发动机系统及其控制方法技术方案

一种发动机系统，能够实现在尽可能短的时间内使发动机系统的温度上升到启动理想温度。所述发动机系统还包括用于对所述发动机系统启动时的启动温度进行辅助升温的辅助升温系统。所述辅助升温系统包括第一尾气收集管、第二尾气收集管、尾气回流管、热交换部。在所述热交换部中，具有将所述第一尾气收集管与所述尾气回流管连接的连接管，所述冷却液循环管道、所述机油循环管道穿过所述热交换部，并使所述连接管与所述冷却液循环管道和所述机油循环管道在所述热交换部中接触。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发动机系统，更具体来说，涉及能缩短发动机冷启动的时间的发动机系统及其控制方法。
技术介绍
众所周知，在低温条件下使用，发动机系统的磨损相当严重，据统计，大约50％的发动机的气缸磨损是发生在启动过程中，而在冬季时，发动机系统的启动损伤更为频发。这是由于在低温条件下，润滑油的粘度增大，流动性变差，从而无法快速地进入摩擦表面来形成油膜，由此使得气缸壁和轴承等表面的润滑特性恶化。另一方面，在低温条件下，燃烧过程中产生的氧化硫和凝结在气缸壁上的水滴发生化学反应而产生酸性物质，因此，这种酸性物质的产生会导致发动机内的金属出现损伤(磨损)，进而会导致轴瓦的合金损伤，使得瓦背与轴颈间的膨胀系数不同，配合间隙变小且变得不均匀，随着发动机系统的运转，磨损的程度会更进一步加剧。对于驾驶员来说，除了损坏发动机之外，最直接的表象便是油耗的明显增加。本专利技术人对发动机冷启动困难的产生原因进行分析和研究，最终得到如下原因：(1)机油在低温条件下粘度变大，使得发动机系统中的内燃机的曲轴转动阻力增大，因而无法达到规定的启动转速，甚至无法转动；(2)低温条件下汽油的汽化性能变差，同时由于曲轴转速低，无法形成所需量的可燃混合气体；(3)蓄电池的电解液在低温条件下粘度增加，内阻增大，造成电压下降，电容量减少充电不足，使启动时点火系统中的火花强度减弱，不容易点燃可燃混合气体。另外，本专利技术人发现只要在尽可能短的时间内使发动机系统的温度上升到启动理想温度(例如90℃)，便能大幅减少发动机系统各部件间的磨损，从而能够保护发动机系统，提高发动机系统的性能。因此，如何实现在尽可能短的时间内使发动机系统的温度上升到启动理想温度便成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种能够实现在尽可能短的时间内使发动机系统的温度上升到启动理想温度的发动机系统及其控制方法，由此，能够大幅减少发动机系统各部件间的磨损，保护发动机系统，提高发动机系统的性能。为了实现上述目的，本专利技术第一方面的第一技术方案提供一种发动机系统，包括内燃机、尾气管、催化剂罐、尾气排放管、能使冷却液在其中循环流动的冷却液循环管道以及能使机油在其中循环流动的机油循环管道，在上述发动机系统的内燃机中燃烧后的尾气经由上述尾气管进入上述催化剂罐，接着经由上述尾气排放管排出到车辆外，其特征是，上述发动机系统还包括辅助升温系统，上述辅助升温系统用于对上述发动机系统启动时的启动温度进行辅助升温，上述辅助升温系统包括第一尾气收集管、第二尾气收集管、尾气回流管、热交换部，其中：上述第一尾气收集管的一端连接到位于上述催化剂罐的尾气流动方向下游侧的上述尾气排放管的中途，上述第一尾气收集管的另一端与上述热交换部的一端连接，上述第二尾气收集管的一端连接到位于上述催化剂罐的尾气流动方向上游侧的上述尾气管的第一位置处，上述第二尾气收集管的另一端连接到上述第一尾气收集管的中途，上述尾气回流管的一端与上述热交换部的另一端连接，上述尾气回流管的另一端连接到位于上述催化剂罐的尾气流动方向上游侧的上述尾气管的第二位置处，上述尾气管的上述第二位置位于上述尾气管的上述第一位置与上述催化剂罐之间，在上述尾气管的上述第一位置与上述第二位置之间设置有单向阀，上述单向阀允许尾气从尾气流动方向的上游侧向尾气流动方向的下游侧流动，在上述第一尾气收集管的中途设置有用于从上述尾气排放管抽吸尾气的第一抽气泵，在上述第二尾气收集管的靠上述尾气管的一端侧设置有用于从上述尾气管的上述第一位置抽吸尾气的第二抽气泵，在上述尾气回流管的中途设置有用于从上述热交换部中抽吸气体并将其压送至上述尾气管的上述第二位置的第三抽气泵，在上述热交换部中，具有将上述第一尾气收集管与上述尾气回流管连接的连接管，上述冷却液循环管道、上述机油循环管道穿过上述热交换部，并使上述连接管与上述冷却液循环管道和上述机油循环管道在上述热交换部中接触。根据如上所述构成，通过使上述连接管与上述冷却液循环管道和上述机油循环管道在上述热交换部中接触，从而能使在连接管中流动的高温的尾气与分别在上述冷却液循环管道和上述机油循环管道中流动的冷却液和机油进行热交换，由此能够实现在尽可能短的时间内使发动机系统的温度上升到启动理想温度，进而能够大幅减少发动机系统各部件间的磨损，保护发动机系统，提高发动机系统的性能。本专利技术第一方面的第二技术方案的发动机系统是在本专利技术第一方面的第一技术方案的发动机系统的基础上，其特征是，在上述第一尾气收集管的抽气泵设置位置与上述第二尾气收集管所分岔的分岔位置之间设置有第一压力传感器，上述第一压力传感器用于对从上述尾气排放管抽吸的尾气的压力进行检测，在上述第二尾气收集管的抽气泵设置位置与上述第二尾气收集管的另一端之间设置有第二压力传感器，上述第二压力传感器用于对从上述尾气管抽吸的尾气的压力进行检测。根据如上所述构成，能够根据由上述第一压力传感器检测出的压力和由上述第二压力传感器检测出的压力的比较结果，调节上述第一抽吸泵和/或上述第二抽吸泵的单位工作时间或单位抽吸气体的量。本专利技术第一方面的第三技术方案的发动机系统是在本专利技术第一方面的第一技术方案的发动机系统的基础上，其特征是，在上述冷却液循环管道的中途设置有冷却液温度传感器，上述冷却液温度传感器用于对在上述冷却液循环管道中循环流动的冷却液的温度进行检测，在上述机油循环管道的中途设置有机油温度传感器，上述机油温度传感器用于对在上述机油循环管道中循环流动的机油的温度进行检测。本专利技术第一方面的第四技术方案的发动机系统是在本专利技术第一方面的第一技术方案的发动机系统的基础上，其特征是，在上述冷却液循环管道的位于上述辅助升温系统的上述热交换部的上游侧和下游侧的管道上分别设置有开闭阀，通过将设置于上述热交换部的上游侧和下游侧的上述开闭阀打开和关闭，能够对冷却液是否进入上述热交换部进行控制。根据如上所述构成，能够在冷却液的温度达到理想启动温度后，仅使高温的尾气对机油进行加热，由此提高加热效率。本专利技术第一方面的第五技术方案的发动机系统是在本专利技术第一方面的第一技术方案至第四技术方案中的任一技术方案的发动机系统的基础上，其特征是，上述冷却液循环管道和上述机油循环管道呈圆柱状，上述连接管呈圆柱状，上述连接管与上述冷却液循环管道和上述机油循环管道在上述热交换部中线接触。根据如上所述构成，能够使在连接管中流动的高温的尾气与分别在上述冷却液循环管道和上述机油循环管道中流动的冷却液和机油进行热交换。本专利技术第一方面的第六技术方案的发动机系统是在本专利技术第一方面的第一技术方案至第四技术方案中的任一技术方案的发动机系统的基础上，其特征是，上述冷却液循环管道和上述机油循环管道呈棱柱状，上述连接管呈棱柱状，上述连接管与上述冷却液循环管道和上述机油循环管道在上述热交换部中面接触。根据如上所述构成，除了能够使在连接管中流动的高温的尾气与分别在上述冷却液循环管道和上述机油循环管道中流动的冷却液和机油进行热交换，还能因彼此的面接触，而使热交换的效率更高。本专利技术第二方面的第一技术方案提供一种本专利技术第一方面的第一技术方案的发动机系统的控制方法，其特征是，所述发动机系统的控制方法包<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机系统(100、100’)，包括内燃机(150)、尾气管(160)、催化剂罐(170)、尾气排放管(180)、能使冷却液在其中循环流动的冷却液循环管道(P1)以及能使机油在其中循环流动的机油循环管道(P2)，在所述发动机系统(100、100’)的内燃机(150)中燃烧后的尾气经由所述尾气管(160)进入所述催化剂罐(170)，接着经由所述尾气排放管(180)排出到车辆外，其特征在于，所述发动机系统(100、100’)还包括辅助升温系统(200)，所述辅助升温系统(200)用于对所述发动机系统(100、100’)启动时的启动温度进行辅助升温，所述辅助升温系统(200)包括第一尾气收集管(210)、第二尾气收集管(220)、尾气回流管(230)、热交换部(240)，其中：所述第一尾气收集管(210)的一端连接到位于所述催化剂罐(170)的尾气流动方向下游侧的所述尾气排放管(180)的中途，所述第一尾气收集管(210)的另一端与所述热交换部(240)的一端连接，所述第二尾气收集管(210)的一端连接到位于所述催化剂罐(170)的尾气流动方向上游侧的所述尾气管(160)的第一位置处，所述第二尾气收集管(210)的另一端连接到所述第一尾气收集管(210)的中途，所述尾气回流管(230)的一端与所述热交换部(240)的另一端连接，所述尾气回流管(230)的另一端连接到位于所述催化剂罐(170)的尾气流动方向上游侧的所述尾气管(160)的第二位置处，所述尾气管(160)的所述第二位置位于所述尾气管(160)的所述第一位置与所述催化剂罐(170)之间，在所述尾气管(160)的所述第一位置与所述第二位置之间设置有单向阀(161)，所述单向阀(161)允许尾气从尾气流动方向的上游侧向尾气流动方向的下游侧流动，在所述第一尾气收集管(210)的中途设置有用于从所述尾气排放管(180)抽吸尾气的第一抽气泵(211)，在所述第二尾气收集管(220)的靠所述尾气管(160)的一端侧设置有用于从所述尾气管(160)的所述第一位置抽吸尾气的第二抽气泵(221)，在所述尾气回流管(230)的中途设置有用于从所述热交换部(240)中抽吸气体并将其压送至所述尾气管(160)的所述第二位置的第三抽气泵(231)，在所述热交换部(240)中，具有将所述第一尾气收集管(210)与所述尾气回流管(230)连接的连接管(250)，所述冷却液循环管道(P1)、所述机油循环管道(P2)穿过所述热交换部(240)，并使所述连接管(250)与所述冷却液循环管道(P1)和所述机油循环管道(P2)在所述热交换部(240)中接触。...

【技术特征摘要】
1.一种发动机系统(100、100’)，包括内燃机(150)、尾气管(160)、催化剂罐(170)、尾气排放管(180)、能使冷却液在其中循环流动的冷却液循环管道(P1)以及能使机油在其中循环流动的机油循环管道(P2)，在所述发动机系统(100、100’)的内燃机(150)中燃烧后的尾气经由所述尾气管(160)进入所述催化剂罐(170)，接着经由所述尾气排放管(180)排出到车辆外，其特征在于，所述发动机系统(100、100’)还包括辅助升温系统(200)，所述辅助升温系统(200)用于对所述发动机系统(100、100’)启动时的启动温度进行辅助升温，所述辅助升温系统(200)包括第一尾气收集管(210)、第二尾气收集管(220)、尾气回流管(230)、热交换部(240)，其中：所述第一尾气收集管(210)的一端连接到位于所述催化剂罐(170)的尾气流动方向下游侧的所述尾气排放管(180)的中途，所述第一尾气收集管(210)的另一端与所述热交换部(240)的一端连接，所述第二尾气收集管(210)的一端连接到位于所述催化剂罐(170)的尾气流动方向上游侧的所述尾气管(160)的第一位置处，所述第二尾气收集管(210)的另一端连接到所述第一尾气收集管(210)的中途，所述尾气回流管(230)的一端与所述热交换部(240)的另一端连接，所述尾气回流管(230)的另一端连接到位于所述催化剂罐(170)的尾气流动方向上游侧的所述尾气管(160)的第二位置处，所述尾气管(160)的所述第二位置位于所述尾气管(160)的所述第一位置与所述催化剂罐(170)之间，在所述尾气管(160)的所述第一位置与所述第二位置之间设置有单向阀(161)，所述单向阀(161)允许尾气从尾气流动方向的上游侧向尾气流动方向的下游侧流动，在所述第一尾气收集管(210)的中途设置有用于从所述尾气排放管
\t(180)抽吸尾气的第一抽气泵(211)，在所述第二尾气收集管(220)的靠所述尾气管(160)的一端侧设置有用于从所述尾气管(160)的所述第一位置抽吸尾气的第二抽气泵(221)，在所述尾气回流管(230)的中途设置有用于从所述热交换部(240)中抽吸气体并将其压送至所述尾气管(160)的所述第二位置的第三抽气泵(231)，在所述热交换部(240)中，具有将所述第一尾气收集管(210)与所述尾气回流管(230)连接的连接管(250)，所述冷却液循环管道(P1)、所述机油循环管道(P2)穿过所述热交换部(240)，并使所述连接管(250)与所述冷却液循环管道(P1)和所述机油循环管道(P2)在所述热交换部(240)中接触。2.如权利要求1所述的发动机系统(100、100’)，其特征在于，在所述第一尾气收集管(210)的抽气泵设置位置与所述第二尾气收集管(220)所分岔的分岔位置之间设置有第一压力传感器(212)，所述第一压力传感器(212)用于对从所述尾气排放管(180)抽吸的尾气的压力进行检测，在所述第二尾气收集管(220)的抽气泵设置位置与所述第二尾气收集管(220)的另一端之间设置有第二压力传感器(222)，所述第二压力传感器(222)用于对从所述尾气管(160)抽吸的尾气的压力进行检测。3.如权利要求1所述的发动机系统(100、100’)，其特征在于，在所述冷却液循环管道(P1)的中途设置有冷却液温度传感器(TS1)，所述冷却液温度传感器(TS1)用于对在所述冷却液循环管道(P1)中循环流动的冷却液的温度进行检测，在所述机油循环管道(P2)的中途设置有机油温度传感器(TS2)，所述机油温度传感器(TS2)用于对在所述机油循环管道(P2)中循环流动的机油的温度进行检测。4.如权利要求1所述的发动机系统(100’)，其特征在于，在所述冷却液循环管道(P1)的位于所述辅助升温系统(200)的所述热交换部(240)的上游侧和下游侧的管道上分别设置有开闭阀(V1、V2)，通过将设置于所述热交换部(240)的上游侧和下游侧的所述开闭阀(V1、V2)打开和关闭，能够对冷却液是否进入所述热交换部(240)进行控制。5.如权利要求1至4中任一项所述的发动机系统(100、100’)，其特征在于，所述冷却液循环管道(P1)和所述机油循环管道(P2)呈圆柱状，所述连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥刘智，
申请(专利权)人：日立汽车系统苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32