CN217401007U - 发动机热管理系统及作业机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及作业机械热管理领域，提供了发动机热管理系统及作业机械。发动机热管理系统包括：发动机，具有第一冷却液出口和入口，二者之间通过第一管路连接形成冷启动流路；燃油加热器，设置在第一管路中用于对冷却液预热；暖风组件，设置在第一管路中并位于燃油加热器和第一冷却液入口之间，用于对蓄电池预热。燃油加热器自身可以通过燃烧燃油产生热量，把热量传递到第一管路内的冷却液中。经加热的冷却液在暖风组件换热对蓄电池进行预热并且返回至发动机中对发动机进行预热，实现发动机的冷启动。由此，本实用新型采用燃油加热器提供系统热量，并且能够同时对发动机及蓄电池进行有效预热，使得发动机符合冷启动要求。

Description

发动机热管理系统及作业机械

技术领域

本实用新型涉及作业机械热管理领域，尤其涉及发动机热管理系统及作业机械。

背景技术

在目前的作业机械中，以挖掘机为例，挖掘机柴油发动机在极寒地区不能启动，通常需要采取发动机汽缸预热措施。如果使用电能加热提供热量，原车低压电能加热电热能量功率不足，只能加热发动机汽缸；如果使用外接城市供电加热汽缸体，功率足够，但挖掘机在野外环境，没有市电供应。还有部分现有设计会采用燃烧燃油加热器提供热量，但由于供热介质设计方案不合理，水路设计不合理，导致发动机加热速度慢。并且，在冷启动环境下，作业机械的蓄电池也不易启动，现有的冷启动结构无法加热蓄电池，预热效果较差。

实用新型内容

本实用新型提供了发动机热管理系统及作业机械，用以解决现有技术中特别是在冷启动环境下无法对发动机及蓄电池进行有效预热的缺陷。

本实用新型第一方面提供了一种发动机热管理系统，包括：发动机，所述发动机具有第一冷却液出口和第一冷却液入口，所述第一冷却液出口和所述第一冷却液入口之间通过第一管路连接形成冷启动流路；燃油加热器，所述燃油加热器设置在所述第一管路中并用于对冷却液预热；暖风组件，所述暖风组件设置在所述第一管路中并位于所述燃油加热器和所述第一冷却液入口之间，用于对作业机械的蓄电池预热。

根据本实用新型提供的发动机热管理系统，所述发动机还具有第二冷却液出口和第二冷却液入口，其中，所述第二冷却液出口和所述第二冷却液入口之间通过第二管路连接形成暖机流路。

根据本实用新型提供的发动机热管理系统，所述发动机还具有第三冷却液出口和第三冷却液入口，其中，所述第三冷却液出口和所述第三冷却液入口之间通过第三管路连接形成运行流路，并且所述第三管路中设置有散热器。

根据本实用新型提供的发动机热管理系统，所述发动机包括汽缸以及设置在所述汽缸上的节温器和第一泵，其中，所述第一冷却液出口、所述第二冷却液出口和所述第三冷却液出口与所述节温器相接，所述第一冷却液入口、所述第二冷却液入口和所述第三冷却液入口与所述第一泵相接。

根据本实用新型提供的发动机热管理系统，所述节温器包括节温器座和设置在所述节温器座中的节温器阀，其中，所述节温器阀可在所述第一冷却液出口、所述第二冷却液出口和所述第三冷却液出口之间进行切换。

根据本实用新型提供的发动机热管理系统，所述汽缸包括缸体和设置在所述缸体上的缸盖，其中，所述节温器与所述缸盖相接，所述第一泵与所述缸体相接。

根据本实用新型提供的发动机热管理系统，所述第一管路中还设置有第二泵，所述第二泵位于所述第一冷却液出口和所述燃油加热器之间。

根据本实用新型提供的发动机热管理系统，所述暖风组件包括换热器和风扇，其中，所述换热器设置在所述第一管路中并位于所述燃油加热器和所述第一冷却液入口之间，所述风扇设置在所述换热器外侧并用于设置在所述换热器和所述蓄电池之间。

根据本实用新型提供的发动机热管理系统，所述暖风组件还包括风道，其中，所述风道用于布置在所述换热器与所述蓄电池之间并用于将所述风扇的鼓风引导至所述蓄电池周围。

本实用新型第二方面提供了一种作业机械，所述作业机械包括如上所述的发动机热管理系统。

本实用新型提供的作业机械热管理系统中，在发动机的第一冷却液出口和第一冷却液入口之间通过第一管路连接形成有冷启动流路，冷启动流路中设置有燃油加热器，其自身可以通过燃烧燃油产生热量，把热量传递到第一管路内的冷却液中。经加热的冷却液在暖风组件中换热从而对蓄电池进行预热并且返回至发动机中以对发动机进行预热，从而实现发动机的冷启动。由此，本实用新型采用燃油加热器提供系统热量，并且能够同时对发动机及蓄电池进行有效预热，从而使得发动机符合冷启动要求。

此外，本实用新型可以直接在发动机的节温器和第一泵上，例如在发动机水泵上，进行管路和管口的布置，由此使得发动机结构改动较小、技术可行性较高并且成本较低。

另外，节温器中的节温器阀可以在第一冷却液出口、第二冷却液出口和第三冷却液出口之间进行切换，从而使得发动机依次接入冷启动流路、暖机流路和运行流路，这样发动机可以在冷启动环境下进行快速启动和暖机，以进行正常工作。

进一步地，在本实用新型提供的作业机械中，由于具备如上所述的发动机热管理系统，因此同样具备如上所述的全部优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的发动机热管理系统的示意性框图；

图2是本实用新型提供的发动机热管理系统在冷启动状态下的示意性框图；

图3是本实用新型提供的发动机热管理系统在暖机状态下的示意性框图；

图4是本实用新型提供的发动机热管理系统在运行状态下的示意性框图；

附图标记：

100：发动机热管理系统；102：发动机；104：燃油加热器；106：暖风组件；108：第一冷却液出口；110：第一冷却液入口；112：第一管路；114：第二冷却液出口；116：第二冷却液入口；118：第二管路；120：第三冷却液出口；122：第三冷却液入口；124：第三管路；126：散热器；128：汽缸；130：节温器；132：第一泵；134：缸体；136：缸盖；138：节温器座；140：节温器阀；142：第二泵；144：换热器；146：风扇；148：风道；200：蓄电池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。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实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实施例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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

现参见图1至图4，对本实用新型的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成任何特殊限定。

如图1所示，示出了本实用新型实施例提供的发动机热管理系统100的示意性框图。该发动机热管理系统100可以包括发动机102、燃油加热器104和暖风组件106。

具体来说，发动机可以具有第一冷却液出口108和第一冷却液入口110，第一冷却液出口108和第一冷却液入口110之间可以通过第一管路112连接在一起，从而形成冷启动流路。换句话说，第一冷却液出口108和第一冷却液入口110之间通过第一管路112连接之后会形成用于对发动机102进行冷启动的冷启动流路，通过将要在以下进行描述的燃油加热器104的操作，可以实现发动机102在低温或极寒环境下的冷启动操作。

进一步地，对于燃油加热器104而言，该燃油加热器104可以设置在第一管路112中并且能够用于对流经第一管路112的冷却液进行预热。也就是说，在实际运行时，燃油加热器104自身燃烧燃油会相应地产生热量，产生的热量则会通过热交换的方式传递到第一管路112内的冷却液中，从而实现对其进行预热。

另外，对于暖风组件106而言，该暖风组件106同样可以设置在第一管路112中，并且位置可以设置在燃油加热器104和第一冷却液入口110之间。在实际运行时，经过燃油加热器104预热的冷却液会进入到暖风组件106当中，暖风组件106通过热交换的方式将冷却液的小部分热量传递到热风中，从而通过热风对作业机械的蓄电池200进行预热。而其余绝大部分的经预热的冷却液则回到发动机102中，从而对发动机102进行冷启动预热。

对于冷却液在冷启动状态下的流动路径和方向而言，在图2所示的示意性框图中进行了相应的显示。

由此，根据以上所述的实施例可知，本实用新型实施例提供的发动机热管理系统100中，采用燃油加热器104提供系统热量，并且能够同时对发动机102及蓄电池200进行有效预热，从而使得发动机102符合冷启动要求。

进一步参见图1，在本实用新型的实施例中，如上所述的发动机102还可以具有第二冷却液出口114和第二冷却液入口116。具体来说，第二冷却液出口114和第二冷却液入口116之间可以通过第二管路118连接在一起，从而形成暖机流路。对于冷却液在暖机状态下的流动路径和方向而言，在图3所示的示意性框图中进行了相应的显示。具体而言，当发动机102在冷启动状态下已经启动之后，则冷却液的流动路径可以由图2所示的冷启动状态切换至图3所示的暖机状态。在暖机状态下，冷却液会在发动机102上进行内循环，如图3所示，从而对发动机102进行暖机。

此外如图1所示，在本实用新型的实施例中，发动机102还可以具有第三冷却液出口120和第三冷却液入口122。具体来说，第三冷却液出口120和第三冷却液入口122之间可以通过第三管路124连接形成运行流路，进一步地，在该第三管路124中还可以设置有散热器126。对于冷却液在运行状态下的流动路径和方向而言，在图4所示的示意性框图中进行了相应的显示。具体而言，当发动机102在暖机状态下已经暖机之后，则冷却液的流动路径可以由图3所示的暖机状态切换至图4所示的运行状态，此时发动机102开始进行正常的运行。在运行状态下，冷却液会在发动机102和散热器126之间进行循环，如图4所示，从而使发动机102进行正常运转和散热。

在以上所述的实施例中描述了发动机热管理系统100在冷启动下各个阶段的冷却液流动路径和运行过程。以下将结合具体实施例，对上述过程进行展开描述。

首先对于发动机102而言，如图1所示，在本实用新型的实施例中，发动机102可以包括汽缸128以及设置在汽缸128上的节温器130和第一泵132。具体来说，在进行实际设计时，如上所述的第一冷却液出口108、第二冷却液出口114和第三冷却液出口120可以与节温器130相连接；而如上所述的第一冷却液入口110、第二冷却液入口116和第三冷却液入口122则可以与第一泵132相连接，从而形成如图1所示的整体结构。在这种情况下，由于可以直接在发动机102的节温器130和第一泵132上，例如在发动机水泵上，进行管路和管口的布置，由此可以使得发动机102的结构改动较小、技术可行性较高并且成本较低。

在一个可选的实施例中，如图1所示，发动机102的汽缸128可以包括缸体134和设置在缸体134上的缸盖136。而对于节温器130和第一泵132的具体布置位置而言，节温器130可以与缸盖136相接，第一泵132则可以与缸体134相接。换句话说，在装配之后，节温器130的位置是在第一泵132的上方的，例如如图1所示。

更具体地，在可选的实施例中，节温器130可以进一步包括节温器座138和设置在节温器座138中的节温器阀140，如图1所示。在进行实际应用时，节温器阀140可以在如上所述的第一冷却液出口108、第二冷却液出口114和第三冷却液出口120之间进行切换。换句话说，通过节温器阀140的切换，可以将发动机102的冷却液切换至图2所示的冷启动流路、图3所示的暖机流路或者图4所示的运行流路中。

在实际运行期间，如图1并结合2至图4所示，如果作业机械的发动机102处在低温或极寒状态下需要进行冷启动，则节温器阀140会切换至图2所示的冷启动流路上，此时冷却液通过燃油加热器104进行预热，从而对发动机102进行预热并通过暖风组件106来对蓄电池200进行预热。当发动机102完成冷启动之后，节温器阀140则可以切换至图3所示的暖机流路上，从而使得发动机102的冷却液进行内循环以对发动机102进行暖机。当完成暖机之后，节温器阀140再次切换至图4所示的运行流路，在该状态下，发动机102进行正常运行和工作，并通过散热器126进行散热。也就是说，通过如上所述的操作方式，发动机102可以在冷启动环境下进行快速启动和暖机，以进行正常运行和工作。

此处需要指出的是，在本实用新型的实施例中，节温器阀140在上述各流路之间的切换可以根据用户预先设定的条件来进行。例如，可以根据环境温度的情况确定是否需要进行冷启动、可以根据发动机102的启动状态来确定是否需要进行暖机、可以根据发动机102的运行温度来确定暖机是否完成、可以根据冷却液的温度来确定执行上述何种操作等等。换句话说，节温器阀140的触发条件均是可以根据实际需要来进行设定的，本实用新型并不局限于某种特定的切换方式和条件。另外，节温器阀140的切换可以基于诸如温度传感器、工况状态检测装置、发动机反馈的电信号等等条件来执行，本实用新型并不局限于此。

继续参见图1，在本实用新型的可选实施例中，对于冷启动流路而言，为了实现冷却液在冷启动流路中的流动，可以在第一管路112中设置第二泵142。该第二泵142的设置位置可以位于第一冷却液出口108和燃油加热器104之间。

此外，在可选的实施例中，对于暖风组件106而言，该暖风组件106可以包括换热器144(例如，为暖风机)和风扇146。具体来说，换热器144可以设置在第一管路112中并位于燃油加热器104和第一冷却液入口110之间。而风扇146则可以设置在换热器144的外侧并用于设置在换热器144和蓄电池200之间。

进一步地，在本实用新型的实施例中，为了实现将热风引导至蓄电池200周围从而对蓄电池200进行预热，暖风组件106还可以包括风道148。具体来说，风道148在实际应用时可以布置在换热器144与蓄电池200之间，并且可以将风扇146的鼓风引导至蓄电池200周围来对蓄电池200进行预热。

具体来说，在进行实际运行时，与燃油加热器104换热并预热后的冷却液会进入到换热器144中。在一个实施例中，换热器144可以采用暖风机的形式。此时，风扇146进行鼓风从而使气流与换热器144进行换热。经换热的热风由风道148进行引导，从而对蓄电池200进行预热。在此过程中，冷却液在换热器144中仅失去很少部分的热量，因此冷却液继续供给至发动机102中进行冷启动预热并不受到任何影响。

综上所述，在本实用新型实施例提供的发动机热管理系统100中，采用了燃油加热器104来提供系统的热量，在进行冷启动时燃油加热器104的热量输送给发动机102，而不会输送给散热器126。在进行发动机102的冷启动预热时，燃油加热器104预热后的冷却液的热量还输送至暖风组件106，同时实现给蓄电池200加热。并且，本实用新型所提供的结构对现有作业机械的冷却系统改动较小，且技术可行性较高。

另外，本实用新型还提供了一种作业机械，该作业机械中可以设置有如上所述的发动机热管理系统100。此处需要指出的是，本实用新型实施例提供的作业机械可以包括任何适当的种类，例如挖掘机、起重机、自卸车等。换句话说，作业机械的实际种类并不对本实用新型构成任何限定，只要能够应用如上所述的发动机热管理系统100即可，本实用新型不局限于此。

进一步地，在本实用新型提供的作业机械中，由于具备如上所述的发动机热管理系统100，因此同样具备如上所述的全部优势。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种发动机热管理系统(100)，其特征在于，包括：

发动机(102)，所述发动机(102)具有第一冷却液出口(108)和第一冷却液入口(110)，所述第一冷却液出口(108)和所述第一冷却液入口(110)之间通过第一管路(112)连接形成冷启动流路；

燃油加热器(104)，所述燃油加热器(104)设置在所述第一管路(112)中并用于对冷却液预热；

暖风组件(106)，所述暖风组件(106)设置在所述第一管路(112)中并位于所述燃油加热器(104)和所述第一冷却液入口(110)之间，用于对作业机械的蓄电池(200)预热。

2.根据权利要求1所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述发动机(102)还具有第二冷却液出口(114)和第二冷却液入口(116)，

其中，所述第二冷却液出口(114)和所述第二冷却液入口(116)之间通过第二管路(118)连接形成暖机流路。

3.根据权利要求2所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述发动机(102)还具有第三冷却液出口(120)和第三冷却液入口(122)，

其中，所述第三冷却液出口(120)和所述第三冷却液入口(122)之间通过第三管路(124)连接形成运行流路，并且所述第三管路(124)中设置有散热器(126)。

4.根据权利要求3所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述发动机(102)包括汽缸(128)以及设置在所述汽缸(128)上的节温器(130)和第一泵(132)，

其中，所述第一冷却液出口(108)、所述第二冷却液出口(114)和所述第三冷却液出口(120)与所述节温器(130)相接，所述第一冷却液入口(110)、所述第二冷却液入口(116)和所述第三冷却液入口(122)与所述第一泵(132)相接。

5.根据权利要求4所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述节温器(130)包括节温器座(138)和设置在所述节温器座(138)中的节温器阀(140)，

其中，所述节温器阀(140)可在所述第一冷却液出口(108)、所述第二冷却液出口(114)和所述第三冷却液出口(120)之间进行切换。

6.根据权利要求4所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述汽缸(128)包括缸体(134)和设置在所述缸体(134)上的缸盖(136)，

其中，所述节温器(130)与所述缸盖(136)相接，所述第一泵(132)与所述缸体(134)相接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述第一管路(112)中还设置有第二泵(142)，所述第二泵(142)位于所述第一冷却液出口(108)和所述燃油加热器(104)之间。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述暖风组件(106)包括换热器(144)和风扇(146)，

其中，所述换热器(144)设置在所述第一管路(112)中并位于所述燃油加热器(104)和所述第一冷却液入口(110)之间，所述风扇(146)设置在所述换热器(144)外侧并用于设置在所述换热器(144)和所述蓄电池(200)之间。

9.根据权利要求8所述的发动机热管理系统，其特征在于，所述暖风组件(106)还包括风道(148)，

其中，所述风道(148)用于布置在所述换热器(144)与所述蓄电池(200)之间并用于将所述风扇(146)的鼓风引导至所述蓄电池(200)周围。

10.一种作业机械，其特征在于，所述作业机械包括权利要求1至9中任一项所述的发动机热管理系统(100)。

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