CN217462318U - 一种发动机温控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车发动机控制技术领域，公开了一种发动机温控装置，包括排气管，管壁上设有第一进气口、第二排气口和第一排气口；三元催化器，外周壁从内向外依次设置触媒温控盘管和保温隔热罩；三元催化器的后端为触媒温控盘管的进气端A，前端为触媒温控盘管的出气端B；制冷器，制冷器的入口端C连通大气，出口端D连接第一排气口或连接进气端A；并联管路，连接在出气端B和入口端C之间，或连接在出气端B和出口端D之间。本实用新型可以实现对触媒温控盘管和并联管路的单独加热或同时快速加热，解决低温环境下车辆启动困难的问题；可以实现单独冷却或同时快速冷却，解决排气温度高的问题。

Description

一种发动机温控装置

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机控制技术领域，尤其涉及一种发动机温控装置。

背景技术

车辆在低温环境下启动困难一直是困扰车主的问题。启动困难的主要原因是机油、冷却水温度过低。车辆处于-20℃以下温度环境时机油流淌性差、发动机启动阻力明显加大，造成连续启动失败；冷却水温度低，导致发动机气缸燃烧室高温条件更难以建立。

目前对于室外车辆在低温环境的启动方法一般有以下几种：1)反复启动，多尝试几次；2)启动之后较长时间怠速，待水温油温升高后再开始驾驶。3)用明火烘烤油底壳，提高机油温度。但这些方法存在安全性差、对零部件磨损较大和成功率低的问题，并且冷却液、机油温度过低，对于汽车的油耗、排放等也存在不利的影响。

另外，车辆在高速大负荷行驶时，排气温度会很高，为了将排气系统降温，此时的空燃比较大使燃油消耗量增加。增压发动机在较大负荷长时间工作时，由于中冷后进气温度持续升高等原因，使发动机更容易发生爆震。

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装置，以解决低温环境下车辆启动困难问题和排气温度高导致的发动机油耗增加等问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种发动机温控装置，包括：

排气管，所述排气管的管壁上设有第一进气口、第一排气口和第二排气口；

三元催化器，所述三元催化器设置在所述排气管上，所述三元催化器的外周壁从内向外依次设置触媒温控盘管和保温隔热罩，所述保温隔热罩包覆所述触媒温控盘管；所述三元催化器的后端为所述触媒温控盘管的进气端A，所述进气端A连接所述第一进气口，所述三元催化器的前端为所述触媒温控盘管的出气端B，所述出气端B连接所述第二排气口；

制冷器，所述制冷器的入口端C连通第二进气口，所述第二进气口连通大气，所述制冷器的出口端D连接所述第一排气口或连接所述进气端A；

并联管路，包括水温温控盘管、颗粒滤清器和机油温控盘管，所述并联管路连接在所述出气端B和所述制冷器的入口端C之间，或连接在所述出气端B和所述制冷器的出口端D之间。

可选地，所述并联管路中，所述水温温控盘管、所述颗粒滤清器和所述机油温控盘管的入口与所述出气端B之间分别设有第九开关、第十开关和第十一开关。

可选地，所述第一进气口与所述进气端A之间设有第一开关，所述出气端B和所述第二排气口之间设有第二开关和第二风机。

可选地，所述并联管路与所述制冷器的入口端C之间设有第六开关，所述并联管路与所述制冷器的出口端D之间设有第五开关。

可选地，所述制冷器的出口端D与所述进气端A之间设有第四开关，所述制冷器的出口端D与所述第一排气口之间设有第三开关和第一风机。

可选地，所述制冷器的出口端D连接于增压发动机的空滤进气口。

可选地，所述制冷器的出口端D和所述增压发动机的所述空滤进气口之间依次设有所述第五开关、第八开关和第三风机。

可选地，所述第二进气口和所述制冷器的入口端C设有第七开关。

可选地，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第十开关和第十一开关均为温控开关。

可选地，所述第一风机、第二风机和第三风机均为变频风机。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的发动机温控装置，通过在三元催化器的外侧设置触媒温控盘管，保温隔热罩包覆在触媒温控盘管上，保温隔热罩利于对触媒温控盘管进行保温和隔热，进而可以提高触媒温控盘管的加热效率，使得车辆能够低温环境下快速启动；通过将并联管路设置在触媒温控盘管的出气端B和制冷器的出口端D之间，可以实现对触媒温控盘管和并联管路的单独加热或同时快速加热，解决低温环境下车辆启动困难的问题，实现车辆的快速启动。通过将并联管路设置在触媒温控盘管的出气端B和制冷器的入口端C之间，可以实现对触媒温控盘管和并联管路的单独或同时快速冷却，解决排气温度高的问题，同时可以降低发动机油耗。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种发动机温控装置的结构示意图。

图中：

1、排气管；11、第一进气口；111、第一开关；12、第一排气口；121、第三开关；122、第一风机；13、第二排气口；131、第二开关；132、第二风机；

2、三元催化器；21、触媒温控盘管；22、保温隔热罩；

3、水温温控盘管；31、第九开关；4、颗粒滤清器；41、第十开关；5、机油温控盘管；51、第十一开关；

6、制冷器；61、第二进气口；62、第五开关；63、第六开关；64、第四开关；65、第八开关；66、第三风机；67、第七开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

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。

在本实施例的描述中，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。

本实用新型提供一种发动机温控装置，如图1所示，包括排气管1、三元催化器2、制冷器6和并联管路，排气管1的管壁上沿排气方向依次设有第一进气口11、第一排气口12和第二排气口13；三元催化器2设置在排气管1上，三元催化器2的外周壁从内向外依次设置触媒温控盘管21和保温隔热罩22，保温隔热罩22包覆触媒温控盘管21；三元催化器2的后端为触媒温控盘管21的进气端A，进气端A连接第一进气口11，三元催化器2的前端为触媒温控盘管21的出气端B，出气端B连接第二排气口13；制冷器6的入口端C连通第二进气口61，第二进气口61连通大气，制冷器6的出口端D连接第一排气口12或连接进气端A；并联管路包括水温温控盘管3、颗粒滤清器4和机油温控盘管5，并联管路连接在出气端B和制冷器6的入口端C，或连接在出口端B和制冷器6的出口端D。

本实用新型的发动机温控装置，通过在三元催化器2的外侧设置触媒温控盘管21，保温隔热罩22包覆在触媒温控盘管21上，保温隔热罩22利于对触媒温控盘管21进行保温和隔热，进而可以提高触媒温控盘管21的加热效率，使得车辆能够低温环境下快速启动；通过将并联管路设置在触媒温控盘管21的出气端B和制冷器6的出口端D之间，当出口端D与第一排气口12导通工作，并联管路与第一排气口12导通，可以实现对触媒温控盘管21和并联管路的单独加热或同时快速加热，解决低温环境下车辆启动困难的问题，实现车辆的快速启动。可以理解，并联管路中包括水温温控盘管3与机油温控盘管5之间的并联，因此在常温或低温环境下，可以实现通过触媒温控盘管21对管路中气体进行加热，进而可以分别或同时对水温温控盘管3与机油温控盘管5进行换热或加热，第一进气口11中的空气依次经过触媒温控盘管21和并联管路后从第一排气口12排出，提高水温或机油温度，升温效率高。

本实用新型的发动机温控装置，通过将并联管路设置在触媒温控盘管21的出气端B和制冷器6的出口端D之间，当第二排气口13导通时，第二进气口61和第二排气口13导通，可以实现对触媒温控盘管21和并联管路的单独或同时快速冷却，解决排气温度高的问题，同时可以降低发动机油耗。可以理解，制冷器6具有单独的第二进气口61，触媒温控盘管21和并联管路中的气体经过制冷器6后得到换热降温，当需要对触媒温控盘管21进行冷却降温时，制冷器6出口端D的冷却空气经过触媒温控盘管21换热后可以直接通过第二排气口13排出，提高触媒温控盘管21的降温效率；当需要对并联管路进行冷却时，制冷器6的出口端D的冷却空气经过并联管路换热后在排气端B直接通过第二排气口13排出，冷却效率高。

可选地，并联管路中，水温温控盘管3、颗粒滤清器4和机油温控盘管5的入口与出气端B之间分别设有第九开关31、第十开关41和第十一开关51。

如图1所示，第九开关31、第十开关41和第十一开关51可以分别实现水温温控盘管3、颗粒滤清器4和机油温控盘管5的单独导通，实现根据需要对相应的水温温控盘管3或机油温控盘管5进行加热或冷却，提高换热效率，具体地，本实施例中，触媒温控盘管21、水温温控盘管3和机油温控盘管5上分别设置相应的温度传感器，分别用于检测触媒温度、水温和机油温度，以便于实现自动检测和控制。

可选地，第一进气口11与进气端A之间设有第一开关111，出气端B和第二排气口13之间设有第二开关131和第二风机132。

如图1所示，第一开关111用于控制第一进气口11与进气端A之间的导通或断开，当需要对水温温控盘管3和/或机油温控盘管5进行加热时，第一开关111导通；当需要对触媒温控盘管21、水温温控盘管3和/或机油温控盘管5进行冷却时，第一开关111断开。第二风机132用于实现将管路中的空气抽吸并经第二排气口13排出，提供空气动力或传输方向。第二开关131用于控制出气端B和第二排气口13之间的导通或断开，当需要对触媒温控盘管21、水温温控盘管3和/或机油温控盘管5进行冷却时，第二开关131导通，空气从第二排气口13排出；通过设置第一开关111和第二开关131，实现对加热回路或冷却回路的切换控制，便于缩短加热回路或冷却回路路径，提高换热效率。

可选地，并联管路与制冷器6的入口端C之间设有第六开关63，并联管路与制冷器6的出口端D之间设有第五开关62。

如图1所示，第五开关62和第六开关63分别设置在制冷器6的出口端D和入口端C，可以实现对制冷器6的导通和断开的切换控制，当并联管路连接在出气端B和入口端C之间的时候，第六开关63导通，第五开关62断开，将第二进气口61和第二排气口13导通，或将第二进气口61和第一排气口12导通，可以实现对颗粒滤清器4和/或排气管1的清洁作用。当并联管路连接在出气端B和出口端D之间，第五开关62导通，第六开关63断开，此时制冷器6接入并工作实现制冷，可以实现对触媒温控盘管21、水温温控盘管3和/或机油温控盘管5进行单独或同时冷却换热，换热效率高，控制方式简单易于实现。

可选地，制冷器6的出口端D与进气端A之间设有第四开关64，制冷器6的出口端D与第一排气口12之间设有第三开关121和第一风机122。

其中，第一风机122用于提供第一排气口12的排气动力和排气方向控制，第三开关121用于控制第一排气口12的导通或断开。第四开关64可以实现制冷器6的出口端D与触媒温控盘管21的导通或断开，当第四开关64导通时，冷却空气进入触媒温控盘管21进行冷却触媒并通过第二排气口13排出；当第四开关64断开时，第五开关62导通，冷却空气可以进入并联管路，对水温温控盘管3和/或机油温控盘管5进行冷却后通过第二排气口13排出。

可选地，制冷器6的出口端D连接于增压发动机的空滤进气口。

当增压机长时间在较高负荷工作时，容易发生爆震，为了降低爆震几率，本实施例中，将制冷器6的出口端D连接增压发动机的空滤进气口以提供冷却空气，实现对增压发动机的进气的降温。

可选地，制冷器6的出口端D和增压发动机的空滤进气口之间依次设有第五开关62、第八开关65和第三风机66。第二进气口61和制冷器6的入口端C设有第七开关67。第三风机66用于将制冷器的出口端D的冷却空气抽吸至增压发动机的入口，此时，第七开关67、第五开关62和第八开关65均为导通状态，其他开关断开，实现第二进气口61和增压发动机的空气进气口之间的导通，进而降低增压发动机的进气温度。

可选地，第一开关111、第二开关131、第三开关121、第四开关64、第五开关62、第六开关63、第七开关67、第八开关65、第九开关31、第十开关41和第十一开关51均为温控开关。结合触媒温控盘管21、水温温控盘管3和机油温控盘管5上的温度传感器，可以实现在设定温度时进行管路导通和断开控制，实现高效的冷却或加热。

可选地，第一风机122、第二风机132和第三风机66均为变频风机。变频风机设有变频调速控制装置，通过改变风速，可以控制冷却和加热效率，且节能减排。

应用本实用新型附图1所示实施例提供的发动机温控装置，可以实现如下几种换热通道：

冷却液水的加热通道：在常温环境下或环境温度较低时，通过水温温控盘管33上的温度传感器检测得到水温，需要加热水温以提高车辆启动速度。此时，第一风机122开始工作，第二开关131、第十一开关51、第四开关64、第六开关63、第七开关67、第八开关65断开，第一开关111、第九开关31、第十开关41、第五开关62和第三开关121导通，第一进气口1111的空气经过触媒温控盘管21加热，通过水温温控盘管3和颗粒滤清器4并联换热后从第一排气口12排出，实现水温加热。

机油的加热通道：第一风机122开始工作，第一开关111、第十开关41、第十一开关51、第五开关62和第三开关121导通，第二开关131、第四开关64、第九开关31、第六开关63、第七开关67和第八开关65断开，第一进气口11的空气经过触媒温控盘管21加热，通过颗粒滤清器4和机油温控盘管5并联换热后从第一排气口12排出，实现机油加热。

水和机油同时加热通道：第一风机122开始工作，第一开关111、第九开关31、第十开关41、第十一开关51、第五开关62和第三开关121导通，第二开关131、第四开关64、第六开关63、第七开关67和第八开关65断开，第一进气口11的空气经过触媒温控盘管21加热，通过水温温控盘管3、颗粒滤清器4和机油温控盘管5并联换热后从第一排气口12排出，实现水和机油同时加热。

触媒冷却通道：当触媒温控盘管21上的温度传感器检测到触媒温度较高需要冷却时，第二风机132开始工作，第二开关131、第四开关64和第七开关67导通，其余开关断开，第二进气口61的空气经过制冷器6冷却后得到冷却空气，冷却空气从进气端A进入触媒温控盘管21，经出气端B，从第二排气口13排出。

水冷却通道：第二风机132开始工作，第七开关67、第五开关62、第九开关31和第二开关131依次导通，其余开关断开，第二进气口61的空气经过制冷器6冷却后得到冷却空气，冷却空气通过第五开关62进入水温温控盘管3后，从第二排气口13排出，实现对水的冷却。

机油冷却通道：第二风机132开始工作，第七开关67、第五开关62、第十一开关51和第二开关131依次导通，其余开关断开，第二进气口61的空气经过制冷器6冷却后得到冷却空气，冷却空气通过第五开关62进入机油温控盘管5后，从第二排气口13排出，实现对机油的冷却。

水和机油同时冷却通道：第二风机132开始工作，第七开关67、第五开关62、第九开关31、第十一开关51和第二开关131导通，其余开关断开，第二进气口61的空气经过制冷器6冷却后得到冷却空气，冷却空气通过第五开关62进入水温温控盘管3和机油温控盘管5的并联管路后，从第二排气口13排出，实现对水和机油的同时冷却。

清洁通道：第二风机132开始工作，第七开关67、第六开关63、第十开关41和第二开关131依次导通，其余开关断开，第二进气口61的空气通过颗粒滤清器4和第二排气口13进入排气管1，实现对颗粒滤清器4和排气管1的清洁；或者，第一风机122工作，第七开关67、第六开关63、第五开关62和第三开关121导通，其余开关断开，实现对第二进气口61和第一排气口12之间的管路的清洁。

增压发动机冷却通道：第三风机66工作，第七开关67、第五开关62、第八开关65依次导通，其余开关断开，第二进气口61的空气经过制冷器6冷却后进入增压发动机的空滤进气口，实现对增压发动机的进气冷却。

本实用新型提供的发动机温控装置，通过多个温控开关的通断控制，实现多个换热通道，具有结构简单，换热效率高的优点，既能解决低温环境下车辆启动困难的问题，也可以解决排气温度高导致的发动机油耗增加的问题，还可以解决增压发动机由于温度高导致的爆震问题。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机温控装置，其特征在于，包括：

排气管(1)，所述排气管(1)的管壁上设有第一进气口(11)、第一排气口(12)和第二排气口(13)；

三元催化器(2)，所述三元催化器(2)设置在所述排气管(1)上，所述三元催化器(2)的外周壁从内向外依次设置触媒温控盘管(21)和保温隔热罩(22)，所述保温隔热罩(22)包覆所述触媒温控盘管(21)；所述三元催化器(2)的后端为所述触媒温控盘管(21)的进气端A，所述进气端A连接所述第一进气口(11)，所述三元催化器(2)的前端为所述触媒温控盘管(21)的出气端B，所述出气端B连接所述第二排气口(13)；

制冷器(6)，所述制冷器(6)的入口端C连通第二进气口(61)，所述第二进气口(61)连通大气，所述制冷器(6)的出口端D连接所述第一排气口(12)或连接所述进气端A；

并联管路，包括水温温控盘管(3)、颗粒滤清器(4)和机油温控盘管(5)，所述并联管路连接在所述出气端B和所述制冷器(6)的入口端C之间，或连接在所述出气端B和所述制冷器(6)的出口端D之间。

2.根据权利要求1所述的发动机温控装置，其特征在于，所述并联管路中，所述水温温控盘管(3)、所述颗粒滤清器(4)和所述机油温控盘管(5)的入口与所述出气端B之间分别设有第九开关(31)、第十开关(41)和第十一开关(51)。

3.根据权利要求2所述的发动机温控装置，其特征在于，所述第一进气口(11)与所述进气端A之间设有第一开关(111)，所述出气端B和所述第二排气口(13)之间设有第二开关(131)和第二风机(132)。

4.根据权利要求3所述的发动机温控装置，其特征在于，所述并联管路与所述制冷器(6)的入口端C之间设有第六开关(63)，所述并联管路与所述制冷器(6)的出口端D之间设有第五开关(62)。

5.根据权利要求4所述的发动机温控装置，其特征在于，所述制冷器(6)的出口端D与所述进气端A之间设有第四开关(64)，所述制冷器(6)的出口端D与所述第一排气口(12)之间设有第三开关(121)和第一风机(122)。

6.根据权利要求5所述的发动机温控装置，其特征在于，所述制冷器(6)的出口端D连接于增压发动机的空滤进气口。

7.根据权利要求6所述的发动机温控装置，其特征在于，所述制冷器(6)的出口端D和所述增压发动机的所述空滤进气口之间依次设有所述第五开关(62)、第八开关(65)和第三风机(66)。

8.根据权利要求7所述的发动机温控装置，其特征在于，所述第二进气口(61)和所述制冷器(6)的入口端C设有第七开关(67)。

9.根据权利要求8所述的发动机温控装置，其特征在于，所述第一开关(111)、第二开关(131)、第三开关(121)、第四开关(64)、第五开关(62)、第六开关(63)、第七开关(67)、第八开关(65)、第九开关(31)、第十开关(41)和第十一开关(51)均为温控开关。

10.根据权利要求7所述的发动机温控装置，其特征在于，所述第一风机(122)、第二风机(132)和第三风机(66)均为变频风机。

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