CN104791046A - 车辆、发动机组件及其机油温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆、发动机组件及其机油温度控制方法，发动机组件包括：发动机，发动机包括气缸盖、气缸体和油底壳，气缸盖内具有缸盖水套且油底壳内形成有油底壳液体流动夹层；液体流量分配装置，液体流量分配装置分别与发动机的水泵、缸盖水套的出口端和油底壳液体流动夹层的进口端相连，液体流量分配装置设置成用于调节从水泵和缸盖水套流向油底壳液体流动夹层的液体比例。根据本发明实施例的发动机组件，可连续调节油底壳内的机油温度，不仅可以减少发动机零部件的摩擦损失，延长发动机使用寿命，降低油耗，也可提高发动机的起动效率，同时可以去除发动机润滑系统的机油冷却器，使得发动机结构更加紧凑，降低生产成本。

Description

车辆、发动机组件及其机油温度控制方法

技术领域

本发明涉及车辆工程领域，尤其涉及一种发动机组件和具有其的车辆及其机油温度的控制方法。

背景技术

对于车辆使用的发动机而言，运行工况较复杂，在冷起动和中低转速低负荷阶段，润滑系统中的机油温度过低，直接导致机油粘度过大，机油粘度过大会造成发动机冷起动和中低转速低负荷时机油流动阻力过大，上油慢，使得从发动机起动到机油进入摩擦面的时间过长，磨损量严重增大，同时较大黏度的机油也造成零部件之间的摩擦阻力增大，摩擦损失功率增加，此外，机油黏度过大，还会造成发动机在起动时，曲轴转动所需的转矩偏大，转速低，直接造成了点火困难；在发动机高转速高负荷阶段，机油温度较高，造成机油粘度过低，会直接导致在高温、高压的摩擦表面上不易形成足够厚度的油膜，且油膜承载能力差，在载荷作用下极易被破坏，使机件得不到正常的润滑，造成发动机的过度磨损。同时，机油黏度过小，会造成活塞环密封不良，直接造成燃烧室窜气和机油烧失，致使发动机功率下降、机油污染劣化和燃料、机油的过量损耗，所以在发动机运转时，对机油的温度控制尤为重要。

在现有对油底壳内机油温度的控制技术中，一种是为提升发动机冷起动和中低转速低负荷时的机油温度，在油底壳内加装加热装置，这样只能解决在发动机冷起动时机油温度过低，粘度过大的问题，但不能解决在发动机高转速高负荷时机油温度过高，机油粘度过低的问题，同时，加装加热装置使发动机成本增加。另一种是在由内壳和外壳组成的双层油底壳的夹层中引入冷却水来降低发动机高转速高负荷时油底壳内的机油温度，降低由于机油粘度过低对发动机造成的影响，但不能提升发动机在冷起动和中低转速低负荷时的机油温度，发动机冷起动和中低转速低负荷时机油温度过低，粘度过大的问题没有得到有效将解决，存在改进空间。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种可实现连续调节发动机油底壳内的机油温度的发动机组件。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机组件，所述发动机组件包括：发动机，所述发动机包括气缸盖、气缸体和油底壳，所述气缸盖内具有缸盖水套且所述油底壳内形成有油底壳液体流动夹层；液体流量分配装置，所述液体流量分配装置分别于所述发动机的水泵、所述缸盖水套的出口端和所述油底壳液体流动夹层进口端相连，所述液体流量分配装置设置成用于调节从所述水泵和所述缸盖水套流向所述油底壳液体流动夹层的液体比例。

进一步的，所述液体流量分配装置包括电磁式比例阀。

进一步的，所述油底壳液体流动夹层内设有测温装置。

进一步的，所述油底壳液体流动夹层的进口端低于所述油底壳液体流动夹层的出口端。

进一步的，所述油底壳液体流动夹层内设有隔离结构，所述隔离结构将所述油底壳液体流动夹层隔离成位于所述隔离结构两侧的两个子流动夹层，所述子流动夹层的高度与所述油底壳的高度大体相等。

进一步的，所述油底壳包括：外壳和内壳，所述外壳和所述内壳彼此间隔开以在所述外壳和所述内壳之间形成所述油底壳液体流动夹层，所述油底壳液体流动夹层的出口端与空调暖风系统相连。

进一步的，所述发动机组件还包括：液体混合器，所述液体混合器设置在所述液体流量分配装置和所述油底壳液体流动夹层的进口端。

相对于现有技术，本发明所述的发动机组件具有以下优势：

本发明所述的发动机组件，可实现连续调节发动机油底壳内的机油温度。在发动机处于冷起动至低转速阶段，可提高油底壳内机油温度，降低机油粘度，从而可减少机油流动阻力，使得发动机在起动时，便于发动机点火。在发动机处于高转速阶段，可降低油底壳内机油的温度，增大机油粘度，从而可在摩擦表面上形成足够厚度的油膜，使发动机内的零部件得到正常的润滑，减小发动机的磨损，也可提高活塞环的密封效果，同时，可以去除发动机润滑系统中的机油冷却器，使发动机结构更加紧凑，降低生产成本。

本发明的另一目的在于提出一种车辆，所述车辆包括上述发动机组件。

本发明的又一个目的在于提出了所述发动机组件的机油温度控制方法，所述机油温度控制方法包括以下步骤：

S1、在油底壳内的机油温度低于第一预定油温时，所述液体流量分配装置调节从所述水泵流向油底壳液体流动夹层的液体的流量小于从所述缸盖水套流向油底壳液体流动夹层的液体的流量；

S2、在油底壳内的机油温度高于第二预定油温时，所述液体流量分配装置调节从所述水泵流向油底壳液体流动夹层的液体的流量大于从所述缸盖水套流向油底壳液体流动夹层的液体的流量；其中第一预定油温小于第二预定油温。

进一步的，所述油底壳液体流动夹层内还设置有测温装置，所述测温装置与所述液体流量分配装置相连；

所述步骤S1包括：

S11、测温装置检测所述油底壳液体流动夹层内的液体的温度并将信号输出给所述液体流量分配装置；

S12、当测温装置检测到所述油底壳液体流动夹层内的液体的温度低于第一预设温度时，所述液体流量分配装置调节从所述水泵流向油底壳液体流动夹层的液体的流量小于从所述缸盖水套流向油底壳液体流动夹层的液体的流量，第一预定温度与第一预定油温成正比；

所述步骤S2包括：

S21、测温装置检测所述油底壳液体流动夹层内的液体的温度并将信号输出给所述液体流量分配装置；

S22、当测温装置检测到所述油底壳液体流动夹层内的液体的温度高于第二预设温度时，所述液体流量分配装置调节从所述水泵流向油底壳液体流动夹层的液体的流量大于从所述缸盖水套流向油底壳液体流动夹层的液体的流量，第二预定温度与第二预定油温成正比。

所述车辆和机油温度控制方法与上述的发动机组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的发动机组件的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的发动机组件中油底壳的结构示意图。

附图标记说明：

100-发动机组件，

1-气缸盖，11-缸盖水套的出口端，2-油底壳，21-外壳，22-内壳，23-油底壳液体流动夹层，231-油底壳液体流动夹层的进口端，232-油底壳液体流动夹层的出口端，233-隔离结构，3-液体流量分配装置，4-水泵，5-空调暖风系统，6-测温装置，7-电子控制单元，8-液体混合器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明实施例的发动机组件100可以包括发动机(未示出)和液体流量分配装置3。

发动机可以包括气缸盖1、气缸体(未示出)和油底壳2，气缸体是发动机的主体，它将气缸和曲轴箱连成一体，是安装活塞、曲轴以及其他零件和附件的支承骨架。气缸盖1可用于封闭气缸体的顶部并可与气缸体之间限定出燃烧室。燃烧室用于油气混合物的燃烧，油气混合物燃烧推动活塞运动，从而为车辆行驶提供动力。油气混合物燃烧会产生大量的热量，使得气缸体和汽缸盖1的温度较高，为了使气缸体内表面能够在正常高温下正常工作，必须对气缸体和气缸盖1进行适当地冷却，由此，可在气缸盖1和气缸体周围可加工有缸盖水套，用于冷却气缸体和气缸盖1，缸盖水套内水的温度较高。

油底壳2可为曲轴箱的下半部，它可用于封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，防止杂质进入，并收集和储存由各摩擦表面流回的机油，还可散去部分热量，防止机油氧化，油底壳2内的机油可用于润滑发动机各零部件，机油的温度的高低，直接造成机油粘度的过小或过大，从而影响机件的摩擦损失，由此，连续调节油底壳2内机油的温度，进而调节机油的粘度，可减少发动机磨损量，提高发动机工作效率。

图1所示，液体流量分配装置3可分别与发动机的水泵4、缸盖水套的出口端11和油底壳液体流动夹层的进口端231相连，其中油底壳液体流动夹层23形成在油底壳2内。具体地，液体流量分配装置3的一端可与发动机的水泵4和缸盖水套的出口端11相连，液体流量分配装置3的另一端可与油底壳液体流动夹层的进口端231相连。发动机的水泵4可用于抽取冷水以降低油底壳2内的机油的温度，缸盖水套的高温出水可用于提高油底壳2内机油的温度，其中，发动机的水泵4抽取的冷水和缸盖水套的高温出水可从油底壳液体流动夹层的进口端231流入油底壳液体流动夹层23，油底壳液体流动夹层23内的水可用于调节油底壳2内机油的温度。

液体流量分配装置3可用于调节从水泵4和缸盖水套流向油底壳液体流动夹层23的冷水和高温水的比例，从而可调节流入油底壳液体流动夹层23的混合水的温度，进而可连续调节油底壳2内机油的温度，减少发动机磨损量，提高发动机的起动效率。

具体地，在发动机处于冷起动至低转速阶段时，油底壳2内机油温度较低，粘度大。液体流量分配装置3可调节来自水泵4的冷水和缸盖水套的高温水的比例，使得水泵4抽取的冷水的流量小于缸盖水套高温出水的流量，从而提高油底壳液体流动夹层23内的水的温度，进而提高油底壳2内机油的温度，降低机油粘度，由此，可降低机油流动阻力，缩短从发动机起动到机油进入摩擦面的时间，减小发动机零部件的磨损量。机油粘度降低，不仅可减小发动机各零部件之间的摩擦，减低摩擦损失功率，降低油耗，而且在发动机起动时，可减小曲轴转动所需的转矩，提高转速，从而便于发动机点火，提高发动机起动速度。

在发动机处于中高速阶段时，油底壳2内机油温度较高，粘度偏小。此时，液体流量分配装置3可调节来自水泵4的冷水和缸盖水套的高温水的比例，使得水泵4抽取的冷水的流量大于缸盖水套高温出水的流量，从而可降低油底壳液体流动夹层23内的水的温度，进而可降低油底壳2内机油的温度，增大机油粘度，由此，使得高温、高压的机油表面上可形成足够厚度的油膜，使机件可以得到正常的润滑，从而降低发动机的损耗，机油粘度增大也可提高活塞环的密封效果，避免因活塞环密封不良造成燃烧室窜气和机油烧失的风险。同时，可以去除发动机润滑系统的机油冷却器，从而使发动机结构更加紧凑，降低生产成本。

根据本发明实施例的发动机组件100，可连续调节油底壳2内的机油温度，进而可调节机油粘度，在发动机冷起动至低速阶段，可提高机油温度，降低机油粘度，从而可降低摩擦损失，同时也便于发动机点火；在发动机处于中高转速阶段时，可降低机油温度，提高机油粘度，从而可使得机件得到正常的润滑，降低磨损量，也可增强活塞环的密封效果，同时可以去除发动机润滑系统的机油冷却器，使得发动机结构更加紧凑，降低生产成本。

可选地，液体流量分配装置3可以包括电磁式比例阀，电磁式比例阀可以有多个口，从而可以与发动机的水泵4、缸盖水套的出口端11以及油底壳液体流动夹层进口端231相连，电磁式比例阀反应灵敏，更加有利于调节发动机的水泵4和缸盖水套流入油底壳液体流动夹层的进口端231的冷水和高温水的比例，而且电磁式比例阀可以由电子控制单元7控制，从而便于用户的操作使用。

为了更加有效的调节油底壳2内的机油温度，在油底壳液体流动夹层23内还可以设置有测温装置6，测温装置6可用于检测油底壳液体流动夹层23内的液体(例如水)的温度，并可将信息反馈给电子控制单元7，由电子控制单元7控制液体流量分配装置3调节发动机的水泵4的冷水和缸盖水套高温出水的比例，从而可调节混合后的水温，进而连续调节油底壳2内机油的温度。

可选地，在液体流量分配装置3和油底壳液体流动夹层的进口端231之间可设置有液体混合器8，液体混合器8可使得经过液体流量分配装置3调节比例后的来自水泵4的冷水和缸盖水套高温水充分混合，从而更利于调节油底壳2内机油的温度，使油底壳2内的机油时时处于最适合发动机工作的温度。

进一步地，油底壳液体流动夹层的进口端231可以低于油底壳液体流动夹层的出口端232。例如，如图1所示，油底壳液体流动夹层的进口端231可设在油底壳2的邻近于油底壳底部的位置，油底壳液体流动夹层的出口端232可设置在邻近于油底壳2顶部开口处，且高于油底壳2内机油的最高液面的位置。由此，从油底壳液体流动夹层2的进口端231进入油底壳液体流动夹层2的水可先进行热交换，冷却或加热油底壳2内的机油，再向上从油底壳液体流动夹层的出口端232流出。由此更有利于混合水对油底壳2内机油温度的调节。

作为优选实施例，如图2所示，在油底壳液体流动夹层23内可设置有隔离结构233，隔离结构233可将油底壳液体流动夹层23隔离成位于隔离结构233两侧的两个子流动夹层，具体地，隔离结构233可以设置在油底壳液体流动夹层23的邻近于油底壳底部的位置，隔离结构233可阻挡水流在两个子流动夹层的邻近于油底壳底部的位置之间流动，迫使水流从油底壳2两侧流向对面。从而两个子流动夹层内的水可以与油底壳2内的机油充分进行换热，使整个油底壳2内的机油得到充分的加热或冷却。

其中，可选地，子流动夹层的高度可与油底壳2的高度大体相等。由此，子流动夹层内的水可对整个油底壳2进行加热或冷却，从而更加有利于对油底壳2内机油进行加热或冷却。

如图1所示，油底壳2可以包括外壳21和内壳22，外壳21和内壳22彼此间隔开，在外壳21与内壳22之间可形成油底壳液体流动夹层23。油底壳液体流动夹层23可用于储放用于冷却或加热油底壳2内机油的水，其中，可选地，外壳21和内壳22可一体形成油底壳2，由此，不仅可简化生产工艺，提高生产效率，也便于油底壳2的安装。其中，油底壳液体流动夹层的出口端232可与空调暖风系统5相连。油底壳液体流动夹层23内的水可从油底壳液体流动夹层出口端232流向空调暖风系统5，为空调暖风系统5提供热源。由此，不仅便于油底壳液体流动夹层内23水的流出和散热，而且也可提高油底壳液体流动夹层23内水的利用率，从而提高发动机工作效率。

此外，本发明还提出了一种车辆，该车辆具有上述发动机组件100。

根据本发明实施例的车辆，不仅可以减少发动机零部件的摩擦损失，延长发动机使用寿命，降低油耗，也可提高发动机的起动效率，增大活塞环密封效果，同时，也可为车辆空调暖风系统提供热源。

另外，本发明还提出了一种根据本发明实施例的发动机组件100的机油温度控制方法，根据最适宜发动机工作的油底壳2内机油温度范围可以设定出第一预定油温和第二预定油温，其中第一预定油温小于第二预定油温。可以理解的是，第一预定油温和第二预定油温可以是随发动机工况变化的值，也可以为一个固定值。

当油底壳2内的机油温度小于第一预定油温时，液体流量分配装置3可调节从水泵4流向油底壳液体流动夹层23的液体的温度的流量小于从缸盖水套流向油底壳液体流动夹层23的液体的流量，换言之，当油底壳2内的机油温度小于第一预设温度时，流向油底壳液体流动夹层23的水泵4抽取的冷水的流量小于缸盖水套的高温水的流量，由此，可提高油底壳液体流动夹层23的液体的温度，进而可提高油底壳2内机油的温度，使油底壳2内的机油时时处于最适宜发动机工作的温度。

当油底壳2内的机油温度大于第二预定油温时，液体流量分配装置3可调节从水泵4流向油底壳液体流动夹层23的液体的温度的流量大于从缸盖水套流向油底壳液体流动夹层23的液体的流量，换言之，当油底壳2内的机油温度大于第二预设温度时，流向油底壳液体流动夹层23的水泵4抽取的冷水的流量大于缸盖水套的高温水的流量，由此，可降低油底壳液体流动夹层23的液体的温度，进而可减低油底壳2内机油的温度，使油底壳2内的机油时时处于最适宜发动机工作的温度。可以理解的是，第一预定油温小于第二预定油温。

根据本发明实施例的发动机组件100的机油温度控制方法，可连续调节油底壳内2机油的温度，使得油底壳2内机油的温度时时处于最适宜发动机工作的温度。

如图1所示，在油底壳液体流动夹层23内还可以设置有测温装置6，测温装置6可与液体流量分配装置3相连，用于检测油底壳液体流动夹层23内液体的温度，以反映出油底壳2内的机油温度，并可将温度信号输出给液体流量分配装置3，液体流量分配装置3可根据测温装置6检测的温度来调节冷水和高温水的流量，从而调节油底壳2内的机油温度，提高发动机工作效率。

当测温装置6检测到油底壳2内液体的温度低于第一预定温度时，液体流量分配装置3可调节从水泵4流向油底壳液体流动夹层23的液体的温度的流量小于从缸盖水套流向油底壳液体流动夹层23的液体的流量，使得流向油底壳液体流动夹层23的水泵4抽取的冷水的流量小于缸盖水套的高温水的流量，由此，可提高油底壳液体流动夹层23的液体的温度，进而可提高油底壳2内机油的温度。

当测温装置6检测到油底壳液体流动夹层23内液体的温度高于第二预设温度时，液体流量分配装置3可调节从水泵4流向油底壳液体流动夹层23的液体的温度的流量大于从缸盖水套流向油底壳液体流动夹层23的液体的流量，使得流向油底壳液体流动夹层23的水泵4抽取的冷水的流量大于缸盖水套的高温水的流量，由此，可降低油底壳液体流动夹层23的液体的温度，进而可减低油底壳2内机油的温度。

可以理解的是，第一预定油温和第一预定温度成正比，且第二预定油温与第二预定温度成正比。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机组件(100)，其特征在于，包括：

发动机，所述发动机包括气缸盖(1)、气缸体和油底壳(2)，所述气缸盖(1)内具有缸盖水套且所述油底壳(2)内形成有油底壳液体流动夹层(23)；

液体流量分配装置(3)，所述液体流量分配装置(3)分别与所述发动机的水泵(4)、所述缸盖水套的出口端(11)和所述油底壳液体流动夹层的进口端(231)相连，所述液体流量分配装置(3)设置成用于调节从所述水泵(4)和所述缸盖水套流向所述油底壳液体流动夹层(23)的液体比例。

2.根据权利要求1所述的发动机组件(100)，其特征在于，所述液体流量分配装置(3)包括电磁式比例阀。

3.根据权利要求1所述的发动机组件(100)，其特征在于，所述油底壳液体流动夹层(23)内还设置有测温装置(6)。

4.根据权利要求1所述的发动机组件(100)，其特征在于，所述油底壳液体流动夹层的进口端(231)低于所述油底壳液体流动夹层的出口端(232)。

5.根据权利要求1所述的发动机组件(100)，其特征在于，所述油底壳液体流动夹层(23)内设置有隔离结构(233)，所述隔离结构(233)将所述油底壳液体流动夹层(23)隔离成位于所述隔离结构(233)两侧的两个子流动夹层，所述子流动夹层的高度与所述油底壳(2)的高度大体相等。

6.根据权利要求1所述的发动机组件(100)，其特征在于，所述油底壳(2)包括：外壳(21)和内壳(22)，所述外壳(21)和所述内壳(22)彼此间隔开以在所述外壳(21)与所述内壳(22)之间形成所述油底壳液体流动夹层(23)，所述油底壳液体流动夹层的出口端(232)与空调暖风系统(5)相连。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的发动机组件(100)，其特征在于，还包括：液体混合器(8)，所述液体混合器(8)设置在所述液体流量分配装置(3)和所述油底壳液体流动夹层的进口端(231)之间。

8.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的发动机组件(100)。

9.一种根据权利要求1所述的发动机组件(100)的机油温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在油底壳(2)内的机油温度低于第一预定油温时，所述液体流量分配装置(3)调节从所述水泵(4)流向油底壳液体流动夹层的液体的流量小于从所述缸盖水套流向油底壳液体流动夹层(23)的液体的流量；

S2、在油底壳(2)内的机油温度高于第二预定油温时，所述液体流量分配装置(3)调节从所述水泵(4)流向油底壳液体流动夹层的液体的流量大于从所述缸盖水套流向油底壳液体流动夹层(23)的液体的流量；其中第一预定温度小于第二预定温度。

10.根据权利要求要求9所述的机油温度控制方法，其特征在于，所述油底壳液体流动夹层(23)内还设置有测温装置(6)，所述测温装置(6)与所述液体流量分配装置(3)相连；

所述步骤S1包括：

S11、测温装置(6)检测所述油底壳液体流动夹层(23)内的液体的温度并将信号输出给所述液体流量分配装置(3)；

S12、当测温装置(6)检测到所述油底壳液体流动夹层(23)内的液体的温度低于第一预定温度时，所述液体流量分配装置(3)调节从所述水泵(4)流向油底壳液体流动夹层(23)的液体的流量小于从所述缸盖水套流向油底壳液体流动夹层(23)的液体的流量，第一预定温度与第一预定油温成正比；

所述步骤S2包括：

S21、测温装置(6)检测所述油底壳液体流动夹层(23)内的液体的温度并将信号输出给所述液体流量分配装置(3)；

S22、当测温装置(6)检测到所述油底壳液体流动夹层(23)内的液体的温度高于第二预定温度时，所述液体流量分配装置(3)调节从所述水泵(4)流向油底壳液体流动夹层(23)的液体的流量大于从所述缸盖水套流向油底壳液体流动夹层(23)的液体的流量，第二预定温度与第二预定油温成正比。