一种车辆发动机冷启动加热系统

摘要

本发明公开了一种车辆发动机冷启动加热系统，涉及车辆技术领域。所述车辆发动机冷启动加热系统用于加热发动机机油和冷却液，其包括机油循环回路，用于加热所述发动机机油至发动机控制单元的标定最佳温度；冷却液循环回路，用于加热所述发动机的冷却液以缩短车辆暖机时间；和废气循环管路，用于提供热量分别至所述机油循环回路与所述冷却液循环回路以加热所述发动机机油与所述发动机的冷却液。本发明利用发动机高温废气对机油与冷却液进行加热，使其能够快速上升至最佳温度，有效避免了车辆冷启动时由于发动机工作温度低而导致的摩擦损失大的问题，同时也缩短了暖机时间，有效提高了车辆的使用性能。

权利要求

1.一种车辆发动机冷启动加热系统，布置在发动机水套、发动机油道、机油箱、机油泵、机油滤清器、加热/冷却器、排气歧管及废气催化器之间，由发动机控制单元控制，用于加热发动机机油和冷却液，包括：机油循环回路，布置在所述发动机油道、所述机油箱、所述机油泵、所述机油滤清器及所述加热/冷却器之间，用于加热所述发动机机油至所述发动机控制单元的标定最佳温度；

冷却液循环回路，布置在所述发动机水套与所述加热/冷却器之间，用于加热所述发动机的冷却液，以缩短车辆暖机时间；和

废气循环管路，布置在所述加热/冷却器、所述排气歧管及所述废气催化器之间，用于提供热量分别至所述机油循环回路与所述冷却液循环回路以加热所述发动机机油与所述发动机的冷却液；

其中，所述加热/冷却器具有气体通道，所述废气循环管路中设置有空气泵，所述废气循环管路由所述排气歧管经所述废气催化器，再经过所述加热/冷却器至所述空气泵。

2.根据权利要求1所述的车辆发动机冷启动加热系统，其特征在于，所述加热/冷却器具有机油通道，所述机油循环回路由所述机油箱经所述机油泵、所述加热/冷却器的机油通道、所述机油滤清器及所述发动机油道回所述机油箱。

3.根据权利要求2所述的车辆发动机冷启动加热系统，其特征在于，所述加热/冷却器具有冷却液通道，所述冷却液循环回路由所述发动机水套的出液口经所述加热/冷却器的冷却液通道回所述发动机水套。

4.根据权利要求3所述的车辆发动机冷启动加热系统，其特征在于，所述加热/冷却器具有气体通道，所述加热/冷却器与所述废气催化器之间设有空气泵，所述废气循环管路由所述排气歧管经所述加热/冷却器的气体通道至所述废气催化器，所述废气循环管路还包括二次空气喷射管路，所述二次空气喷射管路接入所述空气泵，包括顺次连接的空气过滤器和第一电磁阀。

5.根据权利要求4所述的车辆发动机冷启动加热系统，其特征在于，所述废气循环管路还包括第二电磁阀，所述第二电磁阀设置在所述排气歧管与所述加热/冷却器的气体通道的进口之间，所述发动机控制单元控制所述第一电磁阀和第二电磁阀动作。

6.根据权利要求5所述的车辆发动机冷启动加热系统，其特征在于，还包括机油温度传感器，所述机油温度传感器设置在所述发动机油道中，用于检测所述发动机油道中的机油的温度，所述机油温度传感器配置成当所述发动机控制单元接收到所述机油温度传感器传递过来的温度低于所述发动机控制单元的标定最佳温度时打开所述第二电磁阀，使得高温废气进入所述加热/冷却器，同时打开所述第一电磁阀，使得外界空气经所述二次空气喷射管路进入所述空气泵。

7.根据权利要求6所述的车辆发动机冷启动加热系统，其特征在于，还包括冷却液温度传感器，所述冷却液温度传感器设置在所述发动机水套中，用于检测进入所述发动机水套的冷却液的温度，所述冷却液温度传感器及所述机油温度传感器配置成当所述发动机控制单元接收到所述冷却液温度传感器和机油温度传感器传递过来的温度均高于所述发动机控制单元的标定最佳温度时关闭所述第二电磁阀，停止高温废气进入所述加热/冷却器。

8.根据权利要求7所述的车辆发动机冷启动加热系统，其特征在于，所述加热/冷却器的内部布置为气-冷却液-油-气、气-油-冷却液-气、气-冷却液-油或气-油-冷却液的分层结构。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的车辆发动机冷启动加热系统，其特征在于，所述冷却液循环回路配置成当机油温度高于所述发动机控制单元的标定最佳温度时停止对所述发动机机油加热，关闭所述第二电磁阀，所述冷却液循环回路对所述机油循环回路中的发动机机油进行冷却，以保证所述发动机正常运行。

说明书

一种车辆发动机冷启动加热系统

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种车辆发动机冷启动加热系统。

背景技术

[0002] 目前，在车辆冷启动时，为确保机油泵冷启动的泵吸能力，通常采用低粘度机油或者采用加热机油温度装置对机油进行加热。采用加热机油的方式由于需添加额外的装置而使其应用极少。采用低粘度机油的方式由于冷启动时温度较低，并不能达到有效降低发动机摩擦损失的目的。此外，由于在车辆冷启动时，其水温较低，且温度上升速度慢，需要较长的暖机时间，并且由于发动机在低温条件下工作，同样不能有效降低发动机的摩擦损失。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种车辆发动机冷启动加热系统，其集发动机机油加热/冷却和发动机冷却液加热功能为一体，在车辆冷启动时，能够有效降低发动机的摩擦损失以及缩短车辆暖机时间。

[0004] 特别地，本发明提供了一种车辆发动机冷启动加热系统，布置在发动机水套、发动机油道、机油箱、机油泵、机油滤清器、加热/冷却器、排气歧管及废气催化器之间，由发动机控制单元控制，用于加热发动机机油和冷却液并缩短车辆暖机时间，其包括：

[0005] 机油循环回路，布置在所述发动机油道、所述机油箱、所述机油泵、所述机油滤清器及所述加热/冷却器之间，用于加热所述发动机机油至所述发动机控制单元的标定最佳温度；

[0006] 冷却液循环回路，布置在所述发动机水套与所述加热/冷却器之间，用于加热所述发动机的冷却液，以缩短车辆暖机时间；和

[0007] 废气循环管路，布置在所述加热/冷却器、所述排气歧管及所述废气催化器之间，用于提供热量分别至所述机油循环回路与所述冷却液循环回路以加热所述发动机机油与所述发动机的冷却液。

[0008] 进一步地，所述加热/冷却器具有机油通道，所述机油循环回路由所述机油箱经所述机油泵、所述加热/冷却器的机油通道、所述机油滤清器及所述发动机油道回所述机油箱。

[0009] 进一步地，所述加热/冷却器具有冷却液通道，所述冷却液循环回路由所述发动机水套的出液口经所述加热/冷却器的冷却液通道回所述发动机水套。

[0010] 进一步地，所述加热/冷却器具有气体通道，所述加热/冷却器与所述废气催化器之间设有空气泵，所述废气循环管路由所述排气歧管经所述加热/冷却器的气体通道至所述废气催化器，所述废气循环管路还包括二次空气喷射管路，所述二次空气喷射管路接入所述空气泵，包括顺次连接的空气过滤器和第一电磁阀。

[0011] 进一步地，所述加热/冷却器具有气体通道，所述废气循环管路中设置有空气泵，所述废气循环管路由所述排气歧管经所述废气催化器，再经过所述加热/冷却器至所述空气泵。

[0012] 进一步地，所述废气循环管路还包括第二电磁阀，所述第二电磁阀设置在所述排气歧管与所述加热/冷却器的气体通道的进口之间，所述发动机控制单元控制所述第一电磁阀和第二电磁阀动作。

[0013] 进一步地，还包括机油温度传感器，所述机油温度传感器设置在所述发动机油道中，用于检测所述发动机油道中的机油的温度，所述机油温度传感器配置成当所述发动机控制单元接收到所述机油温度传感器传递过来的温度低于所述发动机控制单元的标定最佳温度时打开所述第二电磁阀，使得所述高温废气进入所述加热/冷却器，同时打开所述第一电磁阀，使得外界空气经所述二次空气喷射管路进入所述空气泵。

[0014] 进一步地，还包括冷却液温度传感器，所述冷却液温度传感器设置在所述发动机水套中，用于检测进入所述发动机水套的冷却液的温度，所述冷却液温度传感器及所述机油温度传感器配置成当所述发动机控制单元接收到所述冷却液温度传感器和机油温度传感器传递过来的温度均高于所述发动机控制单元的标定最佳温度时关闭所述第二电磁阀，停止高温废气进入所述加热/冷却器。

[0015] 进一步地，所述加热/冷却器的内部布置为气-冷却液-油-气或者气-油-冷却液-气、气-冷却液-油或气-油-冷却液的分层结构。

[0016] 进一步地，所述冷却液循环回路配置成当机油温度高于所述发动机控制单元的标定最佳温度时停止对所述发动机机油加热，关闭所述第二电磁阀，所述冷却液循环回路对所述机油循环回路中的发动机机油进行冷却，以保证所述发动机正常运行。

[0017] 本发明的车辆发动机冷启动加热系统，利用发动机高温废气对发动机机油和冷却液进行加热，集机油加热和冷却液加热功能为一体，使得机油和冷却液的温度能够快速上升至发动机控制单元的标定最佳温度，有效提高发动机的工作效率，且避免了车辆冷启动时由于发动机工作温度低而导致的摩擦损失大的问题，同时也缩短了暖机时间，此外，当机油温度高于所述发动机控制单元的标定最佳温度时，能够及时关闭第二电磁阀并且所述冷却液循环回路能够及时对机油进行冷却，有效提高了车辆的使用性能。

附图说明

[0018] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。附图中：

[0019] 图1是按照本发明一个实施例的车辆发动机冷启动加热系统的结构框图；

[0020] 图2是按照本发明一个实施例的车辆发动机冷启动加热系统的工作原理图；

[0021] 图3是按照本发明另一个实施例的车辆发动机冷启动加热系统的结构框图；

[0022] 图4是按照本发明一个实施例的加热/冷却器的结构原理图；

[0023] 图5是按照本发明另一个实施例的加热/冷却器的结构原理图；

[0024] 图6是按照本发明另一个实施例的加热/冷却器的结构原理图；

[0025] 图7是按照本发明另一个实施例的加热/冷却器的结构原理图。

具体实施方式

[0026] 图1是按照本发明一个实施例的车辆发动机冷启动加热系统的结构框图，图2是按照本发明一个实施例的车辆发动机冷启动加热系统的工作原理图。参见图1，还可以参见图2，本实施例以图1为主加以说明，一种车辆发动机冷启动加热系统，布置在发动机水套8、发动机油道7、机油箱4、机油泵5、机油滤清器6、加热/冷却器1、排气歧管3及废气催化器10之间，由发动机控制单元9控制，用于加热发动机机油和冷却液，其一般性地可以包括机油循环回路100、冷却液循环回路200和废气循环管路300，所述机油循环回路100布置在所述发动机油道7、所述机油箱4、所述机油泵5、所述机油滤清器6及所述加热/冷却器1之间，用于加热所述发动机机油至所述发动机控制单元的标定最佳温度；所述冷却液循环回路200布置在所述发动机水套8与所述加热/冷却器1之间，用于加热所述发动机的冷却液，以缩短车辆暖机时间；所述废气循环管路300布置在所述加热/冷却器1、所述排气歧管3及所述废气催化器10之间，用于提供热量分别至所述机油循环回路与所述冷却液循环回路以加热所述发动机机油与所述发动机的冷却液。在这里，所述发动机控制单元的标定最佳温度可以为
90°。

[0027] 本发明通过利用发动机高温废气对发动机机油和冷却液进行加热，集机油加热和冷却液加热功能为一体，使得机油和冷却液的温度能够快速上升至发动机控制单元的标定最佳温度，有效提高发动机的工作效率，且避免了车辆冷启动时由于发动机工作温度低而导致的摩擦损失大的问题，同时也缩短了暖机时间，有效提高了车辆的使用性能。

[0028] 具体的，在本发明一个实施例中，所述加热/冷却器1可以具有机油通道，所述机油循环回路100由所述机油箱4经所述机油泵5、所述加热/冷却器1的机油通道、所述机油滤清器6及所述发动机油道7回所述机油箱4。

[0029] 同理，所述加热/冷却器1可以具有冷却液通道，所述冷却液循环回路200由所述发动机水套8的出液口经所述加热/冷却器的冷却液通道回所述发动机水套8。在这里，冷却液为本领域技术人员所熟知的物质，在此不再赘述。

[0030] 进一步地，所述加热/冷却器1可以具有气体通道，所述加热/冷却器1与所述废气催化器10之间设有空气泵11，所述废气循环管路300由所述排气歧管3经所述加热/冷却器1的气体通道至所述废气催化器10，空气泵11的设置，有利于将加热/冷却器1内部的废气抽出至所述废气催化器10，有利于废气的顺利循环。同时，所述废气循环管路300还包括二次空气喷射管路，所述二次空气喷射管路接入所述空气泵11，包括顺次连接的空气过滤器15和第一电磁阀14，二次空气喷射管路的增加，有利于加速废气催化器10的起燃，以达到降低油耗，降低污染物排放的目的。

[0031] 当然，在本发明另一个实施例中，图3是按照本发明另一个实施例的车辆发动机冷启动加热系统的结构框图，如图3所示，所述加热/冷却器1可以具有气体通道，所述废气循环管路中300设置有空气泵11，所述废气循环管路300由所述排气歧管3经所述废气催化器10，再经过所述加热/冷却器1至所述空气泵11。这样的设置，在不影响加热机油和冷却液的前提下，所述废气催化器10还能够在有限的车辆空间中布置下去，在一定程度上提高车辆的品质。

[0032] 为能够实时控制发动机高温尾气进入加热/冷却器1以加热发动机机油与冷却液，所述废气循环管路300还可以包括第二电磁阀2，所述第二电磁阀2设置在所述排气歧管3与所述加热/冷却器1的气体通道的进口之间，所述发动机控制单元9控制所述第一电磁阀14和第二电磁阀2动作。

[0033] 同时，所述发动机冷启动加热系统还可以包括机油温度传感器13，所述机油温度传感器13设置在所述发动机油道7中，用于检测所述发动机油道7中的机油的温度，所述机油温度传感器13配置成当所述发动机控制单元9接收到所述机油温度传感器13传递过来的温度低于所述发动机控制单元9的标定最佳温度时打开所述第二电磁阀，使得所述高温废气进入所述加热/冷却器1，同时打开所述第一电磁阀14，使得外界空气经所述二次空气喷射管路进入所述空气泵11。

[0034] 需要理解的是，由于二次空气喷射时间较短，具体的可以为10s，而机油和冷却液加热的时间却很长，远远大于10s，所以当第一电磁阀14打开10s后，所述发动机控制单元9就会控制所述第一电磁阀14关闭，而第二电磁阀2在10s后保持开启，直至所述机油温度达到所述发动机控制单元9的标定最佳温度。

[0035] 同理，所述发动机冷启动加热系统还可以包括冷却液温度传感器12，所述冷却液温度传感器12设置在所述发动机水套8中，用于检测进入所述发动机水套8的冷却液的温度，所述冷却液温度传感器12及所述机油温度传感器13配置成当所述发动机控制单元9接收到所述冷却液温度传感器12和机油温度传感器13传递过来的温度均高于所述发动机控制单元9的标定最佳温度时关闭所述第二电磁阀2，停止高温废气进入所述加热/冷却器1。

[0036] 进一步地，为了更有利地在加热/冷却器1内给所述发动机机油和发动机冷却液加热，图4是按照本发明一个实施例的加热/冷却器的结构原理图，如图4所示，所述加热/冷却器1的内部布置为气-冷却液-油-气分层结构，该分层结构的加热方式为机油和冷却液的逐层加热方式，具体的，所述加热/冷却器1分为外部结构10和内部结构20，在加热/冷却器1的外部结构10一侧设置废气进口101、冷却液进口102和机油进口103，相应的，在对面侧设置冷却液出口104、机油出口105和废气出口106，流体经所述进口进入所述内部结构20以加热冷却液与机油后从所述出口流出。

[0037] 同理，图5是按照本发明另一个实施例的加热/冷却器的结构原理图，如图5所示，所述加热/冷却器1的内部布置为气-油-冷却液-气的分层结构，该分层结构的加热方式为机油和冷却液的逐层加热方式，具体的，所述加热/冷却器1分为外部结构10和内部结构20，在加热/冷却器1的外部结构10一侧设置废气进口101、机油进口102和冷却液进口103，相应的，在对面侧设置机油出口104、冷却液出口105和废气出口106，流体经所述进口进入所述内部结构20以加热冷却液与机油后从所述出口流出。

[0038] 如此，便可以使发动机机油或冷却液与高温废气充分地接触，有利于发动机机油或者冷却液温度的快速上升，同时也充分利用了热能，有效节省了能量，经济环保。

[0039] 当然，在其他实施例中，图6是按照本发明一个实施例的加热/冷却器的结构原理图，如图6所示，所述加热/冷却器1的内部布置可以为气-冷却液-油的分层结构，该分层结构的加热方式为机油和冷却液的间隔分层加热，具体的，所述加热/冷却器1分为外部结构10和内部结构20，在加热/冷却器1的外部结构10一侧设置废气进口101、冷却液进口102和机油进口103，相应的，在对面侧设置冷却液出口104、机油出口105和废气出口106，流体经所述进口进入所述内部结构20以加热冷却液与机油后从所述出口流出。图7是按照本发明一个实施例的加热/冷却器的结构原理图，如图7所示，所述加热/冷却器1的内部布置可以为气-油-冷却液的分层结构，该分层结构的加热方式为机油和冷却液的间隔分层加热，具体的，所述加热/冷却器1分为外部结构10和内部结构20，在加热/冷却器1的外部结构10一侧设置废气进口101、机油进口102和冷却液进口103，相应的，在对面侧设置机油出口104、冷却液出口105和废气出口106，流体经所述进口进入所述内部结构20以加热冷却液与机油后从所述出口流出。

[0040] 此外，所述冷却液循环回路200还可以配置成当机油温度高于所述发动机控制单元9的标定最佳温度时停止对所述发动机机油加热，关闭所述第二电磁阀2，所述冷却液循环回路200对所述机油循环回路100中的发动机机油进行冷却，以保证所述发动机正常运行，同时也减小冷却系统的负担，例如避免散热风扇一直处于高速运转，以提高风扇电机的可靠性。

[0041] 同时需要说明的是，机油循环回路100中的机油是全时全量经过加热/冷却器1，冷却液是全时分量循环，发动机高温废气是适时分量循环(其可通过发动机控制单元9控制第二电磁阀2进行控制)，以达到车辆冷启动时使机油和冷却液快速升温的目的，同时也可以达到利用冷却液对机油进行冷却以保证发动机正常运行的目的。

[0042] 至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。