CN116357443A - 一种汽车热管理系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车热管理系统及汽车，包括形成第一循环水路的水泵、发动机组件和冷却组件，所述水泵与蓄水瓶连通，所述发动机组件包括缸盖水套和缸体水套，所述缸盖水套的进水口和缸体水套的进水口均与水泵连通，所述缸盖水套的出水口与冷却组件连通，所述冷却组件包括并联布置的机油冷却器和变速器油冷器，所述发动机组件与变速器油冷器之间设有第一调温器，所述第一调温器与变速器油冷器串联并与机油冷却器并联，所述缸体水套与冷却组件之间设有第二调温器，所述第二调温器与缸体水套串联并与缸盖水套并联，所述缸体水套与缸盖水套连通。本发明在短时间将机油内部的汽油蒸发掉，减少机油稀释或机油乳化的程度。

Description

一种汽车热管理系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及发动机技术。

背景技术

日益严峻的能源枯竭及环境污染问题导致各国政府出台了越来越严格的汽车排放及油耗法规,缸内直喷发动机及自动变速器被广泛采用。缸内直喷技术能够提升发动机热效率、提高燃油经济性、瞬态响应更好、提高各缸均匀性。缺点就是更容易产生机油稀释及机油乳化问题。发动机机油作用是减轻发动机内部精密零部件的磨损，降低发动机内部缸体温度，机油可以吸附在零部件表面防止水、空气、酸性物质及有害气体与零件接触，起到防锈防蚀作用，还可以起到清洁和减震缓冲的作用。机油乳化或是被稀释后，作用会降低或是作用失效。更换机油增加消费者的使用成本，如果不及时更换，导致发动机寿命降低。机油乳化和机油稀释问题多发生在寒冷冬季，为解决此问题，需要快速提升发动机温度，促使在短时间将机油内部的汽油蒸发掉。

现有技术如图1所示，水循环只有小循环和大循环回路，大循环布置有调温器，小循环未布置调温器，因此通过水泵泵入缸体水套的冷却液，在任何发动机水温条件下均要经过机油冷却器和变速器冷却器进行冷却，导致在气温较低环境下启动汽车时，发动机温度提升较慢，促使在短时间蒸发机油内部的汽油较困难，容易形成机油乳化和机油稀释问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种汽车热管理系统，以解决现有技术容易形成机油乳化和机油稀释的问题；目的之二在于提供一种汽车。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种汽车热管理系统，包括形成第一循环水路的水泵、发动机组件和冷却组件，所述水泵与蓄水瓶连通，所述发动机组件包括缸盖水套和缸体水套，所述缸盖水套的进水口和缸体水套的进水口均与水泵连通，所述缸盖水套的出水口与冷却组件连通，所述冷却组件包括并联布置的机油冷却器和变速器油冷器，所述发动机组件与变速器油冷器之间设有第一调温器，所述第一调温器与变速器油冷器串联并与机油冷却器并联，所述缸体水套与冷却组件之间设有第二调温器，所述第二调温器与缸体水套串联并与缸盖水套并联，所述缸体水套与缸盖水套连通，当发动机内的冷却水温达到第一温度时，所述第一调温器开启，反之则关闭，当发动机内的冷却水温达到第二温度时，所述第二调温器开启，反之则关闭，所述第二温度大于第一温度。

根据上述技术手段，当发动机水温小于第一温度时，即发动机处于开启状态至启动后发动机水温接近第一温度的状态，此时由于第一调温器关闭，导致只有少量冷却水经过缸体水套，发动机可快速升温，促使在短时间将机油内部的汽油蒸发掉，减小或者减弱发生在冬季的机油乳化和机油稀释问题，当发动机水温位于第一温度和第二温度之间时，第一调温器开启，第二调温器关闭，缸体水套与冷却组件依旧不连通，发动机继续升温，进而继续蒸发机油内部的汽油，同时满足发动机机油和变速器油的加热或是冷却作用；当发动机水温大于第二温度时，此时发动机内温度较高，缸体水套与冷却组件连通，起到迅速散热的作用。

进一步，所述水泵、发动机组件、第三调温器和散热器组成第二循环水路，发动机实际水温与发动机目标水温的差值大于0时，所述第三调温器开启。

进一步，所述发动机实际水温与发动机目标水温的水温差值逐渐增大时，所述第三调温器的开度逐渐增大。

进一步，所述第三调温器的开度根据所述水温差值和整车温度限值所得到。

进一步，所述发动机目标水温根据发动机转速、进气温度和车速和车速所确定。

进一步，所述冷却组件还包括与变速器油冷器串联的暖通芯体，所述暖通芯体与机油冷却器并联。

进一步，所述蓄水瓶与散热器之间设有第一气路，使得所述散热器内的气体能够通过第一气路进入蓄水瓶中。

进一步，所述第一调温器、第二调温器和第三调温器均固定在调温器座上，所述发动机组件能够通过调温器座与机油冷却器、暖通芯体和散热器连通，所述调温器座与蓄水瓶之间设有第二气路，使得经过所述调温器座的流体中的气体能够通过第二气路进入蓄水瓶中。

进一步，所述缸盖水套与第二气路连通。

一种汽车，包括上述的系统。

本发明的有益效果：

本发明提出了通过设置第一调温器和第二调温器，并通过发动机水温来控制两者的开启或者关闭，实现在发动机启动后的低温状态下，发动机可快速升温，从而快速提升发动机温度，促使在短时间将机油内部的汽油蒸发掉，减少机油稀释或机油乳化的程度。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图，粗实线代表水路，细点划线代表气路；

图3为发动机水温未达到第一温度时的水循环工作示意图；

图4为发动机水温达到第一温度时，未达到第二温度时的水循环工作示意图；

图5为发动机水温达到第二温度时的水循环工作示意图；

图6为第三调温器的开度控制示意图。

其中，1-蓄水瓶；2-发动机组件；21-缸盖水套；22-缸体水套；3-冷却组件；31-机油冷却器；32-变速器油冷器；33-暖通芯体；4-水泵；5-第二调温器；6-调温器座；7-第一调温器；8-第三调温器；9-散热器；10-节流阀；11-第一气路；12-第二气路。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本发明技术方案的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例提出了一种汽车热管理系统，如图2所示，包括第一循环水路和第二循环水路，第一循环水路由水泵4、发动机组件2和冷却组件3组成，第二循环水路由水泵4、发动机组件2、第三调温器8和散热器9组成。

蓄水瓶1作用是给系统补液及系统保压，水泵2作用是冷却液流动提供动力。调温器座6是用来装配固定第一调温器7、第二调温器5和第三调温器8，其内部设有水道和气道，具有连通水道和气道的作用。第一调温器7、第二调温器5是机械式，水温到一定温度，调温器开启，水循环通道打开，第三调温器8是电子式，可以控制水循环通道开启大小，控制水流量。

发动机组件2包括缸盖水套21和缸体水套22，缸盖水套21的入水口和缸体水套22的入水口均与水泵4连通，缸盖水套21的出水口和缸体水套22的出水口均与冷却组件3相连通，冷却组件3包括机油冷却器31、变速器油冷器32和暖通芯体33，变速器油冷器32与暖通芯体33串联后与机油冷却器31并联。

本实施例中，在发动机组件2与变速器油冷器32之间设有第一调温器7，当发动机内的冷却水温度达到第一温度时，第一调温器7启动，使得发动机组件2与变速器油冷器32之间连通，未达到第一温度时，第一调温器7不启动，发动机组件2与变速器油冷器32之间不连通。

在缸体水套22与冷却组件3之间设置第二调温器5，第二调温器5与缸体水套22串联，并与缸盖水套21并联，当发动机内的冷却水温达到第二温度时，第二调温器5开启，使得缸体水套22与冷却组件3连通，反之，若未达到第二温度，则缸体水套22与冷却组件3不连通，第二温度大于第一温度。

因此，在冬季或者气温较低时，若发动机刚启动，即发动机的冷却液温度未达到第一温度时，第一调温器7和第二调温器5均不启动；发动机的冷却液温度大于等于第一温度且小于第二温度时，第一调温器7启动，第二调温器5不启动；即发动机的冷却液温度大于等于第二温度时，第一调温器7和第二调温器5均启动。本实施例中的第一温度和第二温度分别为50℃和100℃。

在冬季或者气温较低时，发动机刚启动时，冷却液的流通方式如图3所示，冷却液从蓄水瓶1流出后进入水泵4中，然后流经水泵4、缸盖水套21、机油冷却器31，此循环仅有少量的水流量从缸体水套4流动至缸盖水套21，缸体水套22内部水流量低，便于发动机缸体内部快速升温。

当发动机冷却液的温度达到50℃时，冷却液的流动方式如图4所示，冷却液流经缸盖水套21、机油冷却器31、暖风芯体33、变速器油冷器32，系统满足发动机机油和变速器油的加热或是冷却作用，同时在满足成员舱的采暖需求，同时存在少量的冷却液从缸体水套22流动至缸盖水套21，缸体水套22内部水流量低，便于发动机缸体继续升温。

发动机冷却水温升高至100℃，参考图4，机油内部的汽油蒸发完全，冷却液从蓄水瓶1流出后，流经缸盖水套21、缸体水套22、机油冷却器31、变速器油冷器32、暖通芯体33，缸体水套4冷却液流量增加，便于冷却，系统实现一个完整发动机循环回路运行。

系统还包括第一气路11和第二气路12，第一气路11设置在蓄水瓶4与散热器9之间，第一气路11的进口与散热器9连通，出口与蓄水瓶4连通，当经过第三调温器8的冷却水经过散热器9时，在冷却液加注或是水温高情况下，装置中会有存留气体，气路可以更好的将气体从循环回路中分离出来这部分气体通过第一气路11进入蓄水瓶。在第一气路11上设置节流阀10，通过调节节流阀10的开度，能够将第一气路11中少量的水与气分离，使得气进入蓄水瓶1后可以及时排出。

第二气路12的进口与调温器座6连通，出口与蓄水瓶1连通，使得经过调温器座6的冷却水的气体能够流入蓄水瓶1中，并及时排出，同时，缸盖水套21与第二气路12连通，使得缸盖水套21的气体也可以及时排入蓄水瓶1中。

参考图5调温器13的控制图，通过发动机转速、发动机负荷、进气温度和车速确定整车运行状态下发动机目标水温，发动机目标水温和发动机实际水温计算得到发动机水温差值，根据发动机水温差值和整车温度限值得到第三调温器8的开度，开度不同，通过散热器9的水流量不同，散热量也不同。比如，整车车速是100km/h,发动机转速3200转，发动机负荷80％，进气温度45℃，通过表一可以查的目标水温105℃，通过表二可以查的目标水温104.3℃，表二可以查的目标水温105℃，三个表中值取小，此时发动机目标水温24为104.3℃，实际水温25与发动机目标水温24大于0时，调温器13开始开启，根据水温差值26大小，调温器13开始幅度逐渐增大。从而实现水量的增加，加速散热。温度限值27可以根据其他部件温度限值，比如：自动变速器油温，发动机机油温度等限值要求来判断调节调温器13的开度。

备注：表一、表二、表三数值，可以根据不同发动机特性进行标定。调温器5、调温器10为机械调温器，即固定温度开启，后续可以布局成电子节温器，进行实时控制，水泵2为机械传动，仅受发动机转速影响，后续根据项目需要，可以更换为电子水泵，进行流量实时控制。

表一

表二

表三

本实施例还提出了一种汽车，配置有上述系统。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车热管理系统，包括形成第一循环水路的水泵（4）、发动机组件（2）和冷却组件（3），所述水泵（4）与蓄水瓶（1）连通，所述发动机组件（2）包括缸盖水套（21）和缸体水套（22），所述缸盖水套（21）的进水口和缸体水套（22）的进水口均与水泵（4）连通，所述缸盖水套（21）的出水口与冷却组件（3）连通，所述冷却组件（3）包括并联布置的机油冷却器（31）和变速器油冷器（32），其特征在于：所述发动机组件（2）与变速器油冷器（32）之间设有第一调温器（7），所述第一调温器（7）与变速器油冷器（32）串联并与机油冷却器（31）并联，所述缸体水套（22）与冷却组件（3）之间设有第二调温器（5），所述第二调温器（5）与缸体水套（22）串联并与缸盖水套（21）并联，所述缸体水套（22）与缸盖水套（21）连通，当发动机内的冷却水温达到第一温度时，所述第一调温器（7）开启，反之则关闭，当发动机内的冷却水温达到第二温度时，所述第二调温器（5）开启，反之则关闭，所述第二温度大于第一温度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述水泵（4）、发动机组件（2）、第三调温器（8）和散热器（9）组成第二循环水路，发动机实际水温与发动机目标水温的差值大于0时，所述第三调温器（8）开启。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述发动机实际水温与发动机目标水温的水温差值逐渐增大时，所述第三调温器（8）的开度逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述第三调温器（8）的开度根据所述水温差值和整车温度限值所得到。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述发动机目标水温根据发动机转速、进气温度和车速和车速所确定。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述冷却组件（3）还包括与变速器油冷器（32）串联的暖通芯体（33）。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述蓄水瓶（1）与散热器（9）之间设有第一气路（11），使得所述散热器（9）内的气体能够通过第一气路（11）进入蓄水瓶（1）中。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述第一调温器（7）、第二调温器（5）和第三调温器（8）均固定在调温器座（6）上，所述发动机组件（2）能够通过调温器座（6）与机油冷却器（31）、暖通芯体（33）和散热器（9）连通，所述调温器座（6）与蓄水瓶（1）之间设有第二气路（12），使得经过所述调温器座（6）的流体中的气体能够通过第二气路（12）进入蓄水瓶（1）中。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述缸盖水套（21）与第二气路（12）连通。

10.一种汽车，其特征在于：包括权利要求1-9任一所述的系统。

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