本發(fā)明涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在車輛冷啟動時，為確保機油泵冷啟動的泵吸能力，通常采用低粘度機油或者采用加熱機油溫度裝置對機油進行加熱。采用加熱機油的方式由于需添加額外的裝置而使其應用極少。采用低粘度機油的方式由于冷啟動時溫度較低，并不能達到有效降低發(fā)動機摩擦損失的目的。此外，由于在車輛冷啟動時，其水溫較低，且溫度上升速度慢，需要較長的暖機時間，并且由于發(fā)動機在低溫條件下工作，同樣不能有效降低發(fā)動機的摩擦損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)，其集發(fā)動機機油加熱/冷卻和發(fā)動機冷卻液加熱功能為一體，在車輛冷啟動時，能夠有效降低發(fā)動機的摩擦損失以及縮短車輛暖機時間。

特別地，本發(fā)明提供了一種車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)，布置在發(fā)動機水套、發(fā)動機油道、機油箱、機油泵、機油濾清器、加熱/冷卻器、排氣歧管及廢氣催化器之間，由發(fā)動機控制單元控制，用于加熱發(fā)動機機油和冷卻液并縮短車輛暖機時間，其包括：

機油循環(huán)回路，布置在所述發(fā)動機油道、所述機油箱、所述機油泵、所述機油濾清器及所述加熱/冷卻器之間，用于加熱所述發(fā)動機機油至所述發(fā)動機控制單元的標定最佳溫度；

冷卻液循環(huán)回路，布置在所述發(fā)動機水套與所述加熱/冷卻器之間，用于加熱所述發(fā)動機的冷卻液，以縮短車輛暖機時間；和

廢氣循環(huán)管路，布置在所述加熱/冷卻器、所述排氣歧管及所述廢氣催化器之間，用于提供熱量分別至所述機油循環(huán)回路與所述冷卻液循環(huán)回路以加熱所述發(fā)動機機油與所述發(fā)動機的冷卻液。

進一步地，所述加熱/冷卻器具有機油通道，所述機油循環(huán)回路由所述機油箱經(jīng)所述機油泵、所述加熱/冷卻器的機油通道、所述機油濾清器及所述發(fā)動機油道回所述機油箱。

進一步地，所述加熱/冷卻器具有冷卻液通道，所述冷卻液循環(huán)回路由所述發(fā)動機水套的出液口經(jīng)所述加熱/冷卻器的冷卻液通道回所述發(fā)動機水套。

進一步地，所述加熱/冷卻器具有氣體通道，所述加熱/冷卻器與所述廢氣催化器之間設有空氣泵，所述廢氣循環(huán)管路由所述排氣歧管經(jīng)所述加熱/冷卻器的氣體通道至所述廢氣催化器，所述廢氣循環(huán)管路還包括二次空氣噴射管路，所述二次空氣噴射管路接入所述空氣泵，包括順次連接的空氣過濾器和第一電磁閥。

進一步地，所述加熱/冷卻器具有氣體通道，所述廢氣循環(huán)管路中設置有空氣泵，所述廢氣循環(huán)管路由所述排氣歧管經(jīng)所述廢氣催化器，再經(jīng)過所述加熱/冷卻器至所述空氣泵。

進一步地，所述廢氣循環(huán)管路還包括第二電磁閥，所述第二電磁閥設置在所述排氣歧管與所述加熱/冷卻器的氣體通道的進口之間，所述發(fā)動機控制單元控制所述第一電磁閥和第二電磁閥動作。

進一步地，還包括機油溫度傳感器，所述機油溫度傳感器設置在所述發(fā)動機油道中，用于檢測所述發(fā)動機油道中的機油的溫度，所述機油溫度傳感器配置成當所述發(fā)動機控制單元接收到所述機油溫度傳感器傳遞過來的溫度低于所述發(fā)動機控制單元的標定最佳溫度時打開所述第二電磁閥，使得所述高溫廢氣進入所述加熱/冷卻器，同時打開所述第一電磁閥，使得外界空氣經(jīng)所述二次空氣噴射管路進入所述空氣泵。

進一步地，還包括冷卻液溫度傳感器，所述冷卻液溫度傳感器設置在所述發(fā)動機水套中，用于檢測進入所述發(fā)動機水套的冷卻液的溫度，所述冷卻液溫度傳感器及所述機油溫度傳感器配置成當所述發(fā)動機控制單元接收到所述冷卻液溫度傳感器和機油溫度傳感器傳遞過來的溫度均高于所述發(fā)動機控制單元的標定最佳溫度時關(guān)閉所述第二電磁閥，停止高溫廢氣進入所述加熱/冷卻器。

進一步地，所述加熱/冷卻器的內(nèi)部布置為氣-冷卻液-油-氣或者氣-油-冷卻液-氣、氣-冷卻液-油或氣-油-冷卻液的分層結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述冷卻液循環(huán)回路配置成當機油溫度高于所述發(fā)動機控制單元的標定最佳溫度時停止對所述發(fā)動機機油加熱，關(guān)閉所述第二電磁閥，所述冷卻液循環(huán)回路對所述機油循環(huán)回路中的發(fā)動機機油進行冷卻，以保證所述發(fā)動機正常運行。

本發(fā)明的車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)，利用發(fā)動機高溫廢氣對發(fā)動機機油和冷卻液進行加熱，集機油加熱和冷卻液加熱功能為一體，使得機油和冷卻液的溫度能夠快速上升至發(fā)動機控制單元的標定最佳溫度，有效提高發(fā)動機的工作效率，且避免了車輛冷啟動時由于發(fā)動機工作溫度低而導致的摩擦損失大的問題，同時也縮短了暖機時間，此外，當機油溫度高于所述發(fā)動機控制單元的標定最佳溫度時，能夠及時關(guān)閉第二電磁閥并且所述冷卻液循環(huán)回路能夠及時對機油進行冷卻，有效提高了車輛的使用性能。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。附圖中：

圖1是按照本發(fā)明一個實施例的車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是按照本發(fā)明一個實施例的車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)的工作原理圖；

圖3是按照本發(fā)明另一個實施例的車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是按照本發(fā)明一個實施例的加熱/冷卻器的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖5是按照本發(fā)明另一個實施例的加熱/冷卻器的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖6是按照本發(fā)明另一個實施例的加熱/冷卻器的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖7是按照本發(fā)明另一個實施例的加熱/冷卻器的結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實施方式

圖1是按照本發(fā)明一個實施例的車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，圖2是按照本發(fā)明一個實施例的車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)的工作原理圖。參見圖1，還可以參見圖2，本實施例以圖1為主加以說明，一種車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)，布置在發(fā)動機水套8、發(fā)動機油道7、機油箱4、機油泵5、機油濾清器6、加熱/冷卻器1、排氣歧管3及廢氣催化器10之間，由發(fā)動機控制單元9控制，用于加熱發(fā)動機機油和冷卻液，其一般性地可以包括機油循環(huán)回路100、冷卻液循環(huán)回路200和廢氣循環(huán)管路300，所述機油循環(huán)回路100布置在所述發(fā)動機油道7、所述機油箱4、所述機油泵5、所述機油濾清器6及所述加熱/冷卻器1之間，用于加熱所述發(fā)動機機油至所述發(fā)動機控制單元的標定最佳溫度；所述冷卻液循環(huán)回路200布置在所述發(fā)動機水套8與所述加熱/冷卻器1之間，用于加熱所述發(fā)動機的冷卻液，以縮短車輛暖機時間；所述廢氣循環(huán)管路300布置在所述加熱/冷卻器1、所述排氣歧管3及所述廢氣催化器10之間，用于提供熱量分別至所述機油循環(huán)回路與所述冷卻液循環(huán)回路以加熱所述發(fā)動機機油與所述發(fā)動機的冷卻液。在這里，所述發(fā)動機控制單元的標定最佳溫度可以為90°。

本發(fā)明通過利用發(fā)動機高溫廢氣對發(fā)動機機油和冷卻液進行加熱，集機油加熱和冷卻液加熱功能為一體，使得機油和冷卻液的溫度能夠快速上升至發(fā)動機控制單元的標定最佳溫度，有效提高發(fā)動機的工作效率，且避免了車輛冷啟動時由于發(fā)動機工作溫度低而導致的摩擦損失大的問題，同時也縮短了暖機時間，有效提高了車輛的使用性能。

具體的，在本發(fā)明一個實施例中，所述加熱/冷卻器1可以具有機油通道，所述機油循環(huán)回路100由所述機油箱4經(jīng)所述機油泵5、所述加熱/冷卻器1的機油通道、所述機油濾清器6及所述發(fā)動機油道7回所述機油箱4。

同理，所述加熱/冷卻器1可以具有冷卻液通道，所述冷卻液循環(huán)回路200由所述發(fā)動機水套8的出液口經(jīng)所述加熱/冷卻器的冷卻液通道回所述發(fā)動機水套8。在這里，冷卻液為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的物質(zhì)，在此不再贅述。

進一步地，所述加熱/冷卻器1可以具有氣體通道，所述加熱/冷卻器1與所述廢氣催化器10之間設有空氣泵11，所述廢氣循環(huán)管路300由所述排氣歧管3經(jīng)所述加熱/冷卻器1的氣體通道至所述廢氣催化器10，空氣泵11的設置，有利于將加熱/冷卻器1內(nèi)部的廢氣抽出至所述廢氣催化器10，有利于廢氣的順利循環(huán)。同時，所述廢氣循環(huán)管路300還包括二次空氣噴射管路，所述二次空氣噴射管路接入所述空氣泵11，包括順次連接的空氣過濾器15和第一電磁閥14，二次空氣噴射管路的增加，有利于加速廢氣催化器10的起燃，以達到降低油耗，降低污染物排放的目的。

當然，在本發(fā)明另一個實施例中，圖3是按照本發(fā)明另一個實施例的車輛發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，所述加熱/冷卻器1可以具有氣體通道，所述廢氣循環(huán)管路中300設置有空氣泵11，所述廢氣循環(huán)管路300由所述排氣歧管3經(jīng)所述廢氣催化器10，再經(jīng)過所述加熱/冷卻器1至所述空氣泵11。這樣的設置，在不影響加熱機油和冷卻液的前提下，所述廢氣催化器10還能夠在有限的車輛空間中布置下去，在一定程度上提高車輛的品質(zhì)。

為能夠?qū)崟r控制發(fā)動機高溫尾氣進入加熱/冷卻器1以加熱發(fā)動機機油與冷卻液，所述廢氣循環(huán)管路300還可以包括第二電磁閥2，所述第二電磁閥2設置在所述排氣歧管3與所述加熱/冷卻器1的氣體通道的進口之間，所述發(fā)動機控制單元9控制所述第一電磁閥14和第二電磁閥2動作。

同時，所述發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)還可以包括機油溫度傳感器13，所述機油溫度傳感器13設置在所述發(fā)動機油道7中，用于檢測所述發(fā)動機油道7中的機油的溫度，所述機油溫度傳感器13配置成當所述發(fā)動機控制單元9接收到所述機油溫度傳感器13傳遞過來的溫度低于所述發(fā)動機控制單元9的標定最佳溫度時打開所述第二電磁閥，使得所述高溫廢氣進入所述加熱/冷卻器1，同時打開所述第一電磁閥14，使得外界空氣經(jīng)所述二次空氣噴射管路進入所述空氣泵11。

需要理解的是，由于二次空氣噴射時間較短，具體的可以為10s，而機油和冷卻液加熱的時間卻很長，遠遠大于10s，所以當?shù)谝浑姶砰y14打開10s后，所述發(fā)動機控制單元9就會控制所述第一電磁閥14關(guān)閉，而第二電磁閥2在10s后保持開啟，直至所述機油溫度達到所述發(fā)動機控制單元9的標定最佳溫度。

同理，所述發(fā)動機冷啟動加熱系統(tǒng)還可以包括冷卻液溫度傳感器12，所述冷卻液溫度傳感器12設置在所述發(fā)動機水套8中，用于檢測進入所述發(fā)動機水套8的冷卻液的溫度，所述冷卻液溫度傳感器12及所述機油溫度傳感器13配置成當所述發(fā)動機控制單元9接收到所述冷卻液溫度傳感器12和機油溫度傳感器13傳遞過來的溫度均高于所述發(fā)動機控制單元9的標定最佳溫度時關(guān)閉所述第二電磁閥2，停止高溫廢氣進入所述加熱/冷卻器1。

進一步地，為了更有利地在加熱/冷卻器1內(nèi)給所述發(fā)動機機油和發(fā)動機冷卻液加熱，圖4是按照本發(fā)明一個實施例的加熱/冷卻器的結(jié)構(gòu)原理圖，如圖4所示，所述加熱/冷卻器1的內(nèi)部布置為氣-冷卻液-油-氣分層結(jié)構(gòu)，該分層結(jié)構(gòu)的加熱方式為機油和冷卻液的逐層加熱方式，具體的，所述加熱/冷卻器1分為外部結(jié)構(gòu)10和內(nèi)部結(jié)構(gòu)20，在加熱/冷卻器1的外部結(jié)構(gòu)10一側(cè)設置廢氣進口101、冷卻液進口102和機油進口103，相應的，在對面?zhèn)仍O置冷卻液出口104、機油出口105和廢氣出口106，流體經(jīng)所述進口進入所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)20以加熱冷卻液與機油后從所述出口流出。

同理，圖5是按照本發(fā)明另一個實施例的加熱/冷卻器的結(jié)構(gòu)原理圖，如圖5所示，所述加熱/冷卻器1的內(nèi)部布置為氣-油-冷卻液-氣的分層結(jié)構(gòu)，該分層結(jié)構(gòu)的加熱方式為機油和冷卻液的逐層加熱方式，具體的，所述加熱/冷卻器1分為外部結(jié)構(gòu)10和內(nèi)部結(jié)構(gòu)20，在加熱/冷卻器1的外部結(jié)構(gòu)10一側(cè)設置廢氣進口101、機油進口102和冷卻液進口103，相應的，在對面?zhèn)仍O置機油出口104、冷卻液出口105和廢氣出口106，流體經(jīng)所述進口進入所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)20以加熱冷卻液與機油后從所述出口流出。

如此，便可以使發(fā)動機機油或冷卻液與高溫廢氣充分地接觸，有利于發(fā)動機機油或者冷卻液溫度的快速上升，同時也充分利用了熱能，有效節(jié)省了能量，經(jīng)濟環(huán)保。

當然，在其他實施例中，圖6是按照本發(fā)明一個實施例的加熱/冷卻器的結(jié)構(gòu)原理圖，如圖6所示，所述加熱/冷卻器1的內(nèi)部布置可以為氣-冷卻液-油的分層結(jié)構(gòu)，該分層結(jié)構(gòu)的加熱方式為機油和冷卻液的間隔分層加熱，具體的，所述加熱/冷卻器1分為外部結(jié)構(gòu)10和內(nèi)部結(jié)構(gòu)20，在加熱/冷卻器1的外部結(jié)構(gòu)10一側(cè)設置廢氣進口101、冷卻液進口102和機油進口103，相應的，在對面?zhèn)仍O置冷卻液出口104、機油出口105和廢氣出口106，流體經(jīng)所述進口進入所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)20以加熱冷卻液與機油后從所述出口流出。圖7是按照本發(fā)明一個實施例的加熱/冷卻器的結(jié)構(gòu)原理圖，如圖7所示，所述加熱/冷卻器1的內(nèi)部布置可以為氣-油-冷卻液的分層結(jié)構(gòu)，該分層結(jié)構(gòu)的加熱方式為機油和冷卻液的間隔分層加熱，具體的，所述加熱/冷卻器1分為外部結(jié)構(gòu)10和內(nèi)部結(jié)構(gòu)20，在加熱/冷卻器1的外部結(jié)構(gòu)10一側(cè)設置廢氣進口101、機油進口102和冷卻液進口103，相應的，在對面?zhèn)仍O置機油出口104、冷卻液出口105和廢氣出口106，流體經(jīng)所述進口進入所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)20以加熱冷卻液與機油后從所述出口流出。

此外，所述冷卻液循環(huán)回路200還可以配置成當機油溫度高于所述發(fā)動機控制單元9的標定最佳溫度時停止對所述發(fā)動機機油加熱，關(guān)閉所述第二電磁閥2，所述冷卻液循環(huán)回路200對所述機油循環(huán)回路100中的發(fā)動機機油進行冷卻，以保證所述發(fā)動機正常運行，同時也減小冷卻系統(tǒng)的負擔，例如避免散熱風扇一直處于高速運轉(zhuǎn)，以提高風扇電機的可靠性。

同時需要說明的是，機油循環(huán)回路100中的機油是全時全量經(jīng)過加熱/冷卻器1，冷卻液是全時分量循環(huán)，發(fā)動機高溫廢氣是適時分量循環(huán)(其可通過發(fā)動機控制單元9控制第二電磁閥2進行控制)，以達到車輛冷啟動時使機油和冷卻液快速升溫的目的，同時也可以達到利用冷卻液對機油進行冷卻以保證發(fā)動機正常運行的目的。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。