CN210239833U - 一种发动机温控结构及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车技术领域，公开了一种发动机温控结构及发动机。该发动机温控结构，包括待冷却管路，待冷却管路的内部用于通入发动机进气或冷却液，在待冷却管路外套设有第一冷却器，第一冷却器包括：冷却通道，其内部用于通入冷却介质或空气；制冷件，其设置于待冷却管路和冷却通道之间，制冷件的冷端与待冷却管路相接触，制冷件的热端与冷却通道相接触，制冷件被配置为将发动机进气或冷却液的热量传递至冷却介质或空气中。该发动机温控结构，制冷件降低待冷却管路的温度同时，冷却通道内的冷却介质或空气将热量带走，最终实现待冷却管路内的发动机进气或冷却液温度冷却，冷却效果好，制冷件的冷却效率高，保证了发动机的正常工作。

Description

一种发动机温控结构及发动机

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种发动机温控结构及发动机。

背景技术

在发动机正常工作中，发动机内部的中冷器、水箱、EGR冷却器及其他热交换器需要与外部介质进行热交换，起到降低发动机进气、冷却液的温度的作用。

现有冷却方式一般采用风冷和水冷两种方式，风冷方式为将水箱及中冷器放置于发动机前端，通过风扇和车辆行进速度，使空气吹过交换器，以降低冷却水和进气温度。水冷方式为使用管状热交换器，通过外部循环水与发动机冷却水和压缩空气进行热交换，达到降低温度的目的。

采用风冷方式，由于热负荷相对较大，冷却风扇、二级冷却装置结构相对比较复杂，且冷却能力受环境影响较大，冷却效率低，在极端情况下温度过低或过高容易造成的拉缸化瓦等情况的发生。更为重要的是，对于EGR冷却器而言，其是控制排放指标的重要零部件，EGR冷却器冷却效率降低和过度冷却容易造成的排放指标劣化。同时，现有需要加热和冷却两套系统来分别实现加热和冷却两种功能，结构复杂，且不能根据需求实现加热或冷却的功能，或随意调节加热冷却的程度。此外，热量直接散失在大气中，没有进行能量回收利用，存在能源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发动机温控结构及发动机，冷却效果好，冷却效率较高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种发动机温控结构，包括待冷却管路，所述待冷却管路的内部用于通入发动机进气或冷却液，在所述待冷却管路外套设有第一冷却器，所述第一冷却器包括：

冷却通道，其内部用于通入冷却介质或空气；

制冷件，其设置于所述待冷却管路和所述冷却通道之间，所述制冷件的冷端与所述待冷却管路相接触，所述制冷件的热端与所述冷却通道相接触，所述制冷件被配置为将所述发动机进气或冷却液的热量传递至所述冷却介质或空气中。

作为优选，所述待冷却管路、所述冷却通道及所述制冷件的数量均为多个，相邻两个所述待冷却管路之间设置有一个所述冷却通道。

作为优选，在所述待冷却管路的两端分别设置有第一进管和第一出管。

作为优选，在所述待冷却管路的外部套设有第二冷却器，所述第二冷却器位于所述第一冷却器的上游，所述第二冷却器内用于容纳冷却水。

作为优选，所述第二冷却器的两端分别设置有冷却进水管和冷却出水管，在所述冷却进水管上设置有第一控制阀。

作为优选，在所述冷却通道的两端分别设置有第二进管和第二出管。

作为优选，在所述第二进管上设置有第二控制阀。

作为优选，在所述待冷却管路内设置有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器位于所述第二冷却器和所述第一冷却器之间，所述第二温度传感器位于所述第一冷却器的下游。

作为优选，所述制冷件为半导体热泵。

为达上述目的，本实用新型还提供了一种发动机，包括上述的发动机温控结构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的发动机温控结构，通过设置制冷件的冷端与待冷却管路相接触，制冷件的热端与冷却通道相接触，使得制冷件能够将待冷却管路内发动机进气或冷却液的热量传递至冷却通道的冷却介质或空气中，待冷却管路内的发动机进气或冷却液作为需要冷却物质，在制冷件的冷端和热端之间进行热量传递。

当制冷件通电时，该制冷件处于持续的低温状态，不断地与待冷却管路之间进行热传递，降低待冷却管路的温度同时，制冷件的热端产生热量并传递给冷却通道，冷却通道内的冷却介质或空气将热量带走，起到散热的作用，最终实现待冷却管路内的发动机进气或冷却液温度冷却，冷却效果好，制冷件的冷却效率高，避免发动机工作温度过高导致拉缸化瓦的情况，保证了发动机的正常工作，延长了使用寿命。

本实用新型还提供了一种发动机，包括上述的发动机温控结构，具有冷却的功能，冷却效率高，冷却效果好。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的发动机温控结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的发动机温控结构一个视角的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的发动机温控结构另一个视角的结构示意图。

图中：

1、待冷却管路；2、冷却通道；3、制冷件；4、第二冷却器；5、第一冷却器；6、第一温度传感器；7、第二温度传感器；

11、第一进管；12、第一出管；

21、第二进管；22、第二出管；211、第二控制阀；

41、冷却进水管；42、冷却出水管；411、第一控制阀。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

本实施例提供了一种发动机温控结构，主要适用于发动机中中冷器、水箱、EGR冷却器等其他热交换器。如图1所示，该发动机温控结构包括待冷却管路1，待冷却管路1的内部用于通入发动机进气或冷却液，冷却液具体为发动机各种热交换内的冷却液，在待冷却管路1外套设有第一冷却器5，第一冷却器5包括：冷却通道2及制冷件3，冷却通道2的内部用于通入冷却介质或空气，冷却介质具体为外部冷却介质。

其中，制冷件3具体为半导体热泵，制冷件3设置于待冷却管路1和冷却通道2之间，制冷件3具有热端和冷端，制冷件3的冷端与待冷却管路1相接触，制冷件3的热端与冷却通道2相接触，制冷件3能够将发动机进气或冷却液的热量传递至冷却介质或空气中。

本实施例提供的发动机温控结构，如果冷却通道2内通入冷却介质，当待冷却管路1的内部通入发动机进气时，实现采用水冷方式对发动机进气进行冷却，当待冷却管路1的内部通入冷却液时，实现采用水冷方式对冷却液进行冷却；如果冷却通道2内通入空气，当待冷却管路1的内部通入发动机进气时，实现采用风冷方式对发动机进气进行冷却，当待冷却管路1的内部通入冷却液时，实现采用风冷方式对冷却液进行冷却。因此，该发动机温控结构可以根据实际生产需要，选择风冷或水冷方式对发动机进气或冷却液进行冷却。

该发动机温控结构通过设置制冷件3的冷端与待冷却管路1相接触，制冷件3的热端与冷却通道2相接触，使得制冷件3能够将待冷却管路1内发动机进气或冷却液的热量传递至冷却通道2的冷却介质或空气中，待冷却管路1内的发动机进气或冷却液作为需要冷却物质，在制冷件3的冷端和热端之间进行热量传递。

当制冷件3通电时，该制冷件3处于持续的低温状态，不断地与待冷却管路1之间进行热传递，降低待冷却管路1的温度同时，制冷件3的热端产生热量并传递给冷却通道2，冷却通道2内的冷却介质或空气将热量带走，起到散热的作用，最终实现待冷却管路1内的发动机进气或冷却液温度冷却，冷却效果好，制冷件3的冷却效率高，避免发动机工作温度过高导致拉缸化瓦的情况，保证了发动机的正常工作，延长了使用寿命。

本实施例以EGR冷却器为例进行详细描述。如图1所示，待冷却管路1内具体通入的是废气，为了防止受结垢以及老化等因素影响，后期会出现EGR冷却器的冷却能力下降等问题，在沿待冷却管路1中气流的方向从上游到下游依次设置有第二冷却器4、第一温度传感器6、第一冷却器5及第二温度传感器7，第二冷却器4和第一冷却器5均套设于待冷却管路1的外部。优选地，第二冷却器4和第一冷却器5可以一体成型制造。

可选地，第二冷却器4为传统的冷却器，在第二冷却器4内用于容纳冷却水。第二冷却器4的两端分别设置有冷却进水管41和冷却出水管42，在冷却进水管41上设置有第一控制阀411，用于控制冷却进水管41的启闭。同时，第一冷却器5的内部设置有冷却通道2和制冷件3，制冷件3设置于待冷却管路1和冷却通道2之间。在冷却通道2的两端分别设置有第二进管21和第二出管22，便于冷却通道2内冷却介质或空气通入和排放。在第二进管21上设置有第二控制阀211，用于控制第二进管21的启闭。

为了对待冷却管路1的气体温度进行精确控制，在待冷却管路1内设置有第一温度传感器6和第二温度传感器7，第一温度传感器6位于第二冷却器4和第一冷却器5之间，第二温度传感器7位于第一冷却器5的下游。

在实际工作过程中，开启第一控制阀411，使得冷却水经冷却进水管41流入至第二冷却器4内，并从冷却出水管42流出，以带走待冷却管路1内废气的热量。第一温度传感器6采集待冷却管路1内废气经第二冷却器4冷却后的实际温度为T1，比较实际温度T1和预设温度范围，如果实际温度T1刚好在预设温度范围之内，符合要求，此时利用废气和冷却水之间的温差，根据半导体热泵的热电效应，实现温差发电，并对热量进行回收利用。

如果实际温度T1高于预设温度范围的最高值，开启第二控制阀211，使得冷却水经第二进管21流入至第一冷却器5的冷却通道2内，在制冷件3的驱动作用下，使待冷却管路1内废气的热量传递至冷却介质内，随着冷却介质从第二出管22流出，以带走待冷却管路1内废气的热量，起到散热的作用。

如果实际温度T1低于预设温度范围的最小值，开启第二控制阀211，使得冷却介质经第二进管21流入至第一冷却器5的冷却通道2内，在制冷件3的驱动作用下，使冷却介质对待冷却管路1内废气的热量进行加热，起到预热的作用。

当第二温度传感器7采集待冷却管路1内废气经第一冷却器5加热或冷却后的实际温度为T2，如果实际温度T2刚好在预设温度范围之内，停止加热或者制冷。

采用这种方式，能够对EGR冷却器内废气进行精确温度调整，保证最佳工作温度，减少过度冷却容易造成的排放指标劣化的情况。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上进行优化和改进。为了加强冷却效果，如图2所示，待冷却管路1、冷却通道2及制冷件3的数量均为多个，相邻两个待冷却管路1之间设置有一个冷却通道2。采用待冷却管路1的冷却通道2间隔设置的方式，待冷却管路1的两侧分别设置有两个制冷件3，制冷件3将待冷却管路1内发动机进气或冷却液的热量传递至冷却通道2的冷却介质或空气中，起到了对待冷却管路1的双侧冷却的作用，冷却效果好。如图3所示，在待冷却管路1的两端分别设置有第一进管11和第一出管12，便于待冷却管路1内发动机进气或冷却液通入和排放。

需要特别说明的是，该发动机温控结构还包括ECU控制器，ECU控制器通过改变通入制冷件3内电流的方向及电流强度等参数，用于实现对待冷却管路1内发动机进气或冷却液的制冷和加热，可直接根据待冷却管路1内温度控制制冷量，起到精确控制温度，以保证发动机处于最佳工作范围之内，从而提高发动机的各项指标参数。

采用这种方式，可以在极端高温主动冷却，在低温情况下进行预加热，实现了主动冷却及加温的两种温度控制的混合方式。加热和冷却采用一套控制系统，控制简单可靠。即使在严苛的工作环境内，也可以保证待冷却管路1内的发动机进气或冷却液始终处于工作在可靠地温度范围内，实现了发动机工作温度的精确控制，保证了发动机可靠性和稳定性，从而减少车辆的安全运行的隐患。

同时，在环境温度合适的情况下，由于待冷却管路1内发动机进气或冷却液和冷却通道2的冷却介质或空气之间存在温差，根据半导体热泵的热电效应，实现温差发电，并对热量进行回收利用，特别适合应用在油电混合动力车型中，将能量回收的电能直接为动力电池或其他设备充电，能源的利用率较高。

本实施例还提供了一种发动机，包括上述的发动机温控结构，具有冷却的功能，冷却效率高，冷却效果好。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。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例或示例。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种发动机温控结构，其特征在于，包括待冷却管路(1)，所述待冷却管路(1)的内部用于通入发动机进气或冷却液，在所述待冷却管路(1)外套设有第一冷却器(5)，所述第一冷却器(5)包括：

冷却通道(2)，其内部用于通入冷却介质或空气；

制冷件(3)，其设置于所述待冷却管路(1)和所述冷却通道(2)之间，所述制冷件(3)的冷端与所述待冷却管路(1)相接触，所述制冷件(3)的热端与所述冷却通道(2)相接触，所述制冷件(3)被配置为将所述发动机进气或冷却液的热量传递至所述冷却介质或空气中。

2.根据权利要求1所述的发动机温控结构，其特征在于，所述待冷却管路(1)、所述冷却通道(2)及所述制冷件(3)的数量均为多个，相邻两个所述待冷却管路(1)之间设置有一个所述冷却通道(2)。

3.根据权利要求2所述的发动机温控结构，其特征在于，在所述待冷却管路(1)的两端分别设置有第一进管(11)和第一出管(12)。

4.根据权利要求1所述的发动机温控结构，其特征在于，在所述待冷却管路(1)的外部还套设有第二冷却器(4)，所述第二冷却器(4)位于所述第一冷却器(5)的上游，所述第二冷却器(4)内用于容纳冷却水。

5.根据权利要求4所述的发动机温控结构，其特征在于，所述第二冷却器(4)的两端分别设置有冷却进水管(41)和冷却出水管(42)，在所述冷却进水管(41)上设置有第一控制阀(411)。

6.根据权利要求4所述的发动机温控结构，其特征在于，在所述冷却通道(2)的两端分别设置有第二进管(21)和第二出管(22)。

7.根据权利要求6所述的发动机温控结构，其特征在于，在所述第二进管(21)上设置有第二控制阀(211)。

8.根据权利要求4所述的发动机温控结构，其特征在于，在所述待冷却管路(1)内设置有第一温度传感器(6)和第二温度传感器(7)，所述第一温度传感器(6)位于所述第二冷却器(4)和所述第一冷却器(5)之间，所述第二温度传感器(7)位于所述第一冷却器(5)的下游。

9.根据权利要求1-8任一项所述的发动机温控结构，其特征在于，所述制冷件(3)为半导体热泵。

10.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的发动机温控结构。

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