CN220336970U - 进气热管理系统、增压发动机以及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种进气热管理系统，一种增压发动机以及一种车辆，所述进气热管理系统用于增压发动机的进气热管理，所述进气热管理系统用于增压发动机的进气热管理，进气热管理系统包括：增压空气循环回路，包括通过管路依次连通的增压器的废气出口、第一中冷器组和发动机机体的进气口；增压空气循环回路还包括第一管路和第一控制阀，第一管路与第一中冷器组并联设置，并连接于增压器的废气出口与发动机机体的进气口之间，第一控制阀用于控制所述第一管路的通断。本实用新型的进气热管理系统，既能够对压器压缩后的空气进行冷却，还能防止对进入机体的气体过度冷却，通过高效的控制进气温度，将进气温度始终控制在合理区间内。

Description

进气热管理系统、增压发动机以及车辆

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体地，涉及一种进气热管理系统，一种增压发动机，还涉及一种车辆。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

增压发动机通过压缩空气来增加发动机的进气量，而压缩空气经常存在进气温度较高的问题，影响增压发动机的进气效果。因此，需要增压发动机对空气压缩后进行冷却，以降低压缩后的空气过高的温度，但是，当外界的环境温度较低时，会使进气温度本身较低，较低的进气温度会对增压发动机产生以下影响：过度冷却的进气会导致发动机排温偏低，DPF(柴油颗粒过滤器)被动再生能力降低，进而导致积碳周期过短。

因此，现有的增压发动机存在对进气温度不容易管理的技术问题，尤其是增压发动机处于不同的使用环境时，既需要对增压发动机的进气冷却，还需要对增压发动机的进气进行加热，才能使进气温度处于合理的温度区间。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决现有的增压发动机存在对进气温度不容易管理的技术问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的第一方面提供了一种进气热管理系统，所述进气热管理系统用于增压发动机的进气热管理，所述进气热管理系统包括：

增压空气循环回路，包括通过管路依次连通的增压器的废气出口、第一中冷器组和发动机机体的进气口；

所述增压空气循环回路还包括第一管路和第一控制阀，所述第一管路与所述第一中冷器组并联设置，并连接于所述增压器的废气出口与所述发动机机体的进气口之间，第一控制阀用于控制所述第一管路的通断。

本实用新型的进气热管理系统，既能够对进入机体的气体进行冷却，还能够防止对进入机体的气体过度冷却；当需要对增压器压缩后的空气进行冷却时，将第一阀门关闭，使增压器压缩后的空气通过第一中冷器组冷却，从而进气温度处于合理温度区间；当进入机体的气体温度较低时，可以通过打开第一控制阀，使增压器压缩后的部分空气通过第一管路直接与发动机机体进气口相连通，也就是，增压器压缩后的部分空气不经过第一中冷器组冷却，从而可以防止第一中冷器组换热量过大或较低的环境温度影响到进气温度，因此，本实用新型的进气热管理系统能够高效的控制进气温度，将进气温度始终控制在合理区间内。

另外，根据本实用新型实施例的进气热管理系统，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的进气热管理系统的一些实施方式中，所述进气热管理系统包括多个所述第一中冷器组，多个所述第一中冷器组并联设置，

并且，每个所述第一中冷器组包括一个第一中冷器和一个第二控制阀，所述第一中冷器和所述第二控制阀串联设置。

在本实用新型的进气热管理系统的一些实施方式中，所述进气热管理系统还包括辅助换热组件，所述辅助换热组件的进气口与所述第一中冷器组的出气口相连通，所述辅助换热组件的出气口与所述发动机机体的进气口相连通。

在本实用新型的进气热管理系统的一些实施方式中，所述辅助换热组件至少设置一个第二中冷器组，所述第二中冷器组的进气口与所述第一中冷器组的出气口相连通，所述第二中冷器组的出气口与所述发动机机体的进气口相连通。

在本实用新型的进气热管理系统的一些实施方式中，每个所述第二中冷器组设置一个第二中冷器和一个第三控制阀，所述第二中冷器与所述第三控制阀串联设置；

所述辅助换热组件还包括第二管路，所述第二管路与所述第二中冷器组并联设置，并连接于所述第一中冷器组的出气口与所述发动机机体的进气口之间。

在本实用新型的进气热管理系统的一些实施方式中，所述第一中冷器组和/或所述第二中冷器组包括空冷式中冷器。

在本实用新型的进气热管理系统的一些实施方式中，所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第三控制阀均用于与所述增压发动机的ECU通信连接。

在本实用新型的进气热管理系统的一些实施方式中，所述进气热管理系统还包括设置在所述发动机机体的进气口的温度传感器，所述温度传感器用于与所述增压发动机的ECU通信连接。

本实用新型的第二方面提供了一种增压发动机，所述增压发动机包括如上任一项所述的进气热管理系统。

本实用新型的第三方面该提供了一种车辆，所述车辆包括如上所述的增压发动机，所述第一中冷器组安装于所述车辆的驾驶室顶部，且位于迎风面一侧。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型的一些实施例的进气热管理系统的结构示意图；

图2为本实用新型的一些实施例的进气热管理系统的结构示意图；

图3为本实用新型的一些实施例的进气热管理系统的结构示意图；

图4为本实用新型的一些实施例的进气热管理系统的结构示意图。

其中，附图标记如下：

100、增压空气循环回路；110、第一管路；120、第一控制阀；130、第一中冷器组；131、第一中冷器；132、第二控制阀；140、第二中冷器组；141、第二中冷器；142、第三控制阀；150、第二管路；160、温度传感器；170、增压器；180、发动机；190、风扇。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”和“第三”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“上”、“内”、“靠近”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应的进行解释。

图1为本实用新型的一些实施例的进气热管理系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型的进气热管理系统，用于增压发动机180的进气热管理，进气热管理系统包括增压空气循环回路100和第一管路110，发动机180的增压器170的废气出口、第一中冷器组130和发动机180机体的进气口通过管路相连通，形成增压空气循环回路100，增压空气回路中还设置有第一管路110，第一管路110与第一中冷器组130并联设置，第一管路110通过设置第一控制阀120来控制第一管路110的通断，通常情况下，第一控制阀120处于关闭状态，第一管路110处于断开状态。

在正常行车工况下，即常用工况下，发动机180的增压器170压缩后的气体通过第一中冷器组130可以被降低至发动机180允许的进气温度区间，因此，在进气温度没有达到高温极限的工况下，通过如图1所示的增压空气循环回路100即可满足增压发动机180的冷却需求。

其中，增压空气循环回路100中至少设置一个第一中冷器组130，当设置多个第一中冷器组130时，多个第一中冷器组130件并联设置，在增压空气循环回路100中，通过多个第一中冷器组130对压缩气体进行冷却，可以使达到较好的冷却效果。

其中每个第一中冷器组130可以设置一个第一中冷器131和第二控制阀132，第一中冷器131和第二控制阀132并联设置，尤其是，当在增压空气循环回路100中设置多个并联设置的第一中冷器组130时，可以通过控制不同第二控制阀132的通断，进而选择启动一个还是多个第一中冷器131。

在本实用新型的进气热管理系统的一实施例中，在发动机180机体的进气口设置温度传感器160，温度传感器160与发动机180的ECU电连接，发动机180的ECU还与如上所述的第二控制阀132电连接，发动机180的ECU根据温度传感器160获取发动机180机体进气口的进气温度，将进气温度值与预设的发动机180的进气温度区间相比较，进而判断需要将一个或者多个第二控制阀132启动，从而可以在增压空气循环回路100中启动一个第一中冷器131，或者启动多个第一中冷器131。设置多个第一中冷器131的好处是，可以将单个第一中冷器131的功率设置在一定区间内，而不是将第一中冷器131的功率设置为满足极限情况下的冷却需求，过高的中冷器的功率，会导致无法高效的进气热管理，并且，第一中冷器131内部自身结构属性增大了进气流阻，不利于增压器170泵气效率的提高和发动机180充气效率的提高。

在本实用新型的进气热管理系统中，设置第一管路110，并且通过第一控制阀120控制第一管路110的通断，可以达到的技术效果是，当增压发动机180处于冬季或是高寒地区环境下行车时，为避免第一中冷器131的换热量过大导致进气温度过低的情况，此时，将增压空气循环回路100的第一控制阀120由关闭状态调整到打开状态，第一管道导通，从而压缩后的空气可以直接通向发动机180机体的进气口，从而可以使未被冷却的压缩空气直接进入发动机180的进气口，提高了保证合理的进气温度。

在本实用新型的热进气管理系统的一实施例中，第一控制阀120与发动机180的ECU电连接，发动机180的ECU根据获取的发动机180的进气口温度，并结合预设的工作程序，判断是否启动将第一控制阀120打开。

根据本实用新型提供的进气热管理系统，在正常工况下，增压发动机180的第一控制阀120处于关闭状态，第一管路110处于断开状态，增压器170排出的压缩空气通过第一中冷器组130进行冷却后，进入发动机180的进气口；发动机180进气口设置的温度传感器160，将采集的进气温度值传输给发动机180的ECU，发动机180的ECU根据预设程序的进气温度区间与实时采集的进气温度值相比较，判断在增压空气循环回路100需要启动几个第一中冷器131，并且通过第二控制阀132的通断进一步控制是否启动第一中冷器131，当需要多个第一中冷器131对压缩空气进行冷却时，可以开启多个第二控制阀132，从而多个第一中冷器131同时冷却压缩空气，使压缩空气处在发动机180进气温度的合理区间；当发动机180处于寒冷环境下，即环境中的空气温度远远低于发动机180的进气温度时，发动机180的ECU可以将温度传感器160实时采集的进气温度值，与ECU预设程序中的进气温度区间相比较，仅开启一个第二控制阀132或者将第二控制阀132均关闭，并且打开第一管路110上的第一控制阀120，压缩后的空气直接与发动机180的进气口相连通，从而防止发动机180的进气温度低于额定的进气温度区间。

本实用新型的进气热管理系统一实施例中，还设置辅助换热组件，辅助换热组件与第一中冷器组130串联设置，辅助换热组件的进气口与第一中冷器组130的出气口相连通，辅助换热组件的出气口与发动机180机体的进气口相连通，其中，在辅助换热组件中可以设置第二中冷器141中。

图3为本实用新型的第三实施例的进气热管理系统的结构示意图，如图3所示，在进气热管理系统中，辅助换热组件至少一个第二中冷器组140，第二中冷器组140的进气口与第一中冷器组130的出气口相连通，第二中冷器组140的出气口与发动机180机体的进气口相连通。

本实施例中的进气热管理系统，可以通过启动第二中冷器组140对压缩后的空气进行冷却，还可以对第一中冷器组130冷却后的压缩空气进行冷却，因此，本实施例的进气热管理系统适用于增压发动机180处于高温极限工况的环境，通过第一中冷器组130和第二中冷器组140对压缩空气进行冷却，使发动机180机体的进气温度处于合理区间。

其中，为了便于对进气热管理更加高效，可以使第一中冷器组130和第二中冷器组的功率设置为不同的功率值，尤其是，将第二中冷器组140的功率设置为大于第一中冷器组130的功率时，可以使发动机180处于较高的温度环境运转时，进气仍能够保持在合理区间。

需要说明的是，虽然在进气热管理系统可以设置多个第一中冷器组130，可以对压缩空气进行冷却，但是在本实施例中，设置第二中冷器组140的意义在于，可以将第一中冷器组130作为对压缩气体的第一级冷却，将第二中冷器组140作为对压缩气体的第二级冷却，尤其是，在第二中冷器组140的功率大于第一中冷器组130的功率时，可以使增压发动机180，在正常工况下，仅启动第一中冷器组130对压缩进气冷却，当发动机180的周围环境发生变化且处于高温工况时，再启动第二中冷器组140，与第一中冷器组130共同对压缩空气进行冷却，因此，本实施例中的进气热管理系统，能够更高效的控制压缩空气的温度，增压发动机180能够适应不同的环境和不同的负载。

需要理解的是，辅助换热组件中，还可以设置加热组件，当增压发动机180处于极寒环境下时，发动机180启动过程中，过低的进气温度不利于发动机180的启动，还可能影响到发动机180在额定功率下的良好运转，因此，通过辅助换热组件中的加热组件对进气空气加热，使进气温度处于合理温度区间，从而发动机180可以正常启动，合理的进气温度可以使增压发动机180快速稳定在一定转速范围，稳定的输出功率。

结合图3，本实施例中的进气热管理系统的第二中冷器组140包括第二中冷器141和第三控制阀142，第二中冷器141和第三控制阀142串联设置，第二中冷器141的进气口与第一中冷器131的进气口相连通，第三控制阀142的出气口与发动机180机体的进气口相连通，第三控制阀142用于控制第二中冷器141的启动或停止。

其中，辅助换热组件还包括第二管路150，第二管路150与第二中冷器组140并联设置，也就是，第二管路150的一端与第二中冷器141的进气口相连通，第二管路150的另一端与第三控制阀142的出气口相连通，设置第二管路150的好处是，当需要第二中冷器141对压缩空气冷却时，可以打开第三控制阀142，压缩空气通过第二中冷器141进行冷却；当外界环境温度较低，不需要第二中冷器141进行冷却时，可以关闭第三控制阀142，压缩空气通过第二管路150与发动机180机体的进气口相连通。

如图3所示，第三控制阀142还可以与发动机180的ECU通信连接，发动机180的ECU将温度传感器160采集的进气口的温度值，与预设程序中的进气温度值或进气温度区间相比较，判断是否打开第二控制阀132，通过第二中冷器141对压缩空气进行冷却。

在本实用新型的一实施例中，在进气热管理系统的增压空气循环回路100中，设置多个第二中冷器组140，多个第二中冷器组140并联设置，并且，多个第二中冷器组140的进气口均与第一中冷器131的出气口相连通，多个第二中冷器141的出气口均与发动机180机体的进气口相连通，每个第二中冷器组140至少设置一个第二中冷器141和第三控制阀142，第二中冷器141与第三控制阀142串联设置，从而可以在高温工况下，对增压发动机180的压缩空气的冷却功率进行控制，根据需求增加或者减少。

需要说明的是，第二中冷器组140和第一中冷器组130可以配合冷却压缩气体，以实现对进气温度的合理控制，比如，将一个第一中冷器组130和一个第二中冷器组140进行配合冷却压缩空气，如图3所示；还可以将两个第二中冷器组140与两个第二中冷器组140配合冷却压缩空气，如图4所示；根据外部环境的需要，调整对压缩空气的冷却功率，可以使压缩空气始终处于合理区间，并且防止对压缩空气的过度冷却。

还可以将第一中冷器组130的冷却功率与第二中冷器组140的冷却功率设置为相同或者不同，当第一中冷器组130的冷却功率与第二中冷器组140的冷却功率设置为相同时，可以在增压空气循环回路100的一个串联冷却回路中，使用相同的两个中冷器对压缩空气冷却。

当第一中冷器组130的冷却功率与第二中冷器组140的冷却功率设置为相同时，比如将第一中冷器组130的冷却功率设置为小于第二中冷器组140的冷却功率时，这种布置，适用于在高温极限工况下，增压发动机180依然能够使进气温度处于合理的温度区间，当外界环境温度恢复至正常工况时，通过关闭第三控制阀142，停止第二中冷器组140对压缩空气的冷却，通过第一中冷器组130的冷却满足对压缩空气的冷却需要，始终使进气温度处于合理的进气温度区间，本实施例中的近期热管理系统，尤其适用于增压发动机180在大部分时间在正常工况下运转，偶尔在高温极限环境中运转，比如临时负载增加，增压发动机180的输出功率和转速均明显升高，这时通过启动第二中冷器组140可以较快的降低压缩空气的进气温度值，使增压发动机180通过自身的调节处于最佳状态。

在本实用新型的进气热管理系统中，第一中冷器组130和第二中冷器组140中均可以设置空冷式中冷器，即第一中冷器131和第二中冷器141均为空冷式中冷器；可以将空冷式中冷器设置于通风条件顺畅的位置，以利于对压缩空气的冷却。

当增压发动机180安装于车辆上时，可以将第一中冷器组130或第二中冷器组140设置于车辆驾驶室的顶部，当行车时，第一中冷器组130或第二中冷器组140位于迎风面一侧，有利于对通风散热。当在增压发动机中设置风扇190时，可以通过发动机带动风扇旋转对第一中冷器组或第二中冷器组进行冷却；将第一中冷器组130或第二中冷器组140设置于车辆驾驶室的顶部的迎风面一侧，可以更好的对第一中冷器组130或第二中冷器组140进行散热。

本实用新型还提供了一种增压发动机180，该增压发动机180包括如上所述的进气热管理系统，通过设置上述进气热管理系统，增压发动机180能够在常温下，高温极限工况下，以及寒冷工况下，对进气温度进行控制，将进气温度保持在最佳进气温度区间内，从而增压发动机180可以通过自身调节，输出合适的功率。

本实用新型还提供了一种车辆，在该车辆布置上述增压发动机180，能够在车辆行驶过程中，进气温度始终处于合理区间，防止在负载过大或者行驶至寒冷或高温地区时，影响到发动机180的正常运转。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种进气热管理系统，其特征在于，所述进气热管理系统用于增压发动机的进气热管理，所述进气热管理系统包括：

增压空气循环回路，包括通过管路依次连通的增压器的废气出口、第一中冷器组和发动机机体的进气口；

所述增压空气循环回路还包括第一管路和第一控制阀，所述第一管路与所述第一中冷器组并联设置，并连接于所述增压器的废气出口与所述发动机机体的进气口之间，第一控制阀用于控制所述第一管路的通断；

辅助换热组件，所述辅助换热组件与所述第一中冷器组串联设置，所述辅助换热组件的进气口与所述第一中冷器组的出气口相连通，所述辅助换热组件的出气口与所述发动机机体的进气口相连通；

所述辅助换热组件至少设置一个第二中冷器组，所述第二中冷器组的进气口与所述第一中冷器组的出气口相连通，所述第二中冷器组的出气口与所述发动机机体的进气口相连通，所述第一中冷器组和所述第二中冷器组的功率设置为不同的功率值。

2.根据权利要求1所述的进气热管理系统，其特征在于，所述进气热管理系统包括多个所述第一中冷器组，多个所述第一中冷器组并联设置，

并且，每个所述第一中冷器组包括一个第一中冷器和一个第二控制阀，所述第一中冷器和所述第二控制阀串联设置。

3.根据权利要求2所述的进气热管理系统，其特征在于，每个所述第二中冷器组包括一个第二中冷器和一个第三控制阀，所述第二中冷器与所述第三控制阀串联设置；

所述辅助换热组件还包括第二管路，所述第二管路与所述第二中冷器组并联设置，并连接于所述第一中冷器组的出气口与所述发动机机体的进气口之间。

4.根据权利要求3所述的进气热管理系统，其特征在于，所述第一中冷器组和/或所述第二中冷器组包括空冷式中冷器。

5.根据权利要求3或4所述的进气热管理系统，其特征在于，所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第三控制阀均用于与所述增压发动机的ECU通信连接。

6.根据权利要求5所述的进气热管理系统，其特征在于，所述进气热管理系统还包括设置在所述发动机机体的进气口的温度传感器，所述温度传感器用于与所述增压发动机的ECU通信连接。

7.一种增压发动机，其特征在于，所述增压发动机包括如权利要求1-6任一项所述的进气热管理系统。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求7所述的增压发动机，所述第一中冷器组安装于所述车辆的驾驶室顶部，且位于迎风面一侧。