CN107013356A - 发动机及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机及具有其的车辆，发动机包括：缸盖，缸盖内设有缸盖水套；缸体，缸体内设有缸体水套和缸体布水道，发动机的冷却液依次流经缸体水套、缸盖水套和缸体布水道；回油通道，回油通道至少部分地形成在缸体内，回油通道包括彼此间隔开的第一回油通道和第二回油通道，第一回油通道与缸体水套相邻以使第一回油通道和缸体水套内流动的冷却液间接换热，第二回油通道与缸体布水道相邻以使第二回油通道和缸体布水道内流动的冷却液间接换热，其中发动机的机油能够选择性地通过第一回油通道和/或第二回油通道流回油底壳。本发明的发动机，可以使发动机的机油始终处于合适的温度范围，进而保证发动机始终处于最优的润滑效果。

Description

发动机及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种发动机及具有其的车辆。

背景技术

现有的发动机一般会有一个外置式机油冷却器，该外置式机油冷却器由发动机冷却液对其进行加热或冷却。但该种形式的机油冷却器只能在某个特定工况下使机油温度在最适宜温度，其他工况下只是使机油温度在合理范围内。因此，该种机油冷却器不能在全工况内使发动机运行在最优的润滑效果。从而发动机机械损失和机械磨损增大，不利于油耗降低。另外采用外置式机油冷却器，增加了发动机零部件的数量，增大了发动机质量，进而增加了发动机的加工、安装工序，不利于发动机集成化、轻量化。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机，以使发动机的机油始终处于合适的温度范围，进而保证发动机始终处于最优的润滑效果。

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，包括：缸盖，所述缸盖内设有缸盖水套；缸体，所述缸体内设有缸体水套和缸体布水道，所述发动机的冷却液依次流经缸体水套、缸盖水套和缸体布水道；回油通道，所述回油通道至少部分地形成在所述缸体内，所述回油通道包括彼此间隔开的第一回油通道和第二回油通道，所述第一回油通道与所述缸体水套相邻以使所述第一回油通道和所述缸体水套内流动的冷却液间接换热，所述第二回油通道与所述缸体布水道相邻以使所述第二回油通道和所述缸体布水道内流动的冷却液间接换热，其中所述发动机的机油能够选择性地通过所述第一回油通道和/或所述第二回油通道流回油底壳。

进一步地，所述回油通道内设有隔板以将所述回油通道分隔成所述第一回油通道和所述第二回油通道。

进一步地，所述第一回油通道和所述第二回油通道中的每一个的横截面在机油流动的方向上逐渐减小。

进一步地，所述发动机还包括：控制阀芯，所述控制阀芯设置成用以控制所述发动机的机油沿所述第一回油通道或/和第二回油通道流回到所述油底壳。

进一步地，所述控制阀芯的顶部敞开且底部设有回油孔，所述控制阀芯可转动以使所述回油孔对准第一回油通道或/和第二回油通道。

进一步地，所述控制阀芯为中空的半圆柱形，所述回油孔为长条形孔且形成在控制阀芯的外周面上。

进一步地，所述控制阀芯具有初始位置，在所述控制阀芯处于所述初始位置时所述控制阀芯的所述回油孔与所述第二回油通道正对。

进一步地，所述回油孔与所述控制阀芯的轴线形成的斜面与经过所述控制阀芯的轴线的垂直面之间的角度为α，且所述α与所述第一回油通道的横截面积和所述第二回油通道的横截面积正相关。

进一步地，所述发动机还包括：温度感应器，所述温度感应器用于检测流向/流出所述回油通道的机油温度，所述温度感应器与所述控制阀芯电连接。

相对于现有技术，本发明所述的发动机具有以下优势：

本发明所述的发动机可以使机油可选择地通过第一回油通道和/或第二回油通道，来实时调节机油的油温，保证机油处在合适的温度范围，发动机始终处于最优的润滑效果，减少发动机的油耗，降低发动机的摩擦。

本发明的另一目的在于提出一种具有上述发动机的车辆，以提高车辆的性能，降低车辆的油耗。

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的示意图；

图2为本发明实施例所述的回油通道的示意图；

图3为本发明实施例所述的控制阀芯和回油通道的示意图。

附图标记说明：

100-发动机，110-缸体水套，120-缸盖水套，130-缸体布水道，

140-回油通道，141-第一回油通道，142-第二回油通道，143-隔板，

151-节温器，152-水泵，153-水箱散热器，154-增压器水套，

160-控制阀芯，回油孔161，

170-暖风散热器，180-节气门水套，190-变速器油冷却器。

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。

现有发动机的缸体上的回油通道为通孔结构，直接连通缸盖与油底壳，回流的机油直接由缸盖和缸体快速流回油底壳，缸体回油道空间利用效果差。

且现有技术中增加的发动机外置式机油冷却器，需增加相应的油道、水道，从而增加发动机质量、加工工序、安装工序，不利于生产成本的降低，也不利于发动机轻量化、集成化。

最重要的是，现有技术中的机油不能实现发动机机油温度的实时调节，也就不能保证发动机始终在最优的润滑效果，增加发动机摩擦损失，从而影响发动机油耗水平。

下面结合图1至图3对本发明实施例的发动机100进行详细描述。

根据本发明实施例的发动机100可以包括缸盖和缸体。

其中，缸盖与缸体配合以形成燃烧室，燃料在燃烧室内燃烧产生热能，然后热能再转化为机械能。在燃料燃烧的过程中，缸盖和缸体的温度必然会上升，为了保证缸盖和缸体的温度不至于过高，保证发动机100稳定地工作，需要对缸盖和缸体进行降温。

缸盖上设有缸盖水套120以对缸盖进行降温，缸体上设置有缸体水套110以对缸体进行降温，缸体上还设置有缸体布水道130，需要说明的是，对缸体进行降温的主要是流经缸体水套110的冷却液。

发动机100的冷却液依次流经缸体水套110、缸盖水套120和缸体布水道130，也就是说，冷却液经过缸体水套110和缸盖水套120后进入到缸体布水道130，因此缸体布水道130中的冷却液的温度必然会大于缸体水套110中的冷却液的温度。

从缸体布水道130流出的温度较高的冷却液可以经过各冷却器(例如暖风散热器170、节气门水套180和变速器油冷却器190等)并对其进行加热，最后经过节温器151和水泵152进入到缸体水套中。

当然，可以理解的是，上述的循环只是一个小循环，发动机还上还设有大循环，大循环与现有技术类似，冷却液流经顺序为：缸体水套110、缸盖水套120、水箱散热器153、节温器151、水泵152、增压器水套154，最后流回到缸体水套110中。

回油通道140至少部分地形成在缸体内，发动机100的机油可以通过回油通道140流回发动机100的油底壳，回油通道140包括彼此间隔开的第一回油通道141和第二回油通道142，第一回油通道141与缸体水套110相邻以使第一回油通道141和缸体水套110内流动的冷却液间接换热，第二回油通道142与缸体布水道130相邻以使第二回油通道142和缸体布水道130内的冷却液间接换热，其中发动机100的机油能够选择性地通过第一回油通道141和/或第二回油通道142流回油底壳。

由于第一回油通道141邻近缸体水套110、第二回油通道142邻近缸体布水道130，且缸体水套110内的冷却液的温度小于缸体布水道130内的冷却液的温度，因此第一回油通道141内的温度第二回油通道142内的温度。

当发动机100的机油温度较高时，可以使得机油通过第一回油通道141进入到油底壳，利用缸体水套110内的冷却液对机油进行降温；当发动机100的机油温度较低时，可以使得机油通过第二回油通道142进入到油底壳，利用缸体布水道130内的冷却液对机油进行加热；当然，可以理解的是，可以根据机油的温度来控制机油分别通过第一回油通道141和第二回油通道142，并可以控制流经第一回油通道141和第二回油通道142的机油量。由此，可以保证机油一直处于合适的温度范围，使发动机100运行在最优的润滑效果内。

根据本发明实施例的发动机100，舍弃了机油冷却器，通过设置缸体布水道130、且将回油通道140分隔成第一回油通道141和第二回油通道142，第一回油通道141与缸体水套110相邻，第二回油通道142与缸体布水道130相邻，进而可以使机油可选择地通过第一回油通道141和/或第二回油通道142，来实时调节机油的油温，保证机油处在合适的温度范围，发动机100始终处于最优的润滑效果，减少发动机100的油耗，降低发动机100的摩擦。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，回油通道140内设有隔板143以将回油通道140分隔成第一回油通道141和第二回油通道142。隔板143可以贯穿回油通道140或者设置在回油通道140的下游部分。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，第一回油通道141和第二回油通道142中的每一个的横截面积在机油流动的方向上逐渐减小。由此，机油可以停留在第一回油通道141和/或第二回油通道142更长时间，使得机油可以放出更多的热量(当机油的温度过高时)或吸收更多的热量(当机油的温度过低时)。

需要说明的是，回油通道140内腔深度的设计取决于缸体水套110的深度，而内腔体积则根据机油循环量和发动机100性能强化程度进行设定。

在本发明的一些实施例中，发动机100还包括控制阀芯160，控制阀芯160设置成用以控制发动机100的机油沿第一回油通道141和/或第二回油通道142流回到油底壳。

需要说明的是，机油沿第一回油通道141和/或第二回油通道142流回到油底壳的意思为：机油可以沿着第一回油通道141流回到油底壳，或者机油可以沿着第二回油通道142流回到油底壳，或者机油中的一部分沿着第一回油通道141流回到油底壳、机油中的另一部分沿着第二回油通道142流回到油底壳。

具体地，控制阀芯160的顶部敞开且底部设有回油孔161，控制阀芯160可转动以使回油孔161对准第一回油通道141和/或第二回油通道142。

控制阀芯160具有初始位置，在控制阀芯160处于初始位置时，即控制阀芯160在不受外力的情况下，回油孔161可以对准第一回油通道141或第二回油通道142或者同时对准第一回油通道141和第二回油通道142。

车辆在启动时，机油的温度较低，需要时机油的温度升高以使机油达到最佳的润滑效果，故在本发明的具体示例中，控制阀芯160处于初始位置时，回油孔161对准第二回油通道142，缸体布水道130中的冷却液可以与第二回油通道142内的机油进行热交换，使得第二回油通道142内的机油温度快速升高，保证机油具有优异的润滑效果。

更具体的，控制阀芯160为中空的半圆柱形，回油孔161为长条形孔且形成在控制阀芯160的外周面上。控制阀芯160可以沿着其轴线转动，将回油孔161设置为长条形孔可以方便机油快速地流进第一回油通道141和/或第二回油通道142。

在本发明的一些实施例中，回油孔161与控制阀芯160的轴线形成的斜面与经过控制阀芯160的轴线的垂直面之间的角度为α，且α与第一回油通道141的横截面积和第二回油通道142的横截面积正相关。也就是说，第一回油通道141的横截面积和第二回油通道142的横截面积越大，则α越大。

在本发明的具体示例中，α＝45°。由此，可以使控制阀芯160在初始状态下，机油可以方便地流入到第一回油通道141或第二回油通道142。

当然，可以理解的是，本发明不对α的角度进行限定，只要保证机油能够通过回油孔161进入到第一回油通道141或第二回油通道142中即可。

在本发明的一些实施例中，发动机100还包括温度感应器，温度感应器用于检测流向或流出回油通道140的机油温度，温度感应器与控制阀芯160电连接。

具体地，当温度感应器检测到的温度过低时，可以使控制阀芯160转动，机油经过第二回油通道142流回至油底壳；当温度感应器检测到的温度过高时，可以使控制阀芯160转动，机油经过第一回油通道141流回至油底壳。可以理解的是，控制阀芯160可以通过电磁阀或电机等驱动件进行驱动。

下面详细描述各工况下发动机100的运行状态。

暖机阶段、低负荷阶段：此时整机温度较低，机油温度较低。控制阀芯160保持不动(初始位置)，即第二回油通道142打开，第一回油通道141关闭。缸盖回流的机油全部通过第二回油通道142流回油底壳。由于第二回油通道142外侧为缸体布水道130，缸盖水套120流入缸体布水道130内的热的冷却液与第二回油通道142内的机油进行热交换。而第一回油通道141关闭，其内腔恰好可以将缸体水套110和回流的机油隔离，所以其热交换的热量不会流向缸体水套110。从而实现机油快速升温，快速暖机，改善燃烧效果，降低机械损失。

高负荷运转阶段：缸盖水套120的出水温度和机油温度较高，控制系统使控制阀芯160旋转90°，即第一回油通道141打开，第二回油通道142关闭。缸盖水套120回流的机油全部通过第一回油通道141流回油底壳。此时回流的机油与缸体水套110发生热交换，降低机油温度，从而保证机油的粘度，使其达到最佳的润滑效果和冷却效果。

中等负荷阶段，控制系统根据发动机100转速、负荷、机油温度和冷却液温度数据使控制阀芯160在0-90°之间旋转，这样缸盖回流的机油会根据控制阀芯160的位置分配流入第一回油通道141和第二回油通道142的量。从而实现机油温度的控制，使机油保持在最佳粘度，提高润滑效果和冷却效果。

下面简单描述本发明实施例的车辆。

根据本发明实施例的车辆包括上述实施例的发动机100，由于根据本发明实施例的车辆设置有上述的发动机100，因此该车辆具有更好的性能，且油耗至少在一定程度上得到了降低。

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(100)，其特征在于，包括：

缸盖，所述缸盖内设有缸盖水套(120)；

缸体，所述缸体内设有缸体水套(110)和缸体布水道(130)，所述发动机(100)的冷却液依次流经缸体水套(110)、缸盖水套(120)和缸体布水道(130)；

回油通道(140)，所述回油通道(140)至少部分地形成在所述缸体内，所述回油通道(140)包括彼此间隔开的第一回油通道(141)和第二回油通道(142)，所述第一回油通道(141)与所述缸体水套(110)相邻以使所述第一回油通道(141)和所述缸体水套(110)内流动的冷却液间接换热，所述第二回油通道(142)与所述缸体布水道(130)相邻以使所述第二回油通道(142)和所述缸体布水道(130)内流动的冷却液间接换热，其中所述发动机(100)的机油能够选择性地通过所述第一回油通道(141)和/或所述第二回油通道(142)流回油底壳。

2.根据权利要求1所述的发动机(100)，其特征在于，所述回油通道(140)内设有隔板(143)以将所述回油通道(140)分隔成所述第一回油通道(141)和所述第二回油通道(142)。

3.根据权利要求1所述的发动机(100)，其特征在于，所述第一回油通道(141)和所述第二回油通道(142)中的每一个的横截面在机油流动的方向上逐渐减小。

4.根据权利要求2所述的发动机(100)，其特征在于，还包括：控制阀芯(160)，所述控制阀芯(160)设置成用以控制所述发动机(100)的机油沿所述第一回油通道(141)或/和第二回油通道(142)流回到所述油底壳。

5.根据权利要求4所述的发动机(100)，其特征在于，所述控制阀芯(160)的顶部敞开且底部设有回油孔(161)，所述控制阀芯(160)可转动以使所述回油孔(161)对准第一回油通道(141)或/和第二回油通道(142)。

6.根据权利要求5所述的发动机(100)，其特征在于，所述控制阀芯(160)为中空的半圆柱形，所述回油孔(161)为长条形孔且形成在控制阀芯(160)的外周面上。

7.根据权利要求5所述的发动机(100)，其特征在于，所述控制阀芯(160)具有初始位置，在所述控制阀芯(160)处于所述初始位置时所述控制阀芯(160)的所述回油孔(161)与所述第二回油通道(142)正对。

8.根据权利要求7所述的发动机(100)，其特征在于，所述回油孔(161)与所述控制阀芯(160)的轴线形成的斜面与经过所述控制阀芯(160)的轴线的垂直面之间的角度为α，且所述α与所述第一回油通道(141)的横截面积和所述第二回油通道(142)的横截面积正相关。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的发动机(100)，其特征在于，还包括：温度感应器，所述温度感应器用于检测流向/流出所述回油通道(140)的机油温度，所述温度感应器与所述控制阀芯(160)电连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的发动机(100)。