CN109184974A - 一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统及方法，系统包括主油箱、副油箱、集成式阀体和控制器；所述集成式阀体设置于主油箱内，其包括顶座，以及设在顶座上的油路切换阀、水路通断阀、双钢球呼吸阀、控制电路模块、发动机回油口、副油箱回油口、副油箱出油口、发动机吸油口、进水接口和出水接口。本发明的优点在于通过主油箱预热方式，解决了车辆在低温环境中发动机无法正常供油的问题，并且节省了燃油使用成本；采用集成式阀体，实现了对水路、油路、气压、电路等模块的统一控制，稳定性更高，并实时获取油箱液位信息、温度信息；整体结构合理，占用空间小，且能有效避免油、水的泄露问题。

Description

一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆发动机供油技术领域，具体涉及一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统及方法。
背景技术
在寒冬季节气温较低，有些地区平均气温甚至低至-20℃～-30℃左右，许多燃油(柴油)车辆在冬季无法使用高标号燃油。原因在于环境温度过低，标号越高的燃油凝固点越高，所以就越容易会出现变稠、结蜡，进而出现燃油滤网、油管堵塞现象，致使车辆无法启动或行驶中突然熄火等故障。另外，若直接使用低标号的燃油，燃油价格较高，燃油消耗量也会增加，从而增加用户车辆使用成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统及方法，其解决了车辆在低温环境中启动和行驶困难的问题，并降低了车辆燃油成本。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，包括主油箱、副油箱、集成式阀体和控制器；
所述集成式阀体设置于主油箱内，其包括顶座，以及设在顶座上的油路切换阀、水路通断阀、双钢球呼吸阀、控制电路模块、发动机回油口、副油箱回油口、副油箱出油口、发动机吸油口、进水接口和出水接口；
所述发动机回油口和发动机吸油口的外端头分别通过发动机回油管路和发动机吸油管路与发动机连接，发动机回油口和发动机吸油口的内端头分别连接有主油箱回油管和主油箱出油管，所述副油箱回油口和副油箱出油口的外端头分别通过副油箱回油管路和副油箱出油管路连接至副油箱内，所述副油箱回油口的内端头连通至发动机回油口，所述副油箱出油口的内端头连通至发动机吸油口，所述油路切换阀同时控制发动机回油管路与主油箱回油管连通、发动机吸油管路与主油箱出油管连通，或者同时控制发动机回油管路与副油箱回油管路连通、发动机吸油管路与副油箱出油管路连通；
所述进水接口和出水接口的外端头通过循环管路与发动机的冷却液连接，进水接口和出水接口的内端头连接有循环加热管，所述水路通断阀设置于进水接口处；
所述控制器与控制电路模块双向通信，所述控制电路模块的信号输入端连接有信息管和温度传感器，所述信息管上设有浮子，所述控制电路模块的信号输出端连接于油路切换阀和水路通断阀。
进一步改进在于，所述主油箱回油管、主油箱出油管和信息管的底端设有托盘，所述托盘的底端设有缓冲垫。
进一步改进在于，所述循环加热管由顶座上的进水接口向下伸至托盘位置后，再呈螺旋状向上绕在主油箱出油管、主油箱回油管和信息管的外圈，最后呈直线状向上连通至顶座上的出水接口。
进一步改进在于，所述双钢球呼吸阀包括阀体，所述阀体内开有第一通道和第二通道，所述第一通道水平设置且出口位于阀体侧边，在第一通道内设有第一腔室，所述第一腔室内放置有第一钢球，第一腔室的两端均设有收口段，且收口段的最大口径大于第一钢球直径，收口段的最小口径小于第一钢球直径；所述第二通道竖直设置且出口位于阀体底端，在第二通道内设有第二腔室，所述第二腔室内放置有第二钢球，第二腔室的顶端设有收口段，且收口段的最大口径大于第二钢球直径，收口段的最小口径小于第二钢球直径，第二腔室的底端设有气阀座，所述第一通道的出口处设有气嘴；
所述第一通道和第二通道在阀体内部相互连通。
进一步改进在于，所述进水接口上设有过滤网，所述过滤网呈圆柱形，其圆柱侧壁及底部均设置为滤网片。
进一步改进在于，所述发动机回油管路和发动机吸油管路上设有粗滤器和精滤器。
进一步改进在于，所述副油箱内设有液位传感器，其连接在副油箱回油管路和副油箱出油管路的末端。
一种发动机供油方法，基于上述的设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，具体步骤包括
步骤一：在主油箱内加高标号燃油，在副油箱内加低标号燃油；
步骤二：控制器获取主油箱内的温度值，并与阈值比较，若高于阈值，则通过油路切换阀控制发动机回油管路与主油箱回油管连通、发动机吸油管路与主油箱出油管连通，主油箱供油；若低于阈值，则通过油路切换阀控制发动机回油管路与副油箱回油管路连通、发动机吸油管路与副油箱出油管路连通，副油箱供油，同时打开水路通断阀，用发动机冷却液为主油箱加热；
步骤三：加热过程中，控制器不断获取主油箱内的温度值，并与阈值比较，当温度值高于阈值时，通过油路切换阀切换至发动机回油管路与主油箱回油管连通、发动机吸油管路与主油箱出油管连通，主油箱供油。
进一步改进在于，所述阈值等于主油箱内高标号燃油的凝固点。
本发明的有益效果在于：
(1)通过主油箱预热方式，解决了车辆在低温环境中发动机无法正常供油的问题，并且节省了燃油使用成本；
(2)采用集成式阀体，实现了对水路、油路、气压、电路等模块的统一控制，稳定性更高，并实时获取油箱液位信息、温度信息；
(3)整体结构合理，占用空间小，且能有效避免油、水的泄露问题。
附图说明
图1为本系统的结构示意图；
图2为集成式阀体的结构示意图；
图3为集成式阀体的顶部平面图；
图4为双钢球呼吸阀的结构示意图；
图5为气阀座的结构示意图；
图6为进水接口及过滤网的结构示意图；
图7为控制电路模块的运行原理图；
图中：1-主油箱，2-副油箱，3-集成式阀体，4-控制器，5-顶座，6-油路切换阀，7-水路通断阀，8-双钢球呼吸阀，801-阀体，802-第一通道，803-第二通道，804-第一腔室，805-第一钢球，806-收口段，807-第二腔室，808-第二钢球，809-收口段，810-气阀座，811-气嘴，9-控制电路模块，10-发动机回油口，11-副油箱回油口，12-副油箱出油口，13-发动机吸油口，14-进水接口，141-过滤网，15-出水接口，16-发动机回油管路，17-发动机吸油管路，18-主油箱回油管，19-主油箱出油管，20-副油箱回油管路，21-副油箱出油管路，22-循环加热管，23-信息管，24-浮子，25-托盘，26-缓冲垫，27-粗滤器，28-精滤器，29-液位传感器，30-循环管路。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
结合图1至图7所示，一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，包括主油箱1、副油箱2、集成式阀体3和控制器4。
其中，集成式阀体3设置于主油箱1内，其包括顶座5，以及设在顶座5上的油路切换阀6、水路通断阀7、双钢球呼吸阀8、控制电路模块9、发动机回油口10、副油箱回油口11、副油箱出油口12、发动机吸油口13、进水接口14和出水接口15。
发动机回油口10和发动机吸油口13的外端头分别通过发动机回油管路16和发动机吸油管路17与发动机连接，发动机回油口10和发动机吸油口13的内端头分别连接有主油箱回油管18和主油箱出油管19，副油箱回油口11和副油箱出油口12的外端头分别通过副油箱回油管路20和副油箱出油管路21连接至副油箱2内，副油箱回油口11的内端头连通至发动机回油口10，副油箱出油口12的内端头连通至发动机吸油口13，油路切换阀6同时控制发动机回油管路16与主油箱回油管18连通、发动机吸油管路17与主油箱出油管19连通，或者同时控制发动机回油管路16与副油箱回油管路20连通、发动机吸油管路17与副油箱出油管路21连通；
进水接口14和出水接口15的外端头通过循环管路30与发动机的冷却液连接，进水接口14和出水接口15的内端头连接有循环加热管22，水路通断阀7设置于进水接口14处；
控制器4与控制电路模块9双向通信，控制电路模块9的信号输入端连接有信息管23(与主油箱出油管19和主油箱回油管18并排设置，用于检测主油箱内的液位信息)和温度传感器(图中未示出，设于控制电路盒内部，用于检测主油箱内的温度值)，信息管23上设有浮子24，用于常规的液位检测功能；控制电路模块9的信号输出端连接于油路切换阀6和水路通断阀7。控制电路模块9接收主油箱内温度检测信号和液位高度信号，并根据信号控制油路切换阀6和水路通断阀7的开闭；同时，控制电路模块9与汽车电路系统中的控制器4双向通信，可将控制电路模块9接收到的信号发送至控制器4，控制器4控制车内中控屏显示信息，并对信息进行分析，判断温度值和液位值是否过高或过低，并产生相应的报警提示。
上述油路切换阀6由电机、涡轮蜗杆传动机构、主动拨盘、两个从动槽轮等主要结构组成。发动机回油口10和副油箱回油口11设在同一侧，副油箱出油口12和发动机吸油口13设在同一侧，两个从动槽轮分别连接有转换阀门，且分别作用于发动机回油口10和发动机吸油口13，发动机回油口10上的转换阀门可使发动机回油口10连通副油箱回油口11或主油箱回油管18，发动机吸油口13上的转换阀门可使发动机吸油口13连通副油箱出油口12或主油箱出油管19。并且，在电机、涡轮蜗杆传动机构以及主动拨盘的传动作用下，两个从动槽轮同时转动，带动两个转换阀门同时转动，从而实现上述提到的同时控制。
另外，上述水路通断阀7为常规电磁开关阀，可打开或关闭冷却液的循环；上述控制电路模块9为常规控制电路，其通过插接件连接至车辆的自带电路系统，实现信息互通。上述控制器4为常规控制器型号，其被配置为接收液位检测信号、温度检测信号(可将信号通过车辆内部电路系统传输至驾驶位显示屏)，并生成控制水路通断阀7和油路切换阀6的命令。
主油箱回油管18、主油箱出油管19和信息管23的底端设有托盘25，托盘25的底端设有缓冲垫26。
循环加热管22由顶座5上的进水接口14向下伸至托盘25位置后，再呈螺旋状向上绕在主油箱出油管19、主油箱回油管18和信息管23的外圈，最后呈直线状向上连通至顶座5上的出水接口15。循环加热管22通过将发动机冷却液导入到主油箱1内，实现对主油箱1内燃油加热。
双钢球呼吸阀8包括阀体801，阀体801内开有第一通道802和第二通道803，第一通道802水平设置且出口位于阀体801侧边，在第一通道802内设有第一腔室804，第一腔室804内放置有第一钢球805，第一腔室804的两端均设有收口段806，且收口段806的最大口径大于第一钢球805直径，收口段806的最小口径小于第一钢球805直径；第二通道803竖直设置且出口位于阀体801底端，在第二通道803内设有第二腔室807，第二腔室807内放置有第二钢球808，第二腔室807的顶端设有收口段809，且收口段809的最大口径大于第二钢球808直径，收口段809的最小口径小于第二钢球808直径，第二腔室807的底端设有气阀座810，第一通道802的出口处设有气嘴811；第一通道802和第二通道803在阀体801内部相互连通。
将双钢球呼吸阀8安装于油箱上，双钢球呼吸阀8在倾斜状态下，只要倾斜角大于一定的值α(角α的值由收口段的收缩斜面决定，以α＝30°为例)，此时第一钢球805就会落入第一腔室804的收口段806内，将第一通道802堵死，使得内部液体不会流出；随着双钢球呼吸阀8的倾斜角度的增大，在倾斜角大于150°时，第一钢球805会脱离收口段6回到第一腔室804内；然而只要倾斜角大于120°时，第二钢球808就会落入收口段809内，所以即使在150°后第一钢球805回到第一腔室804内，仍然能保证整个通道密封。
进水接口14上设有过滤网141，过滤网141呈圆柱形，其圆柱侧壁及底部均设置为滤网片，用于对冷却液杂质过滤，防止杂质对水路通断阀7造成堵塞，延长产品使用寿命。
发动机回油管路16和发动机吸油管路17上设有粗滤器27和精滤器28，用于过滤供给的燃油。
副油箱2内设有液位传感器29，其连接在副油箱回油管路20和副油箱出油管路21的末端，液位传感器29为常规结构，用于检测副油箱2的液位高度，可一并连接至控制电路模块9的信号输入端。
一种发动机供油方法，基于上述设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，具体步骤包括
步骤一：在主油箱内加高标号燃油(柴油)，在副油箱内加低标号燃油；
步骤二：通过温度传感器控制器获取主油箱内的温度值，并由控制器与阈值比较，若高于阈值，则通过油路切换阀控制发动机回油管路与主油箱回油管连通、发动机吸油管路与主油箱出油管连通，主油箱供油；若低于阈值，则通过油路切换阀控制发动机回油管路与副油箱回油管路连通、发动机吸油管路与副油箱出油管路连通，副油箱供油，同时打开水路通断阀，用发动机冷却液为主油箱加热；
步骤三：加热过程中，通过温度传感器控制器不断获取主油箱内的温度值，并与阈值比较，当温度值高于阈值时，通过油路切换阀切换至发动机回油管路与主油箱回油管连通、发动机吸油管路与主油箱出油管连通，主油箱供油。
特别的，上述阈值等于主油箱内高标号燃油的凝固点。例如，常见的5#柴油，5#柴油适合于气温在8℃以上时使用，其凝固点大约为8℃，所以此时阈值设置为8℃。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，其特征在于：包括主油箱(1)、副油箱(2)、集成式阀体(3)和控制器(4)；
所述集成式阀体(3)设置于主油箱(1)内，其包括顶座(5)，以及设在顶座(5)上的油路切换阀(6)、水路通断阀(7)、双钢球呼吸阀(8)、控制电路模块(9)、发动机回油口(10)、副油箱回油口(11)、副油箱出油口(12)、发动机吸油口(13)、进水接口(14)和出水接口(15)；
所述发动机回油口(10)和发动机吸油口(13)的外端头分别通过发动机回油管路(16)和发动机吸油管路(17)与发动机连接，发动机回油口(10)和发动机吸油口(13)的内端头分别连接有主油箱回油管(18)和主油箱出油管(19)，所述副油箱回油口(11)和副油箱出油口(12)的外端头分别通过副油箱回油管路(20)和副油箱出油管路(21)连接至副油箱(2)内，所述副油箱回油口(11)的内端头连通至发动机回油口(10)，所述副油箱出油口(12)的内端头连通至发动机吸油口(13)，所述油路切换阀(6)同时控制发动机回油管路(16)与主油箱回油管(18)连通、发动机吸油管路(17)与主油箱出油管(19)连通，或者同时控制发动机回油管路(16)与副油箱回油管路(20)连通、发动机吸油管路(17)与副油箱出油管路(21)连通；
所述进水接口(14)和出水接口(15)的外端头通过循环管路(30)与发动机的冷却液连接，进水接口(14)和出水接口(15)的内端头连接有循环加热管(22)，所述水路通断阀(7)设置于进水接口(14)处；
所述控制器(4)与控制电路模块(9)双向通信，所述控制电路模块(9)的信号输入端连接有信息管(23)和温度传感器，所述信息管(23)上设有浮子(24)，所述控制电路模块(9)的信号输出端连接于油路切换阀(6)和水路通断阀(7)。
2.根据权利要求1所述的一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，其特征在于：所述主油箱回油管(18)、主油箱出油管(19)和信息管(23)的底端设有托盘(25)，所述托盘(25)的底端设有缓冲垫(26)。
3.根据权利要求2所述的一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，其特征在于：所述循环加热管(22)由顶座(5)上的进水接口(14)向下伸至托盘(25)位置后，再呈螺旋状向上绕在主油箱出油管(19)、主油箱回油管(18)和信息管(23)的外圈，最后呈直线状向上连通至顶座(5)上的出水接口(15)。
4.根据权利要求1所述的一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，其特征在于：所述双钢球呼吸阀(8)包括阀体(801)，所述阀体(801)内开有第一通道(802)和第二通道(803)，所述第一通道(802)水平设置且出口位于阀体(801)侧边，在第一通道(802)内设有第一腔室(804)，所述第一腔室(804)内放置有第一钢球(805)，第一腔室(804)的两端均设有收口段(806)，且收口段(806)的最大口径大于第一钢球(805)直径，收口段(806)的最小口径小于第一钢球(805)直径；所述第二通道(803)竖直设置且出口位于阀体(801)底端，在第二通道(803)内设有第二腔室(807)，所述第二腔室(807)内放置有第二钢球(808)，第二腔室(807)的顶端设有收口段(809)，且收口段(809)的最大口径大于第二钢球(808)直径，收口段(809)的最小口径小于第二钢球(808)直径，第二腔室(807)的底端设有气阀座(810)，所述第一通道(802)的出口处设有气嘴(811)；
所述第一通道(802)和第二通道(803)在阀体(801)内部相互连通。
5.根据权利要求1所述的一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，其特征在于：所述进水接口(14)上设有过滤网(141)，所述过滤网(141)呈圆柱形，其圆柱侧壁及底部均设置为滤网片。
6.根据权利要求1所述的一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，其特征在于：所述发动机回油管路(16)和发动机吸油管路(17)上设有粗滤器(27)和精滤器(28)。
7.根据权利要求1所述的一种设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，其特征在于：所述副油箱(2)内设有液位传感器(29)，其连接在副油箱回油管路(20)和副油箱出油管路(21)的末端。
8.一种发动机供油方法，其特征在于：基于权利要求1-7任一项所述的设有水、油路自动切换功能的发动机供油系统，具体步骤包括
步骤一：在主油箱内加高标号燃油，在副油箱内加低标号燃油；
步骤二：控制器获取主油箱内的温度值，并与阈值比较，若高于阈值，则通过油路切换阀控制发动机回油管路与主油箱回油管连通、发动机吸油管路与主油箱出油管连通，主油箱供油；若低于阈值，则通过油路切换阀控制发动机回油管路与副油箱回油管路连通、发动机吸油管路与副油箱出油管路连通，副油箱供油，同时打开水路通断阀，用发动机冷却液为主油箱加热；
步骤三：加热过程中，控制器不断获取主油箱内的温度值，并与阈值比较，当温度值高于阈值时，通过油路切换阀切换至发动机回油管路与主油箱回油管连通、发动机吸油管路与主油箱出油管连通，主油箱供油。
9.根据权利要求8所述的一种发动机供油方法，其特征在于：所述阈值等于主油箱内高标号燃油的凝固点。
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