WO2023241081A1 - 发动机预加热系统及方法 - Google Patents

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WO2023241081A1
WO2023241081A1 PCT/CN2023/076753 CN2023076753W WO2023241081A1 WO 2023241081 A1 WO2023241081 A1 WO 2023241081A1 CN 2023076753 W CN2023076753 W CN 2023076753W WO 2023241081 A1 WO2023241081 A1 WO 2023241081A1
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WO
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oil
oil cooler
pump
coolant
engine
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Application number
PCT/CN2023/076753
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English (en)
French (fr)
Inventor
张培杰
任利东
董方龙
张志权
Original Assignee
潍柴动力股份有限公司
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Publication date
Application filed by 潍柴动力股份有限公司 filed Critical 潍柴动力股份有限公司
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/02—Conditioning lubricant for aiding engine starting, e.g. heating
    • F01M5/021—Conditioning lubricant for aiding engine starting, e.g. heating by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/10—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of engine coolants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present application relates to the field of engine technology, for example, to an engine preheating system and method.
  • the function of the engine lubrication system is to continuously deliver a sufficient amount of clean lubricating oil with appropriate temperature to the friction surfaces of all transmission parts when the engine is working, and form an oil film between the friction surfaces to achieve liquid friction. Thereby reducing frictional resistance, reducing power consumption, and reducing parts wear, in order to achieve the purpose of improving engine reliability and durability.
  • FIG. 1 it is a schematic diagram of a common engine lubrication system, including an oil pan, an oil pump, an electric pre-oil supply pump, an oil cooler, an oil filter, and a main oil passage.
  • the electric pre-oil supply pump is used to transport the lubricating oil in the oil pan to the engine moving parts when the engine is preheated;
  • the oil cooler is used to dissipate heat of the lubricating oil;
  • the oil filter is used to remove dust and Impurities such as metal particles, carbon deposits and soot particles protect the engine;
  • the main oil passage is used to transport lubricating oil to various parts;
  • the oil pan collects and stores the lubricating oil flowing back from various friction surfaces of the engine;
  • the oil pump It is used to deliver lubricating oil from the engine oil pan to the engine moving parts after the engine is started.
  • the engine when the engine is at a lower ambient temperature, the lubricating oil in the engine oil pan is in a cooling state, the viscosity increases, and the fluidity becomes poor. At this time, if the engine is cold started, it will cause increased wear of parts within the engine. Therefore, the engine needs to be preheated so that the friction surfaces of each component in the lubrication system are in a lubricated state.
  • the engine preheating scheme usually heats the lubricating oil in the oil pan through a hot water exchange pipe or an electric heater, and then delivers the heated lubricating oil to the transmission components through an electric pre-oil supply pump. Since the lubricating oil in the oil pan does not flow, this heating method heats unevenly, and it is difficult to heat all the lubricating oil in the oil pan to the preset value. In addition, when the lubricating oil in the oil pan is heated by an electric heater, it may also cause the local temperature of the lubricating oil in the oil pan to be too high, such as greater than 400 degrees Celsius, causing the components of the lubricating oil to be destroyed, thereby reducing the life of the lubricating oil. .
  • This application discloses an engine preheating system and method, which uses heated engine coolant to heat the lubricating oil pumped into the oil cooler, so that the lubricating oil is heated evenly. In addition, it can also avoid excessive local lubricating oil temperature, causing lubricating oil damage.
  • the preheated electric water pump is connected with the water inlet of the oil cooler;
  • the temperature of the lubricating oil and coolant flowing through the oil cooler can be obtained in real time, and based on the obtained temperatures, the start and stop of the preheater, electric pre-oil supply pump, preheater and preheated electric water pump can be controlled.
  • this application provides an engine preheating method, applied to any of the systems provided in the first aspect, and the method includes:
  • the preheating electric water pump is controlled. Introduce the coolant heated by the preheater into the oil cooler;
  • control of the preheating electric water pump to pump the coolant heated by the preheater into the oil cooler includes:
  • the coolant is heated to a preset value before being pumped into the oil cooler, thereby improving the heating effect of the lubricating oil in the oil cooler pipeline.
  • control of the preheating electric water pump to pump the coolant heated by the preheater into the oil cooler includes:
  • the preheating electric water pump is controlled to lead the coolant in the oil cooler out of the oil cooler water outlet.
  • the lubricating oil in the oil cooler is heated by the heated coolant flowing in circulation to ensure the heating effect of the lubricating oil.
  • the preheater is controlled to heat the coolant flowing out of the water outlet of the oil cooler.
  • the engine coolant can be cyclically heated to ensure that the temperature of the coolant is maintained at a preset value, thereby improving the heating effect of the lubricating oil.
  • control of the electric pre-oil pump to pump the lubricating oil in the oil pan into the pipe of the oil cooler includes:
  • the lubricating oil in the oil pan can be circulated, so that the heated coolant can evenly heat the lubricating oil to avoid excessive local temperature.
  • the present application provides a vehicle, which includes any one of the engine preheating systems provided in the first aspect, and the engine preheating system is installed on the vehicle.
  • Figure 1 is a schematic diagram of an engine lubrication system in the related art
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an engine preheating scheme in the related art
  • Figure 3 is a schematic diagram of an engine preheating scheme provided by an embodiment of the present application.
  • Figure 4 is a schematic diagram of an engine cooling system provided by an embodiment of the present application.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of another engine preheating scheme provided by an embodiment of the present application.
  • Figure 7 is a flow chart of an engine preheating method provided by an embodiment of the present application.
  • the first aspect is a schematic diagram of an engine preheating system provided in this application, including an oil cooler 31, an electric pre-oil supply pump 32, a preheater 33 and a preheating electric water pump 34.
  • the electric pre-fuel pump 32 is an AC pump.
  • the water outlet 33b of the preheater 33 communicates with the preheating electric water pump 34, and the preheating electric water pump 34 communicates with the water inlet 31b of the oil cooler 31.
  • a one-way valve 37 can be provided between the preheating electric water pump 34 and the water inlet 31b of the oil cooler 31 to facilitate heating.
  • the coolant after cooling circulates in one direction in the engine coolant circuit 35.
  • the lubrication system includes the oil pan, oil pump, electric pre-oil supply pump, oil cooler, oil filter, main oil passage, and temperature sensor;
  • the cooling system includes a high-temperature water pump, one-way valve, temperature sensor, and body Water jacket, cylinder head water jacket, thermostat, radiator, temperature sensor, etc.
  • This method can preheat the locations where coolant and lubricating oil flow, while also avoiding lubricating oil damage problems caused by uneven heating of the lubricating oil and excessive local temperatures, ensuring the preheating effect and reliability of the lubricating oil. It can not only avoid the problem of lubricant damage caused by excessive local lubricating oil temperature caused by electric heating, but also avoid the risk of oil-water mixing caused by water pipe leakage caused by hot water pipe heating.
  • this application provides an engine preheating method.
  • the engine preheating method is based on any system in the first aspect.
  • the method includes the following process steps:
  • the controller in the preheating system after the controller in the preheating system is powered on, it obtains the oil temperature detected by the first temperature sensor at the oil outlet of the oil cooler, and the oil temperature detected by the second temperature sensor at the oil outlet of the oil cooler.
  • the coolant temperature is detected, and it is determined whether the oil temperature at the oil outlet of the oil cooler is greater than the first preset value, and whether the coolant temperature at the oil cooler outlet is greater than the second preset value.
  • oil temperature at the oil cooler outlet is greater than the first preset value, or the coolant temperature at the oil cooler outlet is greater than the second preset value, it indicates that the current position where the coolant and lubricating oil flows is already at Lubrication status; if the oil temperature at the oil cooler outlet is less than or equal to the first preset value, or the coolant temperature at the oil cooler outlet is less than or equal to the second preset value, it indicates that engine preheating needs to be started system.
  • the controller controls the preheater to heat the coolant and determines whether the heated coolant temperature reaches the set value; if not, it continues to control the preheater to heat the coolant until The heated coolant temperature reaches the set value; if so, the preheated electric water pump is controlled to pump the heated coolant into the oil cooler.
  • the preheated electric water pump After the heated coolant is pumped into the oil cooler, as the preheated electric water pump continues to operate, the original coolant in the oil cooler will flow out from the oil cooler outlet. At this time, the preheated electric water pump Under the action of , the coolant flowing out of the oil cooler outlet enters the preheater, and then the preheater is controlled to heat the coolant flowing out of the oil cooler outlet to achieve circulating heating of the engine coolant.
  • the electric pre-oil supply pump is an AC pump.
  • the electric preoil supply pump is controlled to pump the lubricating oil in the oil pan from the oil inlet of the oil cooler so that the lubricating oil is heated by the heated coolant.
  • the electric pre-oil supply pump is controlled to continue running, as the lubricating oil entering the oil cooler increases, the lubricating oil stored in the oil cooler pipe and heated by the hot coolant will flow out from the oil outlet of the oil cooler and continue to It flows through the oil filter to filter impurities in the lubricating oil, and then enters the various transmission components of the engine through the main oil passage to lubricate the friction surfaces of each transmission component.
  • the lubricating oil on the friction surface of each transmission component gradually drips under the action of gravity. into the engine oil pan to realize the circulation of lubricating oil, so that the lubricating oil in the oil pan is heated more evenly.
  • the preheater, preheating electric water pump and electric preheating oil pump are controlled to stop running.
  • the lubricating oil in the engine oil pan can be evenly heated to a preset value through the preheating system to avoid excessive local lubricating oil temperature and extend the service life of the lubricating oil. At the same time, it can also achieve full lubrication of the friction surfaces of each transmission component of the engine and reduce transmission component losses.
  • the present application also provides a vehicle, which includes any one of the above engine preheating systems, and the engine preheating system is installed on the vehicle.
  • the vehicle includes transmission components such as engines, and may be cars, buses, trucks, etc. driven by fuels such as gasoline, diesel, ethanol, etc.
  • transmission components such as engines
  • engines may be cars, buses, trucks, etc. driven by fuels such as gasoline, diesel, ethanol, etc.
  • fuels such as gasoline, diesel, ethanol, etc.
  • the lubricating oil on the friction surface of the engine transmission parts is in a condensed state, which can easily cause the loss of the transmission parts. Therefore, the engine needs to be preheated through the engine preheating system installed on the vehicle. heating.
  • the controller in the engine preheating system when the controller in the engine preheating system is powered on, the controller reads the temperature sensors located in the cooling system and lubrication system to confirm the lubricating oil temperature and coolant temperature.
  • the lubricating oil temperature is less than or equal to the first
  • the preset value or the coolant temperature is less than or equal to the second preset value
  • the preheater, preheating electric water pump, and electric preoil supply pump start working.
  • the preheater heats the flowing coolant, and then the heated coolant flows through the preheated electric water pump to various devices in the engine cooling system such as the oil cooler, body water jacket, cylinder head water jacket, etc., and then flows back to the heater. Achieve circulating heating of coolant.
  • the electric pre-oil supply pump pumps the lubricating oil in the engine oil pan into the pipe in the oil cooler
  • the hot coolant flowing into the oil cooler can heat the lubricating oil.
  • the lubricating oil flowing into the oil cooler flows to each Transmission components. Then, under the action of gravity, the lubricating oil on the friction surface of each transmission component returns to the engine oil pan, thereby achieving cyclic heating of the lubricating oil.

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Abstract

一种发动机预加热系统及方法，该发动机预加热系统包括机油冷却器（31）、电动预供油泵（32）、预加热器（33）及预加热电动水泵（34）；预加热器（33）设置为对发动机冷却液进行加热，且预加热器（33）的入水口（33a）与机油冷却器（31）的出水口（31a）之间基于发动机冷却液路（35）形成通路，预加热器（33）的出水口（33b）与预加热电动水泵（34）连通；预加热电动水泵（34）与机油冷却器（31）的入水口（31b）连通；电动预供油泵（32）与机油冷却器（31）连通。发动机预加热方法应用于上述发动机预加热系统。

Description

发动机预加热系统及方法
本申请要求于2022年06月13日提交中国专利局、申请号为202210666881.5、发明名称为“一种发动机预加热系统及方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及发动机技术领域，例如涉及一种发动机预加热系统及方法。
背景技术
发动机工作时，很多零部件都是在很小的间隙下作高速相对运动的，如不对这些零部件表面进行润滑，它们之间将发生强烈的摩擦，增加发动机的功率消耗，加速零部件工作表面的磨损，而且还可能由于摩擦产生的热将零部件工作表面烧损，致使发动机无法运转。发动机润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净润滑油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦。从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。
如图1所示，为一种常见的发动机润滑系统示意图，包括油底壳、机油泵、电动预供油泵、机油冷却器、机油滤清器、主油道。其中，电动预供油泵，用于在发动机预加热时，将油底壳内的润滑油输送至引擎运动件；机油冷却器用于对润滑油进行散热；机油滤清器用于去除机油中的灰尘、金属颗粒、碳沉淀物和煤烟颗粒等杂质，保护发动机；主油道用于将润滑油输送给各个零部件；油底壳收集和储存由发动机各个摩擦表面流回的润滑油；机油泵，用于在发动机启动后，将润滑油从发动机油底壳送到引擎运动件。
然而，当发动机处于较低环境温度时，发动机油底壳内的润滑油处于冷却状态，粘度增大，且流动性变差。此时，若冷启动发动机，会导致发动机内零部件磨损加大。因此，需要对发动机进行预加热，使得润滑系统中各个零部件的摩擦表面处于润滑状态。
相关技术中对发动机进行预加热的方案，通常通过换热水管或者电加热器对油底壳内的润滑油进行加热，然后通过电动预供油泵将加热后的润滑油输送至传动部件。由于油底壳内的润滑油不流动，这种加热方式加热不均匀，很难将油底壳内所有润滑油整体加热至预设值。此外，当通过电加热器油底壳内的润滑油加热时，还可能会引起油底壳内润滑油局部温度过高，如大于400摄氏度，导致润滑油成分被破坏，进而使得润滑油寿命降低。
发明内容
本申请公开了一种发动机预加热系统及方法，利用加热后的发动机冷却液，对泵入机油冷却器中的润滑油进行加热，使得润滑油受热均匀。此外，还可以避免局部润滑油温度过高，造成润滑油损坏。
第一方面，本申请提供了一种发动机预加热系统，所述系统包括机油冷却器、电动预供油泵、预加热器及预加热电动水泵；
所述预加热器设置为对发动机冷却液进行加热，且所述预加热器的入水口与所述机油冷却器的出水口之间基于发动机冷却液路形成通路，所述预加热器的出水口与所述预加热电动水泵连通；
所述预加热电动水泵与所述机油冷却器的入水口连通；
所述电动预供油泵与所述机油冷却器连通，且设置为将发动机油底壳内的润滑油泵入所述机油冷却器的管道内，以使机油冷却器中加热后的冷却液对泵入所述管道内的所述润滑油加热。
通过上述系统，利用机油冷却器中加热后的冷却液对油底壳内泵入管道的润滑油均匀加热，使得润滑油受热均匀充分。此外，既可以避免电加热方式引起局部润滑油温度过高，从而造成的润滑油损坏问题，还可以避免换热水管加热方式引起的水管泄露，从而造成的油水混合风险。
在一种可能的设计中，所述系统还包括第一温度传感器、第二温度传感器和控制器；
所述第一温度传感器安装于所述机油冷却器的出油口处，所述第二温 度传感器安装于所述机油冷却器的出水口处，所述控制器与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述电动预供油泵、所述预加热器以及所述预加热电动水泵电连接。
通过上述系统，可以实时获取流经机油冷却器的润滑油温度以及冷却液温度，并根据获取的温度，控制预加热器、电动预供油泵、预加热器及预加热电动水泵的启停。
在一种可能的设计中，所述电动预供油泵为交流泵。
通过上述系统，可以提高电动预供油泵的工作效率。
第二方面，本申请提供了一种发动机预加热方法，应用于上述第一方面提供的任一项系统，所述方法包括：
在检测到机油冷却器出油口处的油温小于或等于第一预设值，或所述机油冷却器出水口处的冷却液温度小于或等于第二预设值时，控制预加热电动水泵将预加热器加热后的冷却液导入所述机油冷却器；
控制电动预供油泵，将油底壳内的润滑油泵入所述机油冷却器的管道内；
在所述机油冷却器出油口处的油温大于所述第一预设值，或所述机油冷却器出水口处的冷却液温度大于所述第二预设值时，控制预加热器、所述预加热电动水泵以及所述电动预供油泵停止运行。
通过上述方法，可以在发动机处于寒冷环境时，通过预加热系统将发动机油底壳内的润滑油均匀加热至预设值，使得发动机各个传动部件的摩擦表面充分润滑，减小传动部件损耗。同时，还能避免局部润滑油温度过高。
在一种可能的设计中，在所述控制预加热器对冷却液进行加热之前，还包括：
获取第一温度传感器在所述机油冷却器出油口处检测到的油温，以及第二温度传感器在所述机油冷却器出水口处检测到的冷却液温度；
判断所述机油冷却器出油口处的油温是否大于所述第一预设值，以及所述机油冷却器出水口处的冷却液温度是否大于所述第二预设值。
通过上述方法，实时获取机油冷却器出油口处的油温以及机油冷却器 出水口处的冷却液温度，进而有助于对预加热系统的运行过程进行控制。
在一种可能的设计中，所述控制预加热电动水泵将预加热器加热后的冷却液泵入所述机油冷却器，包括：
控制所述预加热器对冷却液进行加热；
判断加热后的冷却液温度是否达到设定值；
若否，则继续控制所述预加热器对冷却液进行加热；
若是，则控制所述预加热电动水泵将加热后的冷却液泵入所述机油冷却器。
通过上述方法，将冷却液加热至预设值后才泵入机油冷却器，提升对机油冷却器管道中润滑油加热的效果。
在一种可能的设计中，所述控制预加热电动水泵将预加热器加热后的冷却液泵入所述机油冷却器，包括：
控制所述预加热电动水泵，将加热后的冷却液从所述机油冷却器的入水口泵入，以使加热后的冷却液对所述机油冷却器入油口导入的润滑油进行加热；
控制所述预加热电动水泵，将所述机油冷却器内的冷却液从所述机油冷却器出水口导出。
通过上述方法，通过循环流动的加热后的冷却液对机油冷却器中的润滑油进行加热，保证对润滑油的加热效果。
在一种可能的设计中，在所述控制所述预加热电动水泵，将所述机油冷却器内的冷却液从所述机油冷却器出水口导出之后，还包括：
控制所述预加热电动水泵，将所述机油冷却器出水口流出的冷却液导入所述预加热器；
控制所述预加热器对所述机油冷却器出水口流出的冷却液进行加热。
通过上述方法，可以实现对发动机冷却液的循环加热，从而保证冷却液的温度维持预设值，进而提升对润滑油加热的效果。
在一种可能的设计中，所述控制电动预供油泵，将油底壳内的润滑油泵入所述机油冷却器的管道内，包括：
控制所述电动预供油泵，将油底壳内的润滑油从所述机油冷却器的入 油口泵入，以使所述润滑油被所述加热后的冷却液加热；
控制所述电动预供油泵，将加热后的润滑油从所述机油冷却器的出油口导出，以使所述加热后的润滑油流入各个传动部件。
通过上述方法，可以实现油底壳内的润滑油进行循环流动，使得被加热后的冷却液可以对润滑油进行均匀加热，避免局部温度过高。
第三方面，本申请提供了一种交通工具，所述交通工具包括上述第一方面提供的任一项所述发动机预加热系统，所述发动机预加热系统安装于所述交通工具上。
通过上述交通工具，可以实现在寒冷环境下，保证发动机预加热效果，使得油底壳内的润滑油得到充分加热，同时，还可以避免局部温度过高造成的润滑油损坏。
附图说明
图1为相关技术中的一种发动机润滑系统示意图；
图2为相关技术中的一种发动机预加热方案示意图；
图3为本申请一实施例提供的一种发动机预加热方案示意图；
图4为本申请一实施例提供的一种发动机冷却系统的示意图；
图5为本申请一实施例提供的又一种发动机预加热方案示意图；
图6为本申请一实施例提供的一种发动机预加热系统应用场景示意图；
图7为本申请一实施例提供的一种发动机预加热方法流程图。
具体实施方式
本申请中，方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例或系统实施例中。需要说明的是，在本申请的描述中“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。A与B连接，可以表示：A与B直接连接和A与B通过C连接这两种情况。另外，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇， 仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
相关技术中对发动机进行预加热的方案，通常为油底壳内部设置换热水管或者电加热器，其中，使用换热水管对油底壳内的润滑油进行加热的方案示意图可以参考图2。在图2中，通过预加热电动水泵，使水锅炉中的热水在换热水管中循环流动，并通过换热水管中的热水产生的热量对油底壳中的润滑油加热。这种加热方式，换热水管与润滑油直接接触，在水管出现破损时，容易造成油水混合，并且由于冷却的润滑油流动性较差，会导致润滑油热不均衡，进而很难将油底壳内所有润滑油整体加热至预设值。
同理，使用电加热器对油底壳内的润滑油进行加热时，也会因为冷却的润滑油流动性较差，导致润滑油热不均衡，进而很难将油底壳内所有润滑油整体加热至预设值。此外，还可能会引起油底壳内润滑油局部温度过高，导致润滑油成分被破坏，进而使得润滑油寿命降低。
本申请提供了一种发动机预加热系统，在发动机本体基础上，增加一套预加热器及预加热电动水泵，借用发动机本体的电动预供油泵、机油冷却器，实现对发动机冷却系统、润滑系统的预加热。利用机油冷却器中加热后的冷却液对油底壳内泵入管道的润滑油均匀加热，使得润滑油受热均匀充分。此外，既可以避免电加热方式引起局部润滑油温度过高，从而造成的润滑油损坏问题，还可以避免换热水管加热方式引起的水管泄露，从而造成的油水混合风险。
第一方面，如图3所示，为本申请提供的一种发动机预加热系统示意图，包括机油冷却器31、电动预供油泵32、预加热器33及预加热电动水泵34，在本申请实施例中，为保证工作效率，电动预供油泵32为交流泵。
预加热器33用于对发动机冷却液进行加热，且预加热器33的入水口33a与机油冷却器31的出水口31a之间基于发动机冷却液路35形成通路。在本申请实施例中，发动机冷却液路35指发动机冷却系统中的冷却液循环路径，发动机冷却系统如图4中虚线框内所示，包括高温水泵41、单向阀42、机体、缸盖水套43、节温器44、散热器45等，在预加热器33的入水口33a与机油冷却器31的出水口31a之间基于发动机冷却液路35形成通 路时，可以将机油冷却器31的出水口31a连接至缸盖水套43的入水口之前。
此外，预加热器33的出水口33b与预加热电动水泵34连通，并且预加热电动水泵34与机油冷却器31的入水口31b连通。在本申请实施例中，预加热电动水泵34与机油冷却器31的入水口31b连通时，可以在预加热电动水泵34与机油冷却器31的入水口31b之间设置单向阀37，便于加热后的冷却液在发动机冷却液路35中单向循环。
参考图3，电动预供油泵32与机油冷却器31的入油口31c连通，用于将发动机油底壳36内的润滑油泵入机油冷却器31的管道内，以使机油冷却器31中加热后的冷却液对泵入管道内的润滑油加热，其中，润滑油流经的管道是指机油冷却器31内润滑油的流通路径，可以是方形管道，也可以是圆形管道，或者是不规则的腔体，具体形状跟机油冷却器31的设计相关。
通过上述系统，在发动机预加热时，通过预加热器33将发动机冷却液进行加热，并通过预加热电动水泵34将加热后的冷却液泵入机油冷却器31，进而实现对泵入机油冷却器31的管道内的润滑油加热。由于电动预供油泵32的作用，使得机油冷却器31的管道内的润滑油从机油冷却器31的出油口31d流出，最后通过重力的作用回流至油底壳36内部，实现润滑油的循环流动，因此，机油冷却器31中加热后的冷却液可以对油底壳内泵入管道的润滑油均匀加热，使得润滑油受热均匀。此外，还可以避免局部润滑油温度过高，造成润滑油损坏。
在一种可能的设计中，如图5所示，上述发动机预加热系统还包括第一温度传感器51、第二温度传感器52和控制器53，其中，第一温度传感器51安装于机油冷却器31的出油口31d处，第二温度传感器52安装于机油冷却器31的出水口31a处，控制器53与第一温度传感器51、第二温度传感器52、电动预供油泵32、预加热器33以及预加热电动水泵34相连。
基于上述系统，控制器53可以通过第一温度传感器51、第二温度传感器52实时获取机油冷却器31的出油口31d处的油温及出水口31a处的冷却液温度，并根据获取的温度，控制预加热器33、电动预供油泵32、预加热器33及预加热电动水泵34的开启。
为了更加详细阐述本申请提供的一种发动机预加热系统，下面结合具体的应用场景进行说明。
如图6所示，为本申请在相关技术中发动机润滑系统及冷却系统上增加一套预加热器及预加热电动水泵后形成的发动机预加热系统示意图。在图6中，润滑系统包括油底壳、机油泵、电动预供油泵、机油冷却器、机油滤清器、主油道、温度传感器；冷却系统包括高温水泵、单向阀、温度传感器、机体水套、缸盖水套、节温器、散热器、温度传感器等。
基于如图6所示的发动机预加热系统示意图，在控制器接通电源时，发动机处在停车状态，控制器读取位于冷却系统、润滑系统的温度传感器读数，确认润滑油温度及冷却液温度，当润滑油温度小于或等于第一预设值或冷却液温度小于或等于第二预设值时，预加热器及预加热电动水泵、交流电动预供油泵开始工作。预加热器对流过的冷却液进行加热，然后加热后的冷却液通过预加热电动水泵流向机油冷却器、机体水套、缸盖水套后流回加热器，进行循环加热。
高温水泵与机油冷却器之间的单向阀，可以保证冷却液流经整个冷却系统。同时交流预供油泵将油底壳内润滑油泵入机油冷却器、冷的润滑油被热的冷却液加热，温度升高后流向发动机各个传动部件的摩擦表面，进而实现对各个传动部件的摩擦表面进行润滑。此外，各个传动部件摩擦表面的润滑油在重力的作用下，回流到发动机油底壳内，实现润滑油的循环流动。
这种方式可以实现冷却液、润滑油流经的位置进行预热，同时还能避免润滑油受热不均匀以及局部温度过高的引起的润滑油损坏问题，保证润滑油预热效果及可靠性。既可以避免电加热方式引起局部润滑油温度过高，从而造成的润滑油损坏问题，还可以避免换热水管加热方式引起的水管泄露，从而造成的油水混合风险。
第二方面，如图7所示，本申请提供了一种发动机预加热方法，该发动机预加热方法基于第一方面中任一系统，该方法包括如下流程步骤：
S71，在检测到机油冷却器出油口处的油温小于或等于第一预设值，或机油冷却器出水口处的冷却液温度小于或等于第二预设值时，控制预加热电动水泵将预加热器加热后的冷却液导入所述机油冷却器。
在本申请实施例中，预加热系统中的控制器接通电源后，获取第一温度传感器在机油冷却器出油口处检测到的油温，以及第二温度传感器在机油冷却器出水口处检测到的冷却液温度，并判断机油冷却器出油口处的油温是否大于第一预设值，以及机油冷却器出水口处的冷却液温度是否大于第二预设值。
若机油冷却器出油口处的油温大于第一预设值，或者机油冷却器出水口处的冷却液温度大于第二预设值，则表明当前冷却液、润滑油流经的位置已经处于润滑状态；若机油冷却器出油口处的油温小于或等于第一预设值，或机油冷却器出水口处的冷却液温度小于或等于第二预设值时，表明需要启动发动机预加热系统。
在启动发动机预加热系统时，控制器控制预加热器对冷却液进行加热，并判断加热后的冷却液温度是否达到设定值；若否，则继续控制预加热器对冷却液进行加热，直到加热后的冷却液温度达到设定值；若是，则控制预加热电动水泵将加热后的冷却液泵入机油冷却器。
在将加热后的冷却液泵入机油冷却器之后，随着预加热电动水泵的继续运行，机油冷却器中原有的冷却液便会从机油冷却器出水口流出，此时，在预加热电动水泵的作用下，机油冷却器出水口流出的冷却液进入预加热器，然后控制预加热器对机油冷却器出水口流出的冷却液进行加热，实现对发动机冷却液的循环加热。
S72，控制电动预供油泵，将油底壳内的润滑油泵入机油冷却器的管道内。
在本申请实施例中，为保证工作效率，电动预供油泵为交流泵。在启动预加热系统时，控制电动预供油泵，将油底壳内的润滑油从机油冷却器的入油口泵入，以使润滑油被加热后的冷却液加热。
若控制电动预供油泵继续运行，随着进入机油冷却器的润滑油增多，储存在机油冷却器管道中被热的冷却液加热后的润滑油便从机油冷却器的出油口流出，并继续流经机油滤清器，对润滑油中的杂质进行过滤，然后通过主油道进入发动机各个传动部件，实现对各个传动部件的摩擦表面进行润滑。
进一步，各个传动部件摩擦表面上的润滑油在重力的作用下，逐渐滴 入发动机油底壳，实现润滑油的循环流动，使得油底壳内的润滑油受热更均匀。
S73，在机油冷却器出油口处的油温大于第一预设值，或机油冷却器出水口处的冷却液温度大于第二预设值时，控制预加热器、预加热电动水泵以及电动预供油泵停止运行。
在本申请实施例中，在机油冷却器出油口处的油温大于第一预设值，或机油冷却器出水口处的冷却液温度大于第二预设值时，表明发动机各个传动部件已经得到了充分的润滑，此时，控制预加热器、预加热电动水泵以及电动预供油泵停止运行。
通过上述方法，可以在发动机处于寒冷环境时，通过预加热系统将发动机油底壳内的润滑油均匀加热至预设值，避免局部润滑油温度过高，延长润滑油使用寿命。同时，还可以实现发动机各个传动部件的摩擦表面充分润滑，减小传动部件损耗。
第三方面，本申请还提供了一种交通工具，所述交通工具包括上述任一项发动机预加热系统，所述发动机预加热系统安装于所述交通工具上。
在本申请实施例中，交通工具包含发动机等传动部件，可以是汽油、柴油、乙醇等燃料驱动的汽车、公交车、卡车等。在交通工具处于低温环境下，若发动机冷启动，由于发动机传动部件摩擦表面的润滑油处于冷凝状态，容易引起传动部件的损耗，因此，需要通过交通工具上安装的发动机预加热系统对发动机进行预加热。
具体的，在发动机预加热系统中的控制器接通电源时，控制器读取位于冷却系统、润滑系统的温度传感器读数，确认润滑油温度及冷却液温度，当润滑油温度小于或等于第一预设值或冷却液温度小于或等于第二预设值时，预加热器及预加热电动水泵、电动预供油泵开始工作。预加热器对流过的冷却液进行加热，然后加热后的冷却液通过预加热电动水泵流向机油冷却器、机体水套、缸盖水套等发动机冷却系统中的各个装置后，流回加热器，实现对冷却液的循环加热。
此外，电动预供油泵将发动机油底壳内的润滑油泵入机油冷却器中的管道中后，流入机油冷却器中热的冷却液便可以对润滑油进行加热。在电动预供油泵的作用下，流入机油冷却器中的润滑油在被加热后，流向各个 传动部件。接着，在重力的作用下，各个传动部件摩擦表面的润滑油回流至发动机油底壳，进而可以实现对润滑油的循环加热。
通过上述发动机预加热系统加热后，机油冷却器出油口的油温大于第一预设值，或者机油冷却器出水口处的冷却液温度小于或等于第二预设值时，表明交通工具的各个传动部件的摩擦表面得到充分的润滑，此时，将润滑结果发送至交通工具显示终端，提示用户发动机预加热完成，便于用户进行下一步操作。
通过上述交通工具，可以实现在寒冷环境下，保证发动机预加热效果，使得油底壳内的润滑油得到充分加热，同时，还可以避免局部温度过高造成的润滑油损坏。

Claims (10)

  1. 一种发动机预加热系统，其中，所述发动机预加热系统包括机油冷却器(31)、电动预供油泵(32)、预加热器(33)及预加热电动水泵(34)；
    所述预加热器(33)设置为对发动机冷却液进行加热，且所述预加热器(33)的入水口(33a)与所述机油冷却器(31)的出水口(31a)之间基于发动机冷却液路(35)形成通路，所述预加热器(33)的出水口(33b)与所述预加热电动水泵(34)连通；
    所述预加热电动水泵(34)与所述机油冷却器(31)的入水口(31b)连通；
    所述电动预供油泵(32)与所述机油冷却器(31)连通，且设置为将发动机油底壳(36)内的润滑油泵入所述机油冷却器(31)的管道内，以使机油冷却器(31)中加热后的冷却液对泵入所述管道内的所述润滑油加热。
  2. 如权利要求1所述的发动机预加热系统，还包括第一温度传感器(51)、第二温度传感器(52)和控制器(53)；
    所述第一温度传感器(51)安装于所述机油冷却器(31)的出油口(31d)处，所述第二温度传感器(52)安装于所述机油冷却器(31)的出水口(31a)处，所述控制器(53)与所述第一温度传感器(51)、所述第二温度传感器(52)、所述电动预供油泵(32)、所述预加热器(33)以及所述预加热电动水泵(34)电连接。
  3. 如权利要求1所述的发动机预加热系统，其中，所述电动预供油泵(32)为交流泵。
  4. 一种发动机预加热方法，应用于权利要求1-3中任一项所述的发动机预加热系统，所述方法包括：
    在检测到机油冷却器(31)出油口(31d)处的油温小于或等于第一预设值，或所述机油冷却器(31)出水口(31a)处的冷却液温度小于或等于第二预设值时，控制预加热电动水泵(34)将预加热器(33)加热后的冷却液导入所述机油冷却器(31)；
    控制电动预供油泵(32)，将油底壳(36)内的润滑油泵入所述机油冷却器(31)的管道内；
    在所述机油冷却器(31)出油口(31d)处的油温大于所述第一预设值，或所述机油冷却器(31)出水口(31a)处的冷却液温度大于所述第二预设值时，控制预加热器(33)、所述预加热电动水泵(34)以及所述电动预供油泵(32)停止运行。
  5. 如权利要求4所述的发动机预加热方法，其中，在所述控制预加热器(33)对冷却液进行加热之前，还包括：
    获取第一温度传感器(51)在所述机油冷却器(31)出油口(31d)处检测到的油温，以及第二温度传感器(52)在所述机油冷却器(31)出水口(31a)处检测到的冷却液温度；
    判断所述机油冷却器(31)出油口(31d)处的油温是否大于所述第一预设值，以及所述机油冷却器(31)出水口(31a)处的冷却液温度是否大于所述第二预设值。
  6. 如权利要求4所述的发动机预加热方法，其中，所述控制预加热电动水泵(34)将预加热器(33)加热后的冷却液泵入所述机油冷却器(31)，包括：
    控制所述预加热器(33)对冷却液进行加热；
    判断加热后的冷却液温度是否达到设定值；
    若否，则继续控制所述预加热器(33)对冷却液进行加热；
    若是，则控制所述预加热电动水泵(34)将加热后的冷却液泵入所述机油冷却器(31)。
  7. 如权利要求4所述的发动机预加热方法，其中，所述控制预加热电动水泵(34)将预加热器(33)加热后的冷却液泵入所述机油冷却器(31)，包括：
    控制所述预加热电动水泵(34)，将加热后的冷却液从所述机油冷却器(31)的入水口(31b)泵入，以使加热后的冷却液对所述机油冷却器(31)入油口(31c)导入的润滑油进行加热；
    控制所述预加热电动水泵(34)，将所述机油冷却器(31)内的冷却液 从所述机油冷却器(31)出水口(31a)导出。
  8. 如权利要求7所述的发动机预加热方法，其中，在所述控制所述预加热电动水泵(34)，将所述机油冷却器(31)内的冷却液从所述机油冷却器(31)出水口(31a)导出之后，还包括：
    控制所述预加热电动水泵(34)，将所述机油冷却器(31)出水口(31a)流出的冷却液导入所述预加热器(33)；
    控制所述预加热器(33)对所述机油冷却器(31)出水口(31a)流出的冷却液进行加热。
  9. 如权利要求4所述的发动机预加热方法，其中，所述控制电动预供油泵(32)，将油底壳(36)内的润滑油泵入所述机油冷却器(31)的管道内，包括：
    控制所述电动预供油泵(32)，将油底壳(36)内的润滑油从所述机油冷却器(31)的入油口(31c)泵入，以使所述润滑油被所述加热后的冷却液加热；
    控制所述电动预供油泵(32)，将加热后的润滑油从所述机油冷却器(31)的出油口(31d)导出，以使所述加热后的润滑油流入各个传动部件。
  10. 一种交通工具，包括权利要求1-3中任一项所述的发动机预加热系统，所述发动机预加热系统安装于所述交通工具上。
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