温度的第二水温传感器19及用于感应散热器12内冷却液温度的第三水温传感器20。
具体的，缸盖阀06和散热器阀08集成设置。其中，缸盖阀06和散热器阀08可以集成在一个“球”形连通块上，即“球”形连通块的中空腔体通过两个连接结构将缸盖阀06和散热器阀08连接在流量控制阀模块05的壳体上。暖机阶段，缸盖阀06、散热器阀08、缸体节温器07均处于关闭状态，将缸盖水套03和缸体水套04都处于不流动状态，快速暖机。
如图4和图5所示，缸体节温器07为内漏式节温器，即缸体节温器07为一种高温泄漏式节温器，蜡包温度相对较高，且内部设置内泄漏式的感温水路，此泄漏量极小，不影响缸体升温。独立的缸体节温器独立设置使缸体冷却液温度快速上升同时可以维持较高温度
由于缸体节温器07开启温度相比传统节温器更高一些，且不需要设置专门的感温水路，依靠自身的微小流通孔可实现感温，这种流量控制阀设计相对于缸盖阀06、缸体阀、散热器阀08集成在两个联动的“球”上可以实现更加灵活的独立控制，正常工作阶段使发动机工作在最佳目标冷却液温度下，同时缸盖和缸体可达到不同冷却液温度，即缸盖冷却液温度低一些，缸体水套04冷却液温度高一些，减少摩擦功损失，缸盖阀06、散热器阀08可根据发动机运行工况通过控制器主动调节各回路冷却液流量，使其工作在最佳冷却液温度下，降低燃油耗，抑制缸盖爆震趋势。
在一种具体实施方式中，该发动机热管理系统还包括：
第五支路a5，第五支路a5上设有发动机油冷器09，第五支路a5的进液端与第四支路a4连接，第五支路a5的出液端与发动机水泵01的进液端连接。
第六支路a6，第六支路a6上设有第一开关阀14及设置在第一开关阀14下游的变速箱油冷器10，第六支路a6的进液端与第四支路a4连接，第六支路a6的出液端与发动机水泵01的进液端连接。
第七支路a7，第七支路a7上设有第二开关阀11及设置在第二开关阀11下游的暖风芯体15，第七支路a7的进液端与第四支路a4连接，第七支路a7的出液端与发动机水泵01的进液端连接。
和第八支路a8，第八支路a8上设有废气再循环冷却器16，第八支路a8的进液端与第四支路a4连接，第八支路a8的出液端与发动机水泵01的进液端连接。即冷却部件发动机油冷器09、变速箱油冷器10、暖风芯体15采用并联回路连接，有助于降低整个冷却系统的压损，降低水泵的排量和扬程，即降低水泵功耗。
在一种具体实施方式中，该发动机热管理系统还包括第九支路a9和第十支路a10，其中第九支路a9上设有膨胀水壶17，第十支路a10上设有单向阀21控制第十支路a10的冷却液由散热器12向缸盖水套03单向导通。
其中第九支路a9的进液端和第十支路a10的进液端通过三通件与缸盖水套03出液端连接。第九支管a9的出液端与发动机水泵01的进液端连接，第十支管a10的出液端与散热器12的进液端连接。保证缸盖阀06关闭时，缸盖水套03中冷却液不会通过单向阀21流向散热器12进而通过发动机水泵01流入发动机缸盖和缸体中的形式，防止散热器12中冷水进去发动机中影响暖机。
由于变速箱油冷器10和暖风芯体15在发动机暖机过程中对于发动机热量需求都比较高，为了保证发动机暖机性能且进一步提高燃油经济性和乘客舱暖风舒适性，在这第六支路a6上设置第一开关阀14和第七支路a7上设置第二开关阀11，可以根据环境温度和驾驶工况驱动第一开关阀14和第二开关阀11的通断。如：低温环境下，乘客舱有暖风需求，当发动机冷却液温度达到第一温度值，缸盖阀06打开，先开启第二开关阀11将缸盖水套03中高温冷却液提供给暖风芯体15，保证乘客舱的暖风供热需求，但此时第一开关阀14依然保持关闭，直至暖机完成，即发动机冷却液温度达到第二温度值时再开启第一开关阀14为变速箱油冷器10提供高温冷却液，降低变速箱润滑油粘度，降低传动摩擦功损失及整车油耗。
为了提高自动控制，降低操作难度，优选的，该发动机热管理系统还包括控制器，当发动机运行在低温环境，控制器接收乘客舱暖风指令时，当第一水温传感器18检测温度高于第一温度值时，控制器控制缸盖阀06打开、第二开关阀11打开和第一开关阀14关闭；当第一水温传感器18检测温度高于第一温度值时，控制器控制第一开关阀14打开，第二温度值大于第一温度值。
常温及高温环境下，乘客舱无暖风需求，一旦发动机冷却液温度达到第三温度值时，缸盖阀06打开，先开启第一开关阀14将缸盖水套03中高温冷却液提供给变速箱油冷器10，降低变速箱润滑油粘度，降低传动摩擦功损失及整车油耗，但此时第二开关阀11依然保持关闭，直至暖机完成即发动机冷却液温度达到第四温度值时再开启第二开关阀11常通暖风回路，其中第四温度值大于第三温度值，其中第一温度值可以与第三温度至相同，第二温度值与第四温度值相同。
第一开关阀14和第二开关阀11，根据不同的环境温度，乘客舱的暖风需求调整暖机过程中的开启策略，不仅可以保证发动机暖机性能和乘客舱暖风舒适性，还可以降低变速箱润滑油粘度和传动摩擦功损失，进一步降低整车油耗。
具体的，散热器12上安装有冷却风扇13。
在一种具体实施方式中，当发动机处于正常运行阶段时，缸盖阀06逐渐打开或接近全开，散热器阀08处于关闭状态，第一开关阀14和第二开关阀11处于打开状态，缸体节温器07处于关闭状态。缸盖水套03中冷却液与发动机油冷器09、变速箱油冷器10、暖风芯体15、废气再循环冷却器16进行热交换，温度上升速率趋于平缓，但缸体水套04因缸体节温器07依然关闭，仅微小冷却液流出用于蜡包感温，内部冷却液温度继续上升。同时发动机油冷器09和变速箱油冷器10中润滑油温度继续上升，降低发动机和变速箱中摩擦功损失，降低燃油耗。
当发动机处于高水温运行阶段时，缸盖阀06全开，散热器阀08逐渐打开，当冷却液温度高于缸体节温器07预设温度时，缸体节温器07逐渐打开。缸盖阀06全开，散热器阀08逐渐打开，缸盖水套03冷却液逐渐参与大循环，冷却液温度不再上升且有缓慢下降趋势，因缸体节温器07初开温度设置较高且独立控制，当缸体水套04冷却液温度达到其开启温度后缸体节温器07缓慢开启，此时缸体水套04冷却液也逐渐参与大循环温度上升也趋于平缓，最终使发动机工作在最佳的高目标冷却液温度下，同时缸盖和缸体可达到不同冷却液温度，即缸盖水套03冷却液温度低一些，缸体水套04冷却液温度高一些，减少摩擦功损失，降低燃油耗，抑制发动机爆震趋势。
当发动机处于低水温运行阶段时，缸盖阀06全开，缸体节温器07和散热器阀08逐渐打开或接近全开。此时，缸体水套04和缸盖水套03冷却液大部分参与大循环，冷却液温度迅速下降至最佳的低目标冷却液温度下，抑制发动机爆震趋势，保持动力性，同时防止发动机零部件不损坏。
具体的，可以通过与控制器连接的温度传感器感冷却液温度，然后比较温度传感器温度值与低水温标定值和高水温标定值，进而控制器控制上述缸盖阀06、缸体节温器07和散热器阀08操作。
在上述各方案的基础上，优选，该发动机热管理系统还包括缸盖及集成在缸盖上的排气歧管，第一支路还包括iem水套，iem水套与排气歧管相邻或者套设在排气歧管外侧，iem水套位于缸盖阀06的上游，iem水套与缸盖水套03并联设置，缸盖水套03和iem水套优选分为上下两层设置的水套，具体一者为上层，另一者为下层。缸盖集成排气歧管可以利用排气高温快速加热缸盖水套03温度，然后利用高温冷却液去加热其他部位零部件，有助于快速暖机。
综上，本申请提高缸体冷却液升温速度，并能维持较高冷却液温度，同时改善低温环境下的暖风制热效果及常温、高温环境下变速箱冷却策略优化，最终达到快速暖机、降低油耗、改善冷启动排放、提高低温环境下乘客舱舒适性的目的。同时本申请，上述多个阀体根据环境温度的不同开启策略，可以改善低温下的暖风制热效果且兼具变速箱冷却策略优化，进一步降低整车油耗。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种发动机热管理系统，其特征在于，包括：
发动机水泵(01)；
第一支路(a1)，所述第一支路(a1)上设有缸盖水套(03)及设置在所述缸盖水套(03)下游的缸盖阀(06)，所述第一支路(a1)的进液端与所述发动机水泵(01)的出液端连接；
第二支路(a2)，所述第二支路(a2)上设有缸体水套(04)及设置在所述缸体水套(04)下游的缸体节温器(07)，所述第二支路(a2)的进液端与所述发动机水泵(01)的出液端连接；
第三支路(a3)，所述第三支路(a3)上设有散热器阀(08)及设置在所述散热器阀(08)下游的散热器(12)，所述第三支路(a3)的出液端与所述发动机水泵(01)的进液端连接；
和第四支路(a4)，所述第一支路(a1)的出液端、所述第二支路(a2)的出液端和所述第三支路(a3)的进液端均与所述第四支路(a4)连接。
2.根据权利要求1所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述发动机水泵(01)的出液端连接附水套(02)，所述第一支路(a1)的进液端和所述第二支路(a2)的进液端均与所述附水套(02)的出液端连接。
3.根据权利要求1所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述缸体节温器(07)为内漏式节温器。
4.根据权利要求1所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述缸盖阀(06)和所述散热器阀(08)集成设置。
5.根据权利要求1所述的发动机热管理系统，其特征在于，还包括：
第五支路(a5)，所述第五支路(a5)上设有发动机油冷器(09)，所述第五支路(a5)的进液端与所述第四支路(a4)连接，所述第五支路(a5)的出液端与所述发动机水泵(01)的进液端连接；
第六支路(a6)，所述第六支路(a6)上设有第一开关阀(14)及设置在所述第一开关阀(14)下游的变速箱油冷器(10)，所述第六支路(a6)的进液端与所述第四支路(a4)连接，所述第六支路(a6)的出液端与所述发动机水泵(01)的进液端连接；
第七支路(a7)，所述第七支路(a7)上设有第二开关阀(11)及设置在所述第二开关阀(11)下游的暖风芯体(15)，所述第七支路(a7)的进液端与所述第四支路(a4)连接，所述第七支路(a7)的出液端与所述发动机水泵(01)的进液端连接；
和第八支路(a8)，所述第八支路(a8)上设有废气再循环冷却器(16)，所述第八支路(a8)的进液端与所述第四支路(a4)连接，所述第八支路(a8)的出液端与所述发动机水泵(01)的进液端连接。
6.根据权利要求5所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述缸盖阀(06)、所述缸体节温器(07)和所述散热器阀(08)集成设置为流量控制阀模块(05)；
还包括设置在用于感应所述缸盖水套(03)内冷却液温度的第一水温传感器(18)、用于感应所述流量控制阀模块(05)内冷却液温度的第二水温传感器(19)及用于感应所述散热器(12)出口冷却液温度的第三水温传感器(20)。
7.根据权利要求6所述的发动机热管理系统，其特征在于，当所述发动机处于暖机阶段时，所述缸盖阀(06)、所述缸体节温器(07)和所述散热器阀(08)均处于关闭状态。
8.根据权利要求7所述的发动机热管理系统，其特征在于，还包括控制器，当发动机运行在低温环境，所述控制器接收乘客舱暖风指令时，当所述第一水温传感器(18)检测温度高于第一温度值时，所述控制器控制所述缸盖阀(06)打开、所述第二开关阀(11)打开和所述第一开关阀(14)关闭；当所述第一水温传感器(18)检测温度高于第一温度值时，所述控制器控制所述第一开关阀(14)打开，所述第二温度值大于所述第一温度值。
9.根据权利要求5所述的发动机热管理系统，其特征在于，当所述发动机处于正常运行阶段时，所述缸盖阀(06)逐渐打开或接近全开，所述散热器阀(08)处于关闭状态，所述第一开关阀(14)和所述第二开关阀(11)处于打开状态，所述缸体节温器(07)处于关闭状态。
10.根据权利要求5所述的发动机热管理系统，其特征在于，当所述发动机的冷却液处于高水温运行阶段时，所述缸盖阀(06)全开，所述散热器阀(08)逐渐打开，当冷却液温度高于所述缸体节温器(07)预设温度时，所述缸体节温器(07)逐渐打开。
11.根据权利要求5所述的发动机热管理系统，其特征在于，当所述发动机的冷却液处于低水温运行阶段时，所述缸盖阀(06)全开，所述缸体节温器(07)和所述散热器阀(08)逐渐打开或接近全开。
12.根据权利要求1所述的发动机热管理系统，其特征在于，还包括第十支路(a10)，所述第十支路(a10)的进液端与所述缸盖水套(03)出液端连接，所述第十支管(a10)的出液端与所述散热器(12)的进液端连接，所述第十支路(a10)上设有单向阀(21)控制所述第十支路(a10)的冷却液由所述散热器(12)向所述缸盖水套(03)单向导通。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的发动机热管理系统，其特征在于，还包括缸盖及集成在所述缸盖上的排气歧管，所述第一支路还包括iem水套，所述iem水套与缸盖水套(03)并联设置，所述iem水套位于所述缸盖阀(06)的上游。
技术总结