CN112412605A - 一种快速暖机发动机冷却系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速暖机发动机冷却系统，包括：水泵、发动机冷却支路、第一循环支路、第二循环支路、暖风支路、常通支路、膨胀水壶等；该系统结构及其布置方式简单，使得发动机无需做出较大改动即可加装此冷却系统，应用性好；该系统可使发动机在低温冷启动的情况下，实现快速暖机，且使其能够在稳定的温度下运行，减少发动机零部件间的磨损，进而降低发动机的摩擦功；该系统可提高发动机热效率，缩短暖机时间，进一步提高客户暖风使用舒适度。

Description

一种快速暖机发动机冷却系统及其控制方法

技术领域

本公开涉及汽车用发动机冷却系统的技术领域，尤其涉及一种快速暖机发动机冷却系统及其控制方法。

背景技术

发动机温度过高或者过低都会对发动机使用寿命造成很大的影响。发动机最佳的工作温度区间就是80℃～90℃，发动机上各种零部件的最佳工作温度和配合间隙都设计在这个区间，比如活塞与气缸之间的间隙、活塞环的开口间隙等等，同时机油的最佳工作温度也在这个温度范围内。如果发动机温度过高的话，会导致润滑油粘度下降，润滑不良，零部件间隙减小甚至消失，最终造成拉缸、化瓦等严重的机械故障；如果温度过低的话，会导致润滑油粘度增大，发动机磨损加剧，发动机80％的磨损量都是在低温启动时造成的，且发动机低温情况下冷启动时的暖风舒适度较差。

现有的汽车发动机冷却系统，如CN109611255B所公开的冷却系统中需布置保温瓶、保温管路、三个电磁阀等，其零部件繁多且布置方式复杂，成本较高。若对现有发动机应用此冷却系统，则需对发动机的机械结构做出较大改动且标定工作繁重，因此该冷却系统的应用性较差。

此外，上述系统未考虑低温时，发动机冷启动情况下的快速暖机问题，易加剧发动机冷启动时的机械磨损，而且该冷却系统的低温暖机效率低，客户的暖风使用舒适度较差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明主要解决现有技术中，发动机在低温条件下冷启动时的快速暖机问题，并且解决了暖风使用适度较差的技术问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本公开提供了一种快速暖机发动机冷却系统及其控制方法，包括：水泵；发动机冷却支路，该发动机冷却支路的输入端与水泵出水口相连，该发动机冷却支路的输出端分别与第一循环支路、第二循环支路、暖风支路和常通支路并联；支路控制单元，该支路控制单元的输入端连接至第一循环支路的输出端，支路控制单元的输出端连接至水泵入水口或连接至第二循环支路的第二节温器的输入端；第二循环支路、暖风支路和常通支路的输出端并联接入至水泵入水口；电子控制单元，控制电子节温器、电磁阀、支路控制单元的通断；常通支路。

可选地，第一循环支路，顺次串联包括：水温传感器和机油冷却器。

可选地，支路控制单元可为球阀热管理模块或电子温控阀。

可选地，第二循环支路，顺次串联包括：散热器和第二节温器；

可选地，第二循环支路还包括膨胀水壶，该膨胀水壶与散热器串联。

可选地，暖风支路，顺次串联包括：电磁阀和暖风芯体。

可选地，散热器包括散热水箱、电子风扇；电子风扇设于散热水箱上。

可选地，常通支路包括EGR冷却器，用于控制进入气缸的废气温度。

本公开还提供了一种快速暖机发动机冷却系统的控制方法，包括：

发动机电子控制单元获取发动机暖风开关状态信号；

当驾驶室暧风开关处于关闭状态时，发动机电子控制单元获取当前水温；

判断水温是否不大于82℃；

当水温不大于82℃时，第二节温器断开使第二循环支路断开，发动机电子控制单元获取当前主油路中的油温；

判断水温是否小于油温；

当水温小于油温时，发动机电子控制单元控制电磁阀断开使暖风支路断开，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通；

当水温不小于油温时，发动机电子控制单元则控制电磁阀断开使暖风支路断开，发动机电子控制单元控制支路控制单元断开使第一循环支路断开；

当水温大于82℃时，第二节温器闭合使第二循环支路接通，发动机电子控制单元则控制电磁阀断开使暖风支路断开，控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通。

本公开还提供了一种快速暖机发动机冷却系统的控制方法，包括：发动机电子控制单元获取发动机暖风开关状态信号；

当驾驶室暖风开关处于打开状态时，发动机电子控制单元获取当前水温；

判断水温是否不大于15℃；

当水温不大于15℃时，发动机电子控制单元控制电磁阀断开使暖风支路断开，控制支路控制单元闭合使第一循环支路断开，控制第二节温器断开使第二循环支路断开；

当水温大于15℃时，判断水温是否大于82℃；当水温大于82℃时，第二节温器闭合使第二循环支路接通，发动机电子控制单元控制电磁阀闭合使暖风支路接通，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通；

当水温不大于82℃时，第二节温器断开使第二循环支路断开，发动机电子控制单元获取当前主油路中的油温；

判断水温是否小于油温；

当水温小于油温时，发动机电子控制单元控制电磁阀闭合使暖风支路接通，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通；

当水温不小于油温时，发动机电子控制单元控制电磁阀闭合使暖风支路接通，发动机电子控制单元控制支路控制单元断开使第一循环支路断开。

(三)有益效果

本发明提供了一种快速暖机发动机冷却系统及其控制方法，其有益效果是：

(1)该系统结构及布置方式简单，使得发动机无需做出较大改动即可加装此冷却系统，应用性好；

(2)该系统可使发动机在低温冷启动的情况下，实现快速暖机，且使其能够在稳定的温度下运行，减少发动机零部件间的磨损，进而降低发动机的摩擦功；

(3)该系统可提高发动机热效率，缩短暖机时间，进一步提高客户暖风使用舒适度。

附图说明

图1是实施例一的快速暖机发动机冷却系统原理图；

图2是实施例二的快速暖机发动机冷却系统原理图；

图3是实施例三的快速暖机发动机冷却系统原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。但是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同元件。

实施例一：

如图1所示快速暖机发动机冷却系统，该系统中各个元器件的连接方式为：

发动机缸盖入水口与水泵出水口相连；缸体入水口与水泵出水口相连，缸体出水口与第一节温器串联后，再与所述缸盖出水口并联；该缸盖、缸体及第一节温器及其连接则共同组成了发动机冷却支路。上述缸体、缸盖并联的连接方式称为发动机分体冷却方案。

水温传感器、机油冷却器串联后，再与支路控制单元串联，共同构成第一循环支路，其中支路控制单元可为球阀节温器或电子节温器，其接通和关闭由发动机电子控制单元的数据信号控制。散热器与第二节温器串联，构成第二循环支路；电磁阀与暖风芯体串联，构成暖风支路。

膨胀水壶同散热器相连后，再串联接入第二节温器，该膨胀水壶用于存储散热器里因温度升高而膨胀溢出的冷却液，同时除去散热器中产生的气体，使气水分离，避免该快速暖机发动机冷却系统的管路中发生穴蚀现象。

发动机冷却支路分别同第一循环支路、第二循环支路、暖风支路、常通支路连接，且上述第一循环支路、第二循环支路、暖风支路、常通支路并联后接入水泵入水口，最终构成整个快速暖机发动机冷却系统。

实施例二：

如图2所示，将图1中的常通支路由EGR冷却器代替，其余与图1相同部分不再赘述，该EGR冷却器可用于降低进入气缸的废气温度，进而降低发动机温度。

实施例三：

如图3所示，将图1中的发动机冷却支路的分体冷却方案替换为整体冷却方案，即将发动机缸体、缸盖串联后，再分别同第一循环支路、第二循环支路、暖风支路以及常通支路相连。其余与图1相同部分不再赘述。

本公开还提供了一种快速暖机发动机冷却系统的控制方法，以图1为例，其详细步骤如下：

发动机电子控制单元根据获取的发动机暖风开关状态信号、水温信号和油温信号控制该快速暖机发动机冷却系统。

具体控制方法如下：

情况一：第二节温器为电子节温器

(1)驾驶室暖风开关处于关闭状态时：

当水温≤82℃时，如果水温＜油温时，发动机电子控制单元控制电磁阀断开使暖风支路断开，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通，发动机电子控制单元控制第二节温器即电子节温器断开使第二循环支路断开；如果水温≥油温时，发动机电子控制单元控制电磁阀断开使暖风支路断开，发动机电子控制单元控制支路控制单元断开使第一循环支路断开，发动机电子控制单元控制第二节温器即电子节温器断开使第二循环支路断开；

当水温＞82℃时，发动机电子控制单元控制电磁阀断开使暖风支路断开，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通，发动机电子控制单元控制第二节温器即电子节温器闭合使第二循环支路接通；

(2)驾驶室暖风开关处于打开状态时：

当水温≤15℃时，发动机电子控制单元控制电磁阀断开使暖风支路断开，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路断开，发动机电子控制单元控制第二节温器即电子节温器断开使第二循环支路断开；

当15℃＜水温≤82℃时，如果水温＜油温时，发动机电子控制单元控制电磁阀闭合使暖风支路接通，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通，发动机电子控制单元控制第二节温器即电子节温器断开使第二循环支路断开；如果水温≥油温时，发动机电子控制单元控制电磁阀闭合使暖风支路接通，发动机电子控制单元控制支路控制单元断开使第一循环支路断开，发动机电子控制单元控制第二节温器即电子节温器断开使第二循环支路断开；

当水温＞82℃时，发动机电子控制单元控制电磁阀闭合使暖风支路接通，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通，发动机电子控制单元控制第二节温器即电子节温器闭合使第二循环支路接通。

情况二：

情况二与情况一的区别是，第二节温器为机械节温器，该机械节温器的开启温度为82℃，且该机械节温器的接通和断开不受发动机电子控制单元控制，其余控制方法与情况一相同，在此不再赘述。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速暖机发动机冷却系统，包括：

水泵；

发动机冷却支路，所述发动机冷却支路的输入端与所述水泵出水口相连，所述发动机冷却支路的输出端分别与第一循环支路、第二循环支路、暖风支路和常通支路的输入端相连；

支路控制单元，所述支路控制单元的输入端连接至所述第一循环支路的输出端，所述支路控制单元的输出端连接至所述水泵入水口或连接至所述第二循环支路的第二节温器的输入端；

所述第二循环支路、所述暖风支路和所述常通支路的输出端并联接入至所述水泵入水口；

所述第二节温器的连通或断开使第二循环支路连通和断开；

电子控制单元，控制电子节温器、电磁阀、支路控制单元的通断。

2.根据权利要求1所述的快速暖机发动机冷却系统，其中，所述第一循环支路，顺次串联包括：水温传感器和机油冷却器。

3.根据权利要求1所述的快速暖机发动机冷却系统，其中，所述支路控制单元可为球阀热管理模块或电子温控阀。

4.根据权利要求1所述的快速暖机发动机冷却系统，其中，所述第二循环支路，顺次串联包括：散热器和第二节温器。

5.根据权利要求4所述的快速暖机发动机冷却系统，其中，所述第二循环支路还包括膨胀水壶，所述膨胀水壶与所述散热器相连。

6.根据权利要求1所述的快速暖机发动机冷却系统，其中，所述暖风支路，顺次串联包括：电磁阀和暖风芯体。

7.根据权利要求1所述的快速暖机发动机冷却系统，其中，所述散热器包括散热水箱、电子风扇；所述电子风扇设于散热水箱上。

8.根据权利要求1所述的快速暖机发动机冷却系统，其中，常通支路包括EGR冷却器，用于控制进入气缸的废气温度。

9.一种如权利要求1-8任一项快速暖机发动机冷却系统的控制方法，包括：

发动机电子控制单元获取发动机暖风开关状态信号；

当驾驶室暖风开关处于关闭状态时，发动机电子控制单元获取当前水温；

判断水温是否不大于82℃；

当水温不大于82℃时，第二节温器断开使第二循环支路断开，发动机电子控制单元获取当前主油路中的油温；

判断水温是否小于油温；

当水温小于油温时，发动机电子控制单元控制电磁阀断开使暖风支路断开，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通；

当水温不小于油温时，发动机电子控制单元则控制电磁阀断开使暖风支路断开，发动机电子控制单元控制支路控制单元断开使第一循环支路断开；

当水温大于82℃时，第二节温器闭合使第二循环支路接通，发动机电子控制单元则控制电磁阀断开使暖风支路断开，控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通。

10.一种如权利要求1-8任一项快速暖机发动机冷却系统的控制方法，包括：

发动机电子控制单元获取发动机暖风开关状态信号；

当驾驶室暖风开关处于打开状态时，发动机电子控制单元获取当前水温；

判断水温是否不大于15℃；

当水温不大于15℃时，发动机电子控制单元控制电磁阀断开使暖风支路断开，控制支路控制单元闭合使第一循环支路断开，控制第二节温器断开使第二循环支路断开；

当水温大于15℃时，判断水温是否大于82℃；当水温大于82℃时，第二节温器闭合使第二循环支路接通，发动机电子控制单元控制电磁阀闭合使暖风支路接通，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通；

当水温不大于82℃时，第二节温器断开使第二循环支路断开，发动机电子控制单元获取当前主油路中的油温；

判断水温是否小于油温；

当水温小于油温时，发动机电子控制单元控制电磁阀闭合使暖风支路接通，发动机电子控制单元控制支路控制单元闭合使第一循环支路接通；

当水温不小于油温时，发动机电子控制单元控制电磁阀闭合使暖风支路接通，发动机电子控制单元控制支路控制单元断开使第一循环支路断开。

Images