用于提高起动性能和暖机性能的介质循环加热设备

摘要

一种机油的介质循环加热设备，所述介质循环加热设备可提高内燃机的起动性能和暖机性能，所述介质循环加热设备包括产生微气泡并将所述微气泡混入所述循环机油的微气泡发生器。此外，所述介质循环加热设备包括获取所述机油的温度的介质温度获取单元。当所述机油的温度低于或等于预定值时，所述微气泡发生器产生微气泡，以减小混有所述微气泡的机油的粘度、热导率和热容量。

权利要求

1.一种用于提高起动性能和暖机性能的介质循环加热设备(1-1；1-2；1-3)，包括：介质温度获取单元(74)，所述介质温度获取单元获取所述介质的温度，其特征在于微气泡发生器(4)，所述微气泡发生器产生微气泡并将所述微气泡混入所述介质；

其中，

当所述介质的温度低于或等于预定值时，所述微气泡发生器产生所述微气泡，所述介质循环加热设备(1-1；1-2；1-3)还包括超声波发生器(5)，当所述介质的温度低于或等于预定值时，所述超声波发生器视由所述微气泡发生器(4)所产生的所述微气泡中的气体而定地产生超声波，并且用所述超声波照射包含所述微气泡的所述介质。

2.根据权利要求1所述的介质循环加热设备(1-1)，其中所述介质是在贯穿内燃机(100)的循环油循环路径(6)中循环的内燃机循环油。

3.根据权利要求2所述的介质循环加热设备(1-1)，还包括：循环油储存器(2)，所述循环油储存器包括多个储存所述内燃机循环油的箱(21，22)，并且视所述内燃机循环油的温度而定地在所述箱(21，22)之间执行连通性连接，其中当所述内燃机循环油的温度低于或等于预定值时，所述循环油储存器(2)不执行所述箱(21，22)之间的所述连通性连接。

4.根据权利要求1所述的介质循环加热设备(1-2)，其中所述介质是经由贯穿内燃机(100)的冷却水循环路径(8)而循环的冷却水。

5.根据权利要求4所述的介质循环加热设备(1-2)，其中所述冷却水循环路径(8)包括：

起动循环路径(81)，所述起动循环路径在其中部设置有所述微气泡发生器(4)，并且引导所述冷却水进入所述内燃机(100)；

驱动循环路径(82)，所述驱动循环路径包括冷却所述冷却水的冷却单元(88)，并且视所述冷却水的温度而定地连通性地连接到所述起动循环路径(81)，其中当所述冷却水的温度低于或等于预定值时，所述驱动循环路径(82)不与所述起动循环路径(81)进行连通性连接。

6.根据权利要求1所述的介质循环加热设备(1-3)，其中所述介质是经由贯穿变速器(200)的循环油循环路径(11)而循环的变速器循环油。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的介质循环加热设备(1-1；1-2；1-3)，其中所述微气泡发生器(4)通过由所述介质的喷射所产生的剪切力从气体产生所述微气泡。

说明书

用于提高起动性能和暖机性能的介质循环加热设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于提高起动性能和暖机性能的介质循环加热设备，更具体地涉及一种使介质经过内燃机或经过变速器循环的介质循环加热设备。

背景技术

[0002] 通常，内燃机和变速器安装在车辆例如轿车、卡车和巴士中，并且介质经过内燃机和变速器循环。用于在内燃机被驱动时润滑从动部件、驱动可运动部件以及冷却受热部件的内燃机循环油(机油)代表经过内燃机循环的介质。另外，冷却水是在内燃机被驱动时抑制内燃机温度上升的制冷剂或介质。另一方面，用于在变速器根据行驶状态改变内燃机的输出以将输出经车轮传递至道路时润滑从动部件、驱动可运动部件以及冷却受热部件的变速器循环油(变速器油)是经过变速器循环的介质。

[0003] 通常，在内燃机起动时优选地减小在内燃机低温状态下的摩擦以提高起动性能。此外，内燃机的温度优选地从所述低温状态在短时间内升高，同时使内燃机预热，以提高暖机性能。此处，介质在低温状态下甚至在内燃机起动和暖机时经过内燃机和经过变速器循环。因此，由于介质在低温状态下经过内燃机和经过变速器循环，因而内燃机的起动性能和暖机性能无法提高。

[0004] 例如在机油和在变速器油中，由于机油和变速器油的粘度随着其温度的降低而增大，因此与高温下的摩擦相比，即使内燃机的或连接到内燃机的变速器的从动部件被润滑，其摩擦也无法减小。此外，由于冷却水接收冷却水经过其循环的内燃机所产生的热量，因而内燃机的温度升高的速率随着冷却水温度的降低而降低。

[0005] 提出有一种减小油的表观粘度的技术。例如，日本早期公开的实用新型申请(JP-U)S63-78122号公报公开了一种冷却装置，其通过使油经形成在内燃机气缸体上的油套循环来冷却内燃机。在该冷却装置中，在油套的预定位置处设置有气泡发生器，以将微细的气泡混入油中，从而减小油的表观粘度。

[0006] 在JP-U No.S63-78122中，空气从超细的细网的一侧和在气泡发生器的表面上钻出并形成的超细的小孔的一侧喷向它们的另一侧，以产生超细的气泡。超细气泡的直径必须小于或等于1mm。但是，由所述小孔和网所产生的气泡即使说起来小，但仍可从视觉上辨认出来，这是因为它们具有约0.2mm的直径。因此，通过彼此吸收和结合，气泡可能变成更大的气泡。因此，当油循环时，抽吸和排放油的泵将抽吸大气泡，并且泵的排放能力可能降低。这样，由于没有足够的机油供给到内燃机从动部件的待润滑部分，摩擦可能增大。

发明内容

[0007] 本发明鉴于上述内容而提出，并且本发明的目的是提供一种能提高内燃机的起动性能和暖机性能中的至少一者的介质循环加热设备。

[0008] 为了解决所述问题并实现所述目的，根据本发明的一个方面的用于提高起动性能和暖机性能的介质循环加热设备用于使介质经过内燃机或经过变速器循环，并且包括产生微气泡并将所述微气泡混入所述介质的微气泡发生器和获取所述介质的温度的介质温度获取单元。当所获取的所述介质的温度低于或等于预定值时，所述微气泡发生器产生所述微气泡。

[0009] 在所述介质循环加热设备中，所述介质可优选地为经由贯穿所述内燃机的循环油循环路径而循环的内燃机循环油、经由贯穿所述内燃机的冷却水循环路径而循环的冷却水和经由贯穿所述变速器的循环油循环路径而循环的变速器循环油中的至少一种。

[0010] 根据该介质循环加热设备，所述微气泡发生器将视觉上难以辨认的超细气泡即微气泡混入经过内燃机循环的介质，例如内燃机循环油、冷却水和变速器循环油。当微气泡被混入所述介质时，所述介质和从动部件的待润滑部分之间的边界层处的扰动/紊乱被混入所述介质的微气泡所抑制。另外，介质的除微气泡之外的液体部分和内燃机内或变速器内与介质接触的部分、例如从动部件的待润滑部分之间的接触面积减小。此外，与介质的热容量相比，微气泡中的气体具有小的热容量。因此，与未混有微气泡的介质相比，混有微气泡的介质的粘度、热导率和热容量减小。因此，即使介质的温度低，但由于介质的粘度可减小，所以在介质润滑内燃机从动部件时所产生的摩擦也可减小。此外，即使介质的温度低，但由于热导率和热容量可减小，所以介质很难接收由介质经过其循环的内燃机或变速器所产生的热量。因此，内燃机的温度能容易地上升。

[0011] 此外，由于混入所述介质的微气泡即使在介质中长时间地漂浮也很难彼此吸收和结合，所以可抑制微气泡的扩大。因此，即使使用抽吸、加压和排放所述介质以使所述介质经过内燃机或经过变速器循环的泵，也可抑制泵的排放能力的降低。此处，所述微气泡被混入所述介质。

[0012] 根据本发明的介质循环加热设备可包括循环油储存器，所述循环油储存器包括多个储存所述内燃机循环油的箱/槽(tank)，并且视所述机油的温度而定地在所述箱之间执行连通性连接。当所获取的所述机油的温度低于或等于预定值时，所述循环油储存器不执行所述连通性连接。

[0013] 根据该介质循环加热设备，当所获取的所述机油的温度低于或等于所述预定值时，各个所述箱彼此之间不连通性地连接。这样，储存在特定箱中的机油经过内燃机循环。也就是说，当机油的温度低时，经过内燃机循环的机油的量可减小。因此，由于混有由微气泡发生器所产生的微气泡的机油的量可减小，所以混入机油中的微气泡的混合量能在短时间内增加。因此，由于机油的粘度、热导率和热容量可在短时间内减小，所以可提高内燃机的起动性能和暖机性能。

[0014] 在根据本发明的介质循环加热设备中，所述冷却水循环路径可包括起动循环路径和驱动循环路径，所述起动循环路径在其中部设置有所述微气泡发生器并且引导所述冷却水进入所述内燃机，所述驱动循环路径包括冷却所述冷却水的冷却单元并且视所述冷却水的温度而定地连通性地连接到所述起动循环路径。当所获取的所述介质的温度低于或等于预定值时，所述冷却水循环路径不在所述起动循环路径和所述驱动循环路径之间执行所述连通性连接。

[0015] 根据该介质循环加热设备，当所获取的所述冷却水的温度低于或等于所述预定值时，所述起动循环路径与所述驱动循环路径不相互连通性地连接。因此，只有经所述起动循环路径流动的冷却水经过内燃机循环。也就是说，当所述冷却水的温度低时，经过内燃机循环的冷却水的量可减小。因此，由于混有由微气泡发生器所产生的微气泡的冷却水的量可减小，所以混入冷却水中的微气泡的混合量能在短时间内增加。因此，由于冷却水的热导率和热容量可在短时间内减小，所以可提高内燃机的暖机性能。

[0016] 根据本发明的介质循环加热设备可包括超声波发生器，所述超声波发生器视由所述微气泡发生器所产生的微气泡中的气体而定地产生超声波，并且用所述超声波照射混有所述微气泡的介质。当所获取的所述介质的温度低于或等于预定值时，通过所述超声波发生器产生超声波。

[0017] 根据本发明，由所述微气泡发生器混入所述介质的微气泡能相对于所述介质均匀地分布。所述超声波发生器视所述微气泡中的气体而定地用超声波照射均匀地分布有所述微气泡的介质。也就是说，所述超声波具有能使混入所述介质的微气泡收缩和破裂的频率。因此，相对于所述介质均匀地分布的微气泡通过所述超声波的照射而收缩和破裂，并且所述微气泡中的气体的温度瞬间升高。因此，由于经过内燃机或经过变速器循环的介质的温度均匀地且瞬间地升高，所以介质的粘度可进一步减小，从而在润滑内燃机从动部件时所产生的摩擦可进一步减小。此外，由于经过内燃机或经过变速器循环的介质的温度能均匀地且瞬间地升高，所以所述介质很难接收由该介质经过其循环的内燃机或变速器所产生的热量，从而内燃机的温度能更容易地升高。

[0018] 根据本发明的介质循环加热设备能通过将微气泡混入经过内燃机或经过变速器循环的介质来减小介质的粘度、热导率和热容量；因此，可提高内燃机的起动性能和暖机性能。

附图说明

[0019] 图1是根据第一实施例的介质循环加热设备的示意图；

[0020] 图2A是微气泡发生器的示意图；

[0021] 图2B是微气泡发生器的相关部分的放大视图(图2A的D-D剖视图)；

[0022] 图3A是超声波发生器的示意图；

[0023] 图3B是微气泡的状态的示意图(图3A的F部分的放大视图)；

[0024] 图4是根据第一实施例的介质循环加热设备的控制流程图；

[0025] 图5是示出介质的特性和微气泡的混合量之间的关系的曲线图；

[0026] 图6是根据第二实施例的介质循环加热设备的示意图；

[0027] 图7是根据第二实施例的介质循环加热设备的控制流程图；

[0028] 图8是根据第三实施例的介质循环加热设备的示意图；以及

[0029] 图9是根据第三实施例的介质循环加热设备的控制流程图。

具体实施方式

[0030] 下面参照附图对根据本发明的用于提高起动性能和暖机性能的介质循环加热设备的实施例进行说明；但是，本发明的较宽方面不限于本文所示和所述的具体细节和典型实施例。因此，下述实施例中的元素包括本领域技术人员易于想到的元素及其等效物。下文所述的介质循环加热设备是使介质经过内燃机如汽油机、柴油机和LGP发动机(液化石油气)循环或经过将内燃机的输出传递至车轮的变速器循环的装置。此处，内燃机和变速器安装在车辆如轿车和卡车中。

[0031] 图1是根据第一实施例的介质循环加热设备的示意图。图2A是微气泡发生器的示意图。图2B是微气泡发生器的相关部分的放大视图。图3A是超声波发生器的示意图。图3B是微气泡的状态的示意图。当内燃机100被驱动时，根据第一实施例的介质循环加热设备1-1使用内燃机循环油(以下简称为机油)作为润滑从动部件、驱动可运动部件并冷却受热部件的内燃机用介质。根据第一实施例的介质循环加热设备1-1使机油经机油循环路径6循环，机油循环路径6是贯穿内燃机100的循环油循环路径。介质循环加热设备
1-1由油盘2、机油泵3、微气泡发生器4、超声波发生器5、机油循环路径6和介质循环控制器7构成。机油循环路径6包括形成在内燃机100内的空间、通路等。此处，机油流过所述通路。也就是说，机油循环路径6包括所述通路和所述空间，例如将机油供给到发动机100的从动部件的待润滑部分、可运动部件的被驱动部分和受热部件的待冷却部分的通路，用于将所供给的机油输送回到油盘2的另一通路，和一空间(例如，曲轴箱代表所述空间)。

[0032] 如图1所示，油盘2布置在机油循环路径6的中部，并且油盘2是储存经过内燃机100循环的机油的循环油储存器。油盘2由多个箱和控制所述箱内的连通性连接的单元构成。在第一实施例中，油盘2由两个箱21、22和控制箱21与22之间的连通性连接的转换阀23构成。箱21和22的每一个都附接在内燃机100的底部，并且经过内燃机100循环的机油返回到所述箱以储存在其中。油盘2连接到所述多个箱中的至少一个箱，并且在第一实施例中箱21连接到机油循环路径6。因此，储存在箱21中的机油通过机油循环路径6经过内燃机100再次循环。

[0033] 此外，转换阀23基于从介质循环控制器7输出的转换阀打开和关闭信号而打开和关闭。因此，由于储存在箱22中的机油通过转换阀23的打开使得箱21和22连通性地连接而流入箱21，所以储存在箱22中的机油通过机油循环路径6经过内燃机100循环。另一方面，当转换阀23关闭时，各个箱21和22之间不进行连通性连接。因此，储存在箱22中的机油不会流入箱21，从而只有储存在箱21中的机油通过机油循环路径6经过内燃机100循环。也就是说，能通过控制转换阀23以连通性地连接箱21和22来控制经过内燃机100循环的机油的量。

[0034] 如图1所示，机油泵3布置在机油循环路径6的中部，并且机油泵3向储存在油盘2中的机油加压并向机油循环路径6供油。机油泵3经油循环通路61连接到油盘2的箱
21，并且机油泵3经油循环通路62连接到微气泡发生器4。因此，储存在油盘2中的机油由机油泵3经油循环通路61抽吸，并且机油由机油泵3加压。加压机油被排入油循环通路
62，并且如图1和2的箭头A所示，加压机油流入微气泡发生器4。机油泵3由驱动内燃机
100所产生的输出来致动。例如，机油泵3由在内燃机100的未示出的曲轴所产生的转矩来致动。

[0035] 微气泡M通过如图1至2A所示的微气泡发生器4从作为气体的空气产生。微气泡发生器4布置在机油循环路径6的中部，并且微气泡发生器4将所产生的微气泡M混入流过微气泡发生器4的介质。此处，所述介质为第一实施例中的机油。微气泡发生器4由气泡发生器主体41、气体导入控制阀42和气体导入通路43构成。微气泡发生器4经油循环通路63连接到超声波发生器5。因此，混有所产生的微气泡M的机油如图1、2A和3A中的箭头B所示地流入超声波发生器5。此处，微气泡M是难以从视觉上辨认的超细气泡，其直径为50μm，并且优选地具有介于20μm和30μm之间的直径。微气泡M难以彼此吸收且难以彼此结合，并且微气泡M能在所述介质中长时间地漂浮。

[0036] 气泡发生器主体41产生微气泡M，并且气泡发生器主体41将所产生的微气泡M混入从油循环通路62流出的机油。然后，机油流入油循环通路63。在气泡发生器主体41中形成有气泡发生器41a。微气泡发生器4通过由机油向气泡发生器41a中的喷射所产生的剪切力从供给至气泡发生器41a的气体产生微气泡M。

[0037] 两者都连通性地连接到气泡发生器41a的介质导入通路41b和气体导入通路41c形成在气泡发生器主体41中。气泡发生器41a的位于机油的流动方向上的下游侧的一个端部敞开并连通性地连接到油循环通路63。此外，在气泡发生器41a的横截面的中心和机油流动方向上的上游侧的端部处形成有与气体导入通路41c的一个端部连通性地连接的气体开口41d。在所述上游侧端部在气体开口41d周围形成有多个与介质导入通路41b的一个端部(在本实施例中是指分支出的多个端部)连通性地连接的介质开口41e。介质导入通路41b的另一端部(位于机油流动方向上的上游侧的端部)连接到油循环通路62。此外，气体导入通路41c的另一端部连接到气体导入通路43的一个端部。

[0038] 气体导入控制阀42设置在气体导入通路43的中部。气体导入控制阀42基于从介质循环控制器7输出的控制阀打开和关闭信号而打开和关闭。

[0039] 在第一实施例中，气体导入通路43的一个端部连接到在其中储存高压气体的气箱(未示出)。随着机油被喷射到气泡发生器主体41的气泡发生器41a中，机油的压力降低；因此，由于气体和机油之间的压差，气体经气体导入通路43被供给至气泡发生器41a。

[0040] 如图1和3A所示，超声波发生器5产生超声波E，并且超声波发生器5布置在机油循环路径6的中部。超声波发生器5用超声波E照射混有微气泡M的介质，在第一实施例中，超声波发生器5用超声波E照射混有微气泡M的机油。超声波发生器5由超声波照射通路51、振荡器52和振荡回路53构成。超声波发生器5经油循环通路64连接到形成在内燃机100内的用于供给机油的未示出的通路。因此，混有用超声波E照射的微气泡M的机油如图1和3A的箭头C所示地供给到内燃机100中，并且机油被供给至内燃机100内的从动部件的待润滑部分、可运动部件的被驱动部分和受热部件的待冷却部分。因此，内燃机100的从动部件被润滑，内燃机100的可运动部件被驱动，内燃机的受热部件被冷却。用于润滑从动部件、驱动可运动部件和冷却受热部件的机油返回到油盘2。

[0041] 此处，超声波E具有能够使由微气泡发生器4产生并被混入介质中的微气泡M中的气体收缩和破裂的频率。根据第一实施例的超声波E具有能够使构成被混入机油中的微气泡M的空气收缩和破裂的频率。

[0042] 超声波照射通路51的一个端部(位于机油流动方向上的上游侧的端部)连接到油循环通路63，而其另一端部(位于机油流动方向上的下游侧的端部)连接到油循环通路64。振荡器52设置成使得振荡器52的焦点(由振荡器52产生的超声波的焦点)被设定在超声波照射通路51内。振荡器52连接到振荡回路53，并且振荡器52由从介质循环控制器7输出到振荡回路53的振荡器致动信号来致动。

[0043] 此处，64a表示机油温度传感器，它是检测供给到内燃机100的机油的温度的介质温度检测器，用于向介质循环控制器7输出温度。

[0044] 介质循环控制器7主要是控制微气泡M的产生的气泡发生控制器和控制超声波的产生的超声波发生控制器。由介质温度检测器所检测出的介质温度被输入到介质循环控制器7以基于介质温度控制微气泡发生器4和超声波发生器5。在第一实施例中，上述介质温度是指由机油温度传感器64a所检测到的机油温度。

[0045] 具体地，介质循环控制器7由输入和输出部分(I/O)71、处理器72和存储器73构成，输入和输出部分71输入和输出输入信号和输出信号，处理器72至少具有控制由微气泡发生器4进行的微气泡M的产生和由超声波发生器5进行的超声波E的产生的功能。处理器72包括介质温度获取单元74、转换阀控制器75、气泡发生控制器76和超声波发生控制器77。此外，处理器72可由存储器和CPU(中央处理单元)构成，并且对介质循环加热设备1-1的控制可通过向存储器加载程序并执行该程序来实现。所述程序基于微气泡发生器4的控制方式和超声波发生器5的控制方式等。存储器73可由非易失性存储器如闪存、可读存储器如ROM(只读存储器)、可读写存储器如RAM(随机存取存储器)或上述存储器的组合构成。介质循环控制器7不必一定要单独地构造。控制内燃机100的驱动的ECU(发动机控制单元)可包括介质循环控制器7的功能。

[0046] 下面对根据第一实施例的介质循环加热设备1-1的操作进行说明。更特别地，对微气泡发生器4和超声波发生器5的控制方式进行说明。图4是根据第一实施例的介质循环加热设备1-1的控制流程图。此处，由于当内燃机100被驱动时机油泵3被致动，因而机油从内燃机100的起动至停机一直经由机油循环路径6循环。

[0047] 在作为介质的机油由于内燃机100的驱动而经过内燃机100循环时，介质循环控制器7的处理器72的介质温度获取单元74获取机油的温度T1(步骤ST101)。具体地，介质温度获取单元74获取经过内燃机100循环的机油的温度T1。此处，机油的温度T1由机油温度传感器64a检测，并且温度T1被输出到介质循环控制器7。

[0048] 然后，处理器72的转换阀控制器75判定由介质温度获取单元74获取的机油的温度T1是否小于或等于预定值T2(步骤ST102)。此处，预定值T2是经过内燃机100循环的机油的粘度变高并且内燃机100的起动变难时的温度。例如，预定温度T2表示在内燃机100冷起动时的机油温度。处理器72的介质温度获取单元74重复地获取机油的温度T1，直到所获取的机油的温度T1变得小于或等于预定值T2。

[0049] 接下来，当处理器72的转换阀控制器75判定供给至内燃机100的机油的温度T1低于或等于预定值T2时，转换阀控制器75关闭转换阀23(步骤ST103)。具体地，转换阀控制器75向转换阀23输出转换阀打开和关闭信号以关闭转换阀23。也就是说，经机油循环路径6循环的机油变成只有储存在油盘2的箱21中的机油。

[0050] 然后，当供给至内燃机100的机油的温度T1低于或等于预定值T2时，在关闭转换阀23的同时，处理器72的气泡发生控制器76致动微气泡发生器4(步骤ST104)。具体地，气泡发生控制器76向气体导入控制阀42输出控制阀打开和关闭信号，以打开气体导入控制阀42。结果，如上所述，由于空气和机油之间的压差，空气经气体导入通路43和气体导入通路41c从气体开口41d供给至气泡发生器41a。

[0051] 被机油泵3加压的机油经油循环通路62和介质导入通路41b从介质开口41e供给至气泡发生器41a。因此，通过由加压机油向气泡发生器41a中的喷射所产生的剪切力从供给至气泡发生器41a的空气产生微气泡M，并且微气泡M被混入从气泡发生器41a流进油循环通路63的机油中(见图2A和2B)。这样，微气泡发生器4产生微气泡M，并且将所产生的微气泡M混入机油即介质中。微气泡发生器4能将所产生的微气泡M均匀地混入机油中，这是因为微气泡发生器4相对于流过气泡发生器41a的机油产生微气泡M。也即是说，微气泡M可均匀地分布在机油中。

[0052] 图5是示出介质的特性与微气泡的混合量之间的关系的曲线图。如图5所示，当微气泡M被混入介质即第一实施例的机油中时，介质的粘度、热导率、热容量根据混入介质中的微气泡M的量而减小。介质粘度减小的原因被认为是由于从动部件的待润滑部分与介质之间的边界层处的扰动被混入介质中的微气泡所抑制。此外，介质粘度减小还被认为是因为介质中除微气泡之外的液体部分与所接触部件的待润滑部分之间的接触面积由于被混入介质中的微气泡所导致的介质密度的降低而减小。此外，介质的热导率减小的原因被认为是由于被混入介质中的微气泡导致介质的密度降低。因此，介质中除微气泡之外的液体部分与内燃机100或变速器200内接触介质的部分之间的接触面积减小。此外，介质的热容量减小的原因在于被混入介质的微气泡M中的气体的热容量小于介质的热容量。因此，与未混有微气泡M的介质的粘度、热导率和热容量相比，混有微气泡M的介质的粘度、热导率和热容量可减小。

[0053] 如上所述，与转换阀23打开时经过内燃机100循环的机油的量相比，当转换阀23关闭时机油的量可减小。因此，当机油的温度T1低时，更多的经过内燃机100循环的机油流过微气泡发生器4，从而混入机油中的微气泡的量在短时间内增加。结果，机油的粘度、热导率和热容量能在短时间内减小。

[0054] 接下来，在微气泡发生器4被致动时，处理器72的超声波发生控制器77致动超声波发生器5(步骤ST105)。具体地，超声波发生控制器77向振荡回路53输出振荡器致动信号，并且振荡回路53致动振荡器52。结果，振荡器52如上所述地产生超声波E。在本实施例中，超声波E具有能够使空气即微气泡M中的气体收缩并且使微气泡M破裂的频率。超声波发生器5用超声波E照射混有微气泡M并流过超声波照射通路51的加压机油(见图3A)。这样，超声波发生控制器77产生超声波E，并且超声波发生控制器77用超声波E照射混有微气泡M的机油。

[0055] 如图3B所示，混入机油中并且用超声波E照射的微气泡M收缩成小的微气泡M’，并且在机油内破裂。当用超声波E照射机油时，混入机油中的微气泡M在短时间内重复收缩，从而微气泡M’的温度瞬间上升。此外，混入机油中的微气泡M的一部分由于超声波E的照射而破裂；因此，来自微气泡破裂的能量被转化成热能，从而机油的温度瞬间上升。结果，混有微气泡M的机油的温度T1瞬间上升。如上所述，由于微气泡M均匀地分布在机油中，所以机油的温度T1可均匀地上升。

[0056] 在机油中混有微气泡M的情况下温度T1瞬间升高的机油被供给至内燃机100。供给到内燃机100的机油经未示出的通路被供给至内燃机100的从动部件的待润滑部分、可运动部件的被驱动部分和受热部件的待冷却部分。供给至这些部分的机油的粘度、热导率和热容量减小。

[0057] 因此，即使内燃机100的温度低并且机油的温度低，在内燃机100的从动部件被润滑时所导致的摩擦也会减小，从而能提高内燃机100的起动性能。此外，即使内燃机100的温度低并且机油的温度低，介质也很难接收由机油经过其循环的内燃机100所产生的热量，从而内燃机100的温度能容易地上升。因此，能提高内燃机100的暖机性能。内燃机100的起动性能和暖机性能能如上所述地提高；因此，能改善燃料消耗并抑制排放恶化。

[0058] 此外，由于供给至内燃机100的机油的温度T1升高并且粘度进一步减小，所以内燃机的起动性能可进一步提高。此外，内燃机100的暖机性能可进一步提高，这是因为供给至内燃机100的机油的温度T1升高，使得经过内燃机100循环的机油很难接收由内燃机100产生的热量。

[0059] 在上述第一实施例中，各个箱21和22通过控制转换阀23的打开和关闭的介质循环控制器7而相互连通性地连接；但是，本发明不限于上述第一实施例。例如，各个箱21和22可通过恒温器或由形状记忆合金形成的阀相互连通性地连接。所述恒温器和阀被设定成使得各个箱21和22在经过内燃机100循环的机油的温度T1超过预定值T2时相互连通性地连接。

[0060] 在第一实施例中微气泡发生器4设置在机油循环路径6的中部；但是，本发明不限于上述第一实施例。例如，微气泡发生器4可将所产生的微气泡M混入储存在油盘2内的机油中。具体地，微气泡发生器4将所产生的微气泡M混入储存在连接到机油循环路径6的箱21内的机油中。

[0061] 下面对根据第二实施例的介质循环加热设备1-2进行说明。图6是根据第二实施例的介质循环加热设备的示意图。根据第二实施例的介质循环加热设备1-2在内燃机100被驱动时使用冷却水作为主要冷却受热部件的介质。根据第二实施例的介质循环加热设备1-2使冷却水经由贯穿内燃机100的冷却水循环路径8循环。根据第二实施例的介质循环加热设备1-2的大部分部件与根据第一实施例的介质循环加热设备相似；因此，不再重复对相同部件(图6中的与图1中的标号相同的标号)的说明。

[0062] 介质循环加热设备1-2由水泵9、微气泡发生器4、超声波发生器5、冷却水循环路径8和介质循环控制器7构成。冷却水循环路径8包括形成在内燃机100内的供冷却水流过的空间、通路等。这样，冷却水循环路径8包括用于将冷却水供给至内燃机100的受热部件的冷却部分的通路、空间(例如，水套)等。

[0063] 如图6所示，冷却水循环路径8由起动循环路径81和驱动循环路径82构成。起动循环路径81由多个冷却水循环通路83至86构成。微气泡发生器4、超声波发生器5和水泵9布置在起动循环路径81的中部，且起动循环路径81是冷却水流过内燃机100的路径。另一方面，驱动循环路径82由从连接到冷却水循环通路83的冷却水循环路径83分支出来并汇合到所述冷却水循环通路83的冷却水循环通路87构成。在驱动循环路径82的中部布置有作为冷却所述冷却水的冷却单元的散热器88，并且冷却水流过散热器88。

[0064] 恒温器89基于流过恒温器89的冷却水的温度T3使冷却水循环通路83和冷却水循环通路87连通性地连接。因此，当恒温器89打开时，冷却水循环通路87内和散热器88内的冷却水流入冷却水循环通路83，从而驱动循环路径82的冷却水通过起动循环路径81经过内燃机100循环。另一方面，当恒温器89关闭时，冷却水循环通路87内和散热器88内的冷却水不流入冷却水循环通路83，从而只有起动循环路径81的冷却水经过内燃机100循环。也就是说，可通过用恒温器89控制起动循环路径81和驱动循环路径82的连通性连接来控制经过内燃机100循环的冷却水的量。此处，86a是冷却水温度传感器，该冷却水温度传感器是检测供给至内燃机100的冷却水的温度并将所检测到的温度输出至介质循环控制器7的介质温度检测器。此外，88a是对流过散热器88的冷却水进行强制冷却的风扇。

[0065] 水泵9布置在冷却水循环路径8的起动循环路径81的中部。水泵9向流过内燃机100之后被输回冷却水循环通路83的冷却水加压，以将冷却水经微气泡发生器4和超声波发生器5再次供给到内燃机100。例如，水泵9由内燃机100的未示出的曲轴所产生的转矩来致动。

[0066] 接下来对根据第二实施例的介质循环加热设备1-2的操作进行说明。对于根据第二实施例的介质循环加热设备1-2的与根据第一实施例的介质循环加热设备1-1的操作相同的操作不再重复进行说明。在第二实施例中，由于水泵9由内燃机100的驱动来致动，因此冷却水从内燃机100的起动到停机一直经由冷却水循环路径8循环。

[0067] 首先，在作为介质的冷却水由于内燃机100的驱动而经过内燃机100循环时，介质循环控制器7的处理器72的介质温度获取单元74获取冷却水的温度T3(步骤ST201)。具体地，介质温度获取单元74获取经过内燃机100循环的冷却水的温度T3。此处，温度T3由冷却水温度传感器86a检测，并且温度T3被输出至介质循环控制器7。

[0068] 然后，处理器72的气泡发生控制器76判定所获取的冷却水的温度T3是否小于或等于预定值T4(步骤ST202)。此处，预定值T4是经过内燃机100循环的冷却水的温度低到使得冷却水较容易接收由内燃机100产生的热量时的温度。例如，它是在内燃机100冷起动时的冷却水温度。处理器72的介质温度获取单元74重复地获取冷却水的温度T3，直到所获取的冷却水的温度T3变得小于或等于预定值T4。

[0069] 接下来，当处理器72的气泡发生控制器76判定供给至内燃机100的冷却水的温度T3低于或等于预定值T4时，气泡发生控制器76致动微气泡发生器4(步骤ST203)。此时，由于供给至内燃机100的冷却水的温度T3低于或等于预定值T4，恒温器89关闭或保持关闭状态。因此，经过内燃机100循环的冷却水只是起动循环路径81内的冷却水。

[0070] 通过致动微气泡发生器4而产生微气泡M，并且所产生的微气泡M被混入冷却水即介质中。因此，与未混有微气泡M的冷却水相比，混有微气泡M的冷却水的粘度、热导率和热容量可减小。

[0071] 由于驱动循环路径82内和散热器88内的冷却水的量，在恒温器89关闭时经过内燃机100循环的冷却水的量小于恒温器89打开时的冷却水的量。因此，当冷却水的温度T3低时，更多的经过内燃机100循环的冷却水流过微气泡发生器4，从而混入冷却水中的微气泡M的量在短时间内增加。结果，冷却水的粘度、热导率和热容量在短时间内减小。

[0072] 接下来，在微气泡发生器4被致动时，处理器72的超声波发生控制器77致动超声波发生器5(步骤ST204)。超声波发生器5产生超声波E，并且超声波发生器5用超声波E照射混有微气泡M的冷却水(见图3A)。由于被超声波E照射并且均匀分布在冷却水中的微气泡M通过其收缩或破裂而变成小的微气泡M’，因此混有微气泡M的冷却水的温度T3均匀地且瞬间地上升。

[0073] 在冷却水中混有微气泡M的情况下温度T3瞬间上升的冷却水被供给至内燃机100。供给到内燃机100的冷却水经未示出的通路被供给至内燃机100的受热部件的待冷却部分。所供给的冷却水的热导率和热容量减小。

[0074] 因此，由于即使内燃机100的温度和冷却水的温度低，冷却水也难以接收由冷却水经过其循环的内燃机100所产生的热量，使得内燃机100的温度更易于上升，因而能提高内燃机100的暖机性能。因此，由于内燃机100的暖机性能如上所述地提高，故而能改善燃料消耗并抑制排放恶化。

[0075] 此外，由于供给至内燃机100的冷却水的温度T3升高，使得难以进一步接收由冷却水经其流过的内燃机100所产生的热量，因而内燃机100的暖机性能可进一步提高。

[0076] 接下来对根据第三实施例的介质循环加热设备1-3进行说明。图8是根据第三实施例的介质循环加热设备的示意图。根据第三实施例的介质循环加热设备1-3连接到内燃机100。此外，介质循环加热设备1-3使用变速器循环油(下文中简称为变速器油)作为介质，并且当通过驱动内燃机来致动变速器时，介质循环加热设备1-3润滑从动部件、驱动可运动部件和冷却受热部件。介质循环加热设备1-3使变速器油经变速器油循环路径11循环，变速器油循环路径11是贯穿变速器200的循环油循环路径。此处，根据第三实施例的介质循环加热设备1-3的大部分基本构造与根据第一实施例的介质循环加热设备1-1的基本构造类似；因此，不再重复对相同部件(图8中的与图1中的标号相同的标号)的说明。

[0077] 介质循环加热设备1-3由变速器油泵10、微气泡发生器4、超声波发生器5、变速器油循环路径11和介质循环控制器7构成。变速器油循环路径11包括形成在内燃机100内的空间和通路，它们与使变速器油泵10、微气泡发生器4、超声波发生器5等相连的变速器油循环通路111至113不同。此处，变速器油流过所述通路。也就是说，变速器油循环路径11包括用于将变速器油供给至变速器200的从动部件的待润滑部分、可运动部件的被驱动部分和受热部件的待冷却部分的通路。此处，113a表示变速器油温度传感器，该变速器油温度传感器是用于检测供给至内燃机100的变速器油的温度并将该温度输出至介质循环控制器7的介质温度检测器。

[0078] 变速器油泵10布置在变速器油循环路径11的中部。变速器油泵10向通过变速器200的变速器油加压，以便经微气泡发生器4和超声波发生器5再次供给至变速器200。当变速器200被致动时，变速器油泵10被致动。也就是说，变速器油泵10由驱动内燃机100所产生的输出来致动。

[0079] 接下来对根据第三实施例的介质循环加热设备1-3的操作进行说明。图9是根据第三实施例的介质循环加热设备的控制流程图。此处，对于根据第三实施例的介质循环加热设备1-3的与根据第一实施例的介质循环加热设备1-1的操作相同的操作不再重复进行说明。由于通过驱动内燃机100而致动变速器200进而致动变速器油泵10，因此变速器油从内燃机100的起动到停机一直经由变速器油循环路径11循环。

[0080] 在作为介质的变速器油通过变速器200的致动而经过变速器200循环时，介质循环控制器7的处理器72的介质温度获取单元74获取变速器油的温度T5(步骤ST301)。具体地，介质温度获取单元74获取经过变速器200循环的变速器油的温度T5。此处，温度T5由变速器油温度传感器113a检测，并且温度T5被输出至介质循环控制器7。

[0081] 然后，处理器72的气泡发生控制器76判定所获取的变速器油的温度T5是否小于或等于预定值T6(ST302)。此处，温度T6是经过变速器200循环的变速器油的粘度高时的温度。也就是说，在所述温度下由于变速器的摩擦难以起动内燃机100。例如，该温度是在内燃机100冷起动时的变速器油的温度。处理器72的介质温度获取单元74重复地获取变速器油的温度T5，直到所获取的变速器油的温度T5变得小于或等于预定值T6。

[0082] 接下来，当处理器72的微气泡发生控制器76判定供给至变速器200的变速器油的温度T5低于或等于预定值T6时，气泡发生控制器76致动微气泡发生器4(步骤ST303)。由于微气泡发生器4被致动，因此产生微气泡M，并且所产生的微气泡M被混入变速器油即介质中(见图2A和2B)。因此，与未混有微气泡M的变速器油相比，混有微气泡M的变速器油的粘度、热导率和热容量可减小。

[0083] 接下来，在微气泡发生器4被致动时，处理器72的超声波发生控制器77致动超声波发生器5(步骤ST304)。超声波发生器5产生超声波E，并且超声波发生器5用超声波E照射混有微气泡M的变速器油(见图3A)。如图3B所示，在用超声波E照射的变速器油中均匀分布的微气泡M通过收缩而变成小的微气泡M’，并且微气泡M由于超声波E而破裂。因此，混有微气泡M的变速器油的温度T5均匀地且瞬间地上升。

[0084] 在变速器油中混有微气泡M的情况下温度T5瞬间上升的变速器油被供给至变速器200。供给到变速器200的变速器油经未示出的通路被供给至变速器200的从动部件的待润滑部分、可运动部件的被驱动部分和受热部件的待冷却部分。供给到这些部分的变速器油的热导率和热容量减小。

[0085] 因此，即使变速器200的温度低并且变速器油的温度低，在变速器200的从动部件被润滑时所产生的摩擦也能被变速器油减小，从而能提高连接到变速器200的内燃机100的起动性能。此外，即使变速器200和变速器油的温度低，介质也很难接收由变速器油经过其循环的变速器200所产生的热量，从而变速器200的温度能容易地升高。因此，能提高变速器200的暖机性能。内燃机100的起动性能和变速器200的暖机性能可如上所述地提高；因此，能改善燃料消耗并抑制排放恶化。

[0086] 在上述第一、第二和第三实施例中，微气泡发生器4可通过在气泡发生器主体41在介质和气体混合之后喷射介质和气体的混合物而产生微气泡M。然后，可将微气泡M混入介质中。

[0087] 此外，在第一、第二和第三实施例中，优选地紧接着起动内燃机100之前开始致动微气泡发生器4和超声波发生器5。结果，当介质开始经过内燃机100或经过变速器200循环时，微气泡M可混入介质中，从而可用超声波E照射混有微气泡的介质。

[0088] 工业适用性

[0089] 如上所述，根据本发明的介质循环加热设备可用于使机油、冷却水和变速器油中的至少一种经过内燃机或经过变速器循环的介质循环加热设备，并且尤其可用于提高内燃机的起动性能和暖机性能。