CN115263591A - 发动机和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机和车辆。发动机包括缸体、缸套和保温套，缸体形成有冷却腔，缸套嵌设在缸体内，冷却腔位于缸套的外周侧，保温套设置在冷却腔内且套设在缸套的外壁。本申请实施方式中的发动机中，活塞可在缸套内往复运动而产生热量，保温套套设在缸套的外壁以将缸套与冷却液隔开，进而发动机在冷启动时，保温套能够更好地减少缸套与冷却液之间的热交换，以缩短发动机的暖机时间，提升发动机的燃油效率，减少冷启动时燃料燃烧不充分而产生的废气量。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机和车辆。
背景技术
随着汽车保有量的快速增长，汽车与环境的冲突日益严峻，法规中对于汽车发动机的燃油消耗以及废气排放的要求越来越高。由于发动机在冷启动前温度较低，会导致汽油燃烧不充分，从而增加燃油消耗以及废气的排放。因此，如何缩短发动机的暖机时间，减少冷启动阶段的废气排放和摩擦损失，是目前急需解决的问题。
发明内容
本申请实施方式提供了一种发动机和车辆。
本申请实施方式的发动机包括缸体、缸套和保温套，所述缸体形成有冷却腔，所述缸套嵌设在所述缸体内，所述冷却腔位于所述缸套的外周侧，所述保温套设置在所述冷却腔内且套设在所述缸套的外壁。
本申请实施方式中的发动机中，活塞可在缸套内往复运动而产生热量，保温套套设在缸套的外壁以将缸套与冷却液隔开，进而发动机在冷启时，保温套能够更好地减少缸套与冷却液之间的热交换，以缩短发动机的暖机时间，提升发动机的燃油效率，减少冷启动时燃料燃烧不充分而产生的废气量。
在某些实施方式中，所述保温套包括第一面和与所述第一面相背的第二面，所述第一面与所述缸套的外壁贴合设置，所述第二面与所述冷却腔的内壁间隔设置。
在某些实施方式中，在所述缸套的温度大于或等于预设温度时，所述第二面向相背于所述缸套的方向膨胀，所述预设温度的范围为60-100℃。
在某些实施方式中，在所述缸套的温度小于预设温度时，所述第二面向所述缸套方向缩紧。
在某些实施方式中，所述缸套的收缩率随着温度的降低而升高。
在某些实施方式中，在所述缸套的温度小于预设温度时，所述第二面呈圆弧状，在所述缸套的温度大于或等于预设温度时，所述第二面呈凹凸状。
在某些实施方式中，在所述缸套的温度大于或等于预设温度时，所述第二面呈锯齿状或非规则状。
在某些实施方式中，所述第一面与所述缸套的外壁粘贴设置。
在某些实施方式中，所述第一面通过金属修补剂与所述缸套的外壁粘贴。
本申请实施方式的车辆包括车架和上述实施方式中所述的发动机，所述发动机安装在所述车架上。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施方式的发动机的剖面示意图；
图2是本申请实施方式的冷机状态时保温套与缸套的示意图；
图3是本申请实施方式的暖机状态时保温套与缸套的示意图；
图4是本申请实施方式的车辆的平面示意图。
主要元件符号说明：
发动机100、缸体10、缸套11、冷却腔12、保温套20、第一面21、第二面22；
车辆200、车架201。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
车辆的发动机进行冷启动时，发动机内的冷却液和润滑油从较低的温度达到正常值时的运行过程称为发动机暖机。发动机的润滑系统就是将润滑油不断地输送给各零件的摩擦表面，减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，提高发动机运行的可靠性和耐久性。
然而发动机润滑效果的好坏，主要与机油的温度有关。若机油温度过低，其粘稠度就会增大，流通性变差，机油在润滑系统中的循环变慢，导致机械部件的摩擦阻力增加，发动机负荷就会增。
因此，在气温比较低的时候，特别是冬天的早上起动发动机时，需要先对发动机进行暖机。汽车在暖机过程中，通常会因为发动机负荷比较大，对发动机的性能及使用寿命产生很大影响。同时，汽油燃烧不充分，尾气中CO和NO化合物等有害气体的含量偏高，严重影响空气的质量，增加了PM2.5的排放，对环境造成很大污染。
进而，为了解决发动机冷启动时的上述问题，本申请提供了一种发动机100。请参阅图1，本申请实施方式的发动机100包括缸体10、缸套11和保温套20，缸体10形成有冷却腔12，缸套11嵌设在缸体10内，冷却腔12位于缸套11的外周侧，保温套20设置在冷却腔12内且套设在缸套11的外壁。
本申请实施方式中的发动机100中，活塞可在缸套11内往复运动而产生热量，保温套20套设在缸套11的外壁以将缸套11与冷却液隔开，进而发动机100在冷启动时，保温套20能够更好地减少缸套11与冷却液之间的热交换，以缩短发动机100的暖机时间，提升发动机100的燃油效率，减少冷启动时燃料燃烧不充分而产生的废气量。
同时，具有保温套20的发动机100整体结构较为简单，且易于安装实现，可靠性较高，成本较低，有利于工程化规模使用。
具体地，缸体10即可以为发动机100的主体，缸套11可以单独铸造成型。缸体10内可以嵌设有多个缸套11，发动机100的活塞在缸套11内往复运动以能够为车辆200提供动力。
由于发动机100在正常工作时，由于活塞与缸套11内壁的摩擦、燃料的燃烧等因素，会产生较多的热量，进而缸体10上还可以开设有冷却腔12。冷却腔12开设在缸套11的周侧。冷却腔12内可以用于容置冷却液，发动机100在工作时冷却液能够在泵体的作用下在冷却腔12内循环流动以对缸套11进行降温冷却，避免缸套11的温度过高而影响发动机100的正常运行。
如图2和图3所示，以单个缸套11为例进行说明。保温套20可以设置在缸套11外侧的冷却腔12内且包围缸套11，使得保温套20能够将缸套11与冷却腔12内的冷却液隔开。保温套20不仅具有保温功能以在冷启动时减缓缸套11与冷却液的热量交换，也具有导温以在发动机100正常工作时使得冷却液能够正常对发动机100进行冷却降温。
其中，发动机100处于冷机状态时，缸套11的温度较低，且冷却腔12内冷却液的温度也较低。此时，当发动机100冷启动时，随着缸套11内的活塞运动，缸套11逐渐升温，保温套20能够降低缸套11向外侧冷却腔12内传递温度的速度，使得缸套11温度快速累积以达到合适的工作温度，减小发动机100的暖机时间。随着发动机100的运行，缸套11处的温度逐升高，冷却腔12内的冷却液也能够透过保温套20对缸套11进行降温冷却，使得缸套11保持合适的工作温度。
请参阅图2和图3，在某些实施方式中，保温套20包括第一面21和与第一面21相背的第二面22，第一面21与缸套11的外壁贴合设置，第二面22与冷却腔12的内壁间隔设置。
如此，保温套20的第一面21与缸套11贴合以能够对缸套11更好地锁温，减少暖机时间，同时温度升高后也能够更好地对缸套11冷却。第二面22与冷却腔12间隔设置使得保温套20不会影响冷却液在冷却腔12内的循环，避免影响发动机100正常工作时的冷却效果。
具体地，第一面21可以为保温套20朝向缸套11的壁面，第二面22可以为保温套20朝向冷却腔12一侧的壁面。第一面21与缸套11贴合设置，避免冷却液渗入至保温套20与缸套11之间，进而发动机100在冷机启动时保温套20能够更好地锁温，同时发动机100正常使用时冷却液也能够更好地对缸套11冷却降温，不会影响发动机100的正常使用。
由于保温套20位于冷却腔12内，第二面22与冷却腔12的内壁间隔，也即是说保温套20仅占用冷却腔12靠近缸套11一侧的位置，不会影响冷却液在冷却腔12内的循环，使得保温套20既能够在发动机100冷启动时锁住缸套11内的温度，也不会影响发动机100正常工作时的温度。
请参阅图2和图3，在某些实施方式中，所述第一面21与所述缸套11的外壁粘贴设置。如此，保温套20可以与缸套11更好地贴合，避免冷却液直接与缸套11接触以对缸套11进行冷却，保温效果更好，也能够防止保温套20在工作中脱离。
在一些实施方式中，保温套与缸套可通过金属修补剂进行粘贴，金属修补剂一般具有一定的耐高温性能且粘贴效果较好，使得两者之间的连接更加牢固。金属修补剂可以包括铸铁修补剂、钢制修补剂等，具体可根据缸套的材料进行选择。当然，也可以通过其他耐高温的胶体粘贴，本申请对此不做限制。
在一些其它实施方式中，保温套20也可以具有一定弹性，直接套设在缸套11外侧；或者也可以通过其他夹具或卡持件固定在缸套11外侧，本申请对于保温套20与缸套11之间的固定方式不做限制。
在某些实施方式中，保温套20可以具有较强的热胀冷缩性能。保温套20可以具有预设温度值，预设温度即可以为保温套20热胀冷缩的临界温度，预设温度的范围可以在60-100℃之间，具体可根据保温套20的材料来确定。同时，也需根据发动机100的性能等因素来选择保温套20的材料以确认其预设温度。
可以理解的是，保温套20在发动机100冷启动时对缸套11能够起到保温作用，减小缸套11的散热效率，缩短缸套11的暖机时间。在发动机100正常工作时其温度较高也需较好的散热，进而保温套20膨胀以增大与冷却液的接触面积，使得缸套11能够更好地与冷却液热交换，降低缸套11温度，以保证发动机100的正常运行。
请参阅图2和图3，在一种实施方式中，当缸套11的温度小于预设温度时，保温套20的第二面22向缸套11方向缩紧。如此，保温套20的能够更加紧密地贴合在缸套11外侧，以对缸套11具有更好地保温效果。当缸套11的温度大于或等于预设温度时，第二面22向相背于缸套11的方向膨胀。如此，保温套20的内部结构更加疏松，保温套20与冷却液的接触面积更大，以对缸套11更好地冷却降温。
具体地，如图2所示，当发动机100处于冷机状态时，发动机100的温度可以与环境温度相同，也即是说保温套20此时的温度小于预设温度，保温套20此时处于缩紧状态，其内部结构较为紧凑且第二面22与冷却液的接触面积较小。在发动机100启动时，保温套20能够更好地将缸套11温度锁住，使得缸套11迅速累积热量，以达到工作温度，减小暖机时间，提升燃油效率，降低废气排放量。
如图3所示，随着缸套11温度逐渐升高，保温套20的温度随之升高，保温套20的温度逐渐大于预设温度，即逐渐膨胀，其内部结构较为疏松且第二面22与冷却液的接触面积变大。在发动机100工作时，保温套20不会影响缸套11与冷却液之间的热交换，以保证冷却液对缸套11的冷却效果，避免缸套11温度过高而影响发动机100正常工作。
在某些实施方式中，缸套11的收缩率随着温度的降低而升高。保温套20的收缩率越高也就代表其内部结构越紧密，对缸套11的保温效果也就越好。例如，当车辆200放置于冬天的室外时，室外温度较低，发动机100整体的温度也较低，此时保温套20的收缩率较高。当车辆200启动时，保温套20能够更好地锁住缸套11产生的热量，使得缸套11快速积累热量达到正常温度，减小暖机时间，提升燃油效率，避免产生较多的废气。
请参阅图2和图3，在某些实施方式中，在缸套11的温度小于预设温度时，第二面22呈圆弧状，在缸套11的温度大于或等于预设温度时，第二面22呈凹凸状。
其中，第二面22呈圆弧状时表示保温套20处于缩紧状态，第二面22与冷却液的接触面积较小，缸套11与冷却液的热交换较慢，进而使得缸套11能够迅速升温，减小暖机时间。
第二面22呈凹凸状时表示保温套20处于膨胀状态，第二面22与冷却液的接触面积较大，缸套11与冷却液的热交换较快，进而冷却液能够快速对缸套11进行冷却降温，使得缸套11保持处于合适的温度，发动机100保持良好的输出效率。
请参阅图3，在某些实施方式中，凹凸状可以为锯齿状或非规则状等形状，本申请水域膨胀后的保温套20的第二面22的形状不做限制。需要说明的是，大于预设温度下的保温套20，其第二面22与冷腔的内壁依然处于间隔状态，进而不会影响冷却液在冷却腔12内的循环，保证发动机100的正常运行。
请参阅图4，本申请实施方式的车辆200包括车架201和上述实施方式中的发动机100，发动机100安装在车架201上。进而，应用有本申请实施方式中的发动机100的车辆200在冷启动时能够有效地减小暖机时间，减少燃油消耗以及废气的排放量，减小废气对环境的污染度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种发动机，其特征在于，包括：
缸体，所述缸体形成有冷却腔；
缸套，所述缸套嵌设在所述缸体内，所述冷却腔位于所述缸套的外周侧；
保温套，所述保温套设置在所述冷却腔内且套设在所述缸套的外壁。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述保温套包括第一面和与所述第一面相背的第二面，所述第一面与所述缸套的外壁贴合设置，所述第二面与所述冷却腔的内壁间隔设置。
3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，在所述缸套的温度大于或等于预设温度时，所述第二面向相背于所述缸套的方向膨胀，所述预设温度的范围为60-100℃。
4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，在所述缸套的温度小于预设温度时，所述第二面向所述缸套方向缩紧。
5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述缸套的收缩率随着温度的降低而升高。
6.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，在所述缸套的温度小于预设温度时，所述第二面呈圆弧状，在所述缸套的温度大于或等于预设温度时，所述第二面呈凹凸状。
7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，在所述缸套的温度大于或等于预设温度时，所述第二面呈锯齿状或非规则状。
8.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述第一面与所述缸套的外壁粘贴设置。
9.根据权利要求8所述的发动机，其特征在于，所述第一面通过金属修补剂与所述缸套的外壁粘贴。
10.一种车辆，其特征在于，包括车架和权利要求1-9任一项所述的发动机，所述发动机安装在所述车架上。
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