暖机系统、暖机控制方法及具有该暖机系统的发动机系统技术方案

一种暖机系统、暖机控制方法及具有该暖机系统的发动机系统，能够在尽可能短的时间内使发动机的温度上升到规定温度，以便减少发动机各部件间的磨损、保护发动机，并能提高发动机性能。所述暖机系统用于通过热交换使车辆发动机的温度提高到规定温度，包括：用于使冷却液与从所述发动机排出的、经过催化器后的尾气进行热交换的第一热循环；用于使冷却液与从所述发动机排出的、经过催化器前的排气进行热交换的第二热循环，在第一条件下，所述暖机系统切换为使所述冷却液经由所述第一热循环而与所述尾气进行热交换，在第二条件下，所述暖机系统切换为使所述冷却液经由所述第二热循环而与所述排气进行热交换。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种暖机系统、暖机控制方法及具有该暖机系统的发动机系统，能够在尽可能短的时间内使发动机的温度上升到规定温度，以便减少发动机各部件间的磨损、保护发动机，并能提高发动机性能。所述暖机系统用于通过热交换使车辆发动机的温度提高到规定温度，包括：用于使冷却液与从所述发动机排出的、经过催化器后的尾气进行热交换的第一热循环；用于使冷却液与从所述发动机排出的、经过催化器前的排气进行热交换的第二热循环，在第一条件下，所述暖机系统切换为使所述冷却液经由所述第一热循环而与所述尾气进行热交换，在第二条件下，所述暖机系统切换为使所述冷却液经由所述第二热循环而与所述排气进行热交换。【专利说明】暖机系统、暖机控制方法及具有该暖机系统的发动机系统
本专利技术涉及发动机，更具体来说，涉及一种在汽车等车辆中使用的发动机的暖机系统、暖机控制方法及具有该暖机系统的发动机系统。
技术介绍
车辆在低温条件下使用时，对于其发动机的磨损非常严重。据统计，大约50%的发动机汽缸磨损的情况是发生在车辆的启动过程中，特别是在冬季车辆启动时，对于发动机的损伤就更为严重。造成这种损伤的最主要的原因便在于在低温条件下，润滑油的粘度增大，使流动性变差，进而在发动机启动时无法快速地进入摩擦表面形成油膜，从而使得汽缸壁和轴承等构件的表面润滑条件变差。同时，在冬季等低温条件下，在燃烧过程中产生的氧化硫何凝结在汽缸壁面上的水滴混合形成为酸性液体，导致汽缸壁出现磨损。此外，这种酸性液体还使轴瓦的合金损伤，导致瓦背与轴颈间的膨胀系数不同，配合间隙变小且不均匀，从而使得磨损进一步加剧。对于车辆使用者来说，除了损坏发动机之外，最直观的就是油耗的不断增加。导致发动机冷启动困难的原因主要有以下几点:(I)在低温条件下，机油的粘度增加，使曲柄轴转动阻力增大，而无法达到一定的启动转速，更有甚者完全无法转动；( 2 )在低温条件下，汽油的汽化性能变差，同时由于上述(I)中的曲柄轴转速低，因此，无法形成所需要质量的可燃混合气体量；(3)在低温条件下，蓄电池的电解液的粘度增加，内阻增大，导致其电压下降，电容量减少，充电不足，进而使得启动时点火系统的火花强度减弱，不易点燃可燃混合气体。为了解决当前存在的技术问题，在专利文献I (日本专利特开平7 - 119455)中记载有通过使用润滑油来进一步提高内燃机的暖机性能的内燃机用排热利用装置。具体来说，如图8所示，内燃机I包括用于使润滑油在内燃机I中循环的润滑油路径21，上述润滑油路径21使润滑油在内燃机的活塞13的滑动面、活塞13与连杆15的连接部、连杆15与曲柄轴的卡合部等中循环。另外，设置有从排气管20的中途分岔的旁通通路23，在该旁通通路23上设置有热交换器24，在上述热交换器24内具有蓄热体25，在该蓄热体25的轴瓦配置有隔热构件。此外，在专利文献2 (日本专利特开2007 - 238026)中记载有能防止循环液体过热的排气系统热交换装置。具体来说，如图9所示，在排气管14的排气气体的排出路径上，从排气的流动方向的上游侧依次配置有催化剂转换器16、排气热回收用热交换器18、主消声器20，作为热交换器的尾气热回收用热交换器18是利用用于对发动机12进行冷却的发动机冷却水与尾气进行热交换，来使排气的热回收到发动机冷却水中的结构。但是，在专利文献I中，其主要目的是为了减少暖机的时间，由于在低温条件下，润滑油的粘度大，倘如在启动时立即将润滑油直接通过排气管进行加热，这样会延长润滑油的循环时间，影响发动机的油膜形成，进而加大各部件间的机械摩擦。也就是说，在专利文献I中仍存在发动机冷启动困难这样的技术问题。另外，在专利文献2中，其主要目的是为了防止循环液体过热，即是对冷却液的过热保护，因此，虽然使用发动机冷却水与尾气进行了热交换，但是，其通过设置潜热蓄热体40，并将潜热蓄热体40的从固相向液相的相变温度(熔点)设置为比发动机冷却水的沸点(大约110°C?120°C)低的80°C?100°C。也就是说，在专利文献2中仍存在发动机冷启动困难这样的技术问题。因此，如何能够在尽可能短的时间内使发动机的温度上升到规定温度来解决发动机冷启动困难这一难题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在尽可能短的时间内使发动机的温度上升到规定温度，以便减少发动机各部件间的磨损、保护发动机，并能提高发动机性能的暖机系统及具有上述暖机系统的发动机。本专利技术的另一目的在于提供一种能在提高加热效率的同时，不会影响排放的暖机系统的控制方法。本专利技术的第一方面的第一方案提供一种暖机系统，用于通过热交换使车辆发动机的温度提高到规定温度，其特征是，包括:用于使冷却液与从上述发动机排出的、经过催化器后的尾气进行热交换的第一热循环；用于使冷却液与从上述发动机排出的、经过催化器前的排气进行热交换的第二热循环，在第一条件下，上述暖机系统切换为使上述冷却液经由上述第一热循环而与上述尾气进行热交换，在第二条件下，上述暖机系统切换为使上述冷却液经由上述第二热循环而与上述排气进行热交换。本专利技术的第一方面的第二方案的暖机系统是在上述第一方面的第一方案的暖机系统的基础上，其特征是，在上述第一热循环中，在位于上述催化器下游的尾气管中的至少一部分是双层排气管，该双层排气管是在上述尾气管上套设有外周壁而构成的，上述冷却液在上述尾气管与上述双层排气管中的外周壁之间的尾气冷却流路中流动。本专利技术的第一方面的第三方案的暖机系统是在上述第一方面的第一方案的暖机系统的基础上，其特征是，上述发动机包括排气歧管部和排气总管部，其中，上述排气歧管部由多个排气歧管和汇流部构成，在上述第二热循环中，在上述发动机的上述排气歧管部内部的靠上述汇流部一侧设置有排气冷却流路。本专利技术的第一方面的第四方案的暖机系统是在上述第一方面的第一方案的暖机系统的基础上，其特征是，上述发动机包括排气歧管部和排气总管部，其中，上述排气歧管部由多个排气歧管和汇流部构成，在上述第二热循环中，在上述发动机的上述排气歧管部内部的靠上述排气歧管一侧设置有排气冷却流路。本专利技术的第一方面的第五方案的暖机系统是在上述第一方面的第一方案的暖机系统的基础上，其特征是，上述发动机包括排气歧管部和排气总管部，在位于上述排气歧管部与上述催化器之间的上述排气总管部的排气管中的至少一部分是双层排气管，上述冷却液在上述排气管与上述双层排气管中的外周壁之间的排气冷却流路中流动。本专利技术的第一方面的第六方案的暖机系统是在上述第一方面的第二方案的暖机系统的基础上，其特征是，在上述第一热循环中，上述双层排气管的上述外周壁的靠尾气的流动方向的一侧设置有进水口，上述双层排气管的上述外周壁的靠尾气的流动方向的另一侧设置有出水口。本专利技术的第一方面的第七方案的暖机系统是在上述第一方面的第五方案的暖机系统的基础上，其特征是，在上述第二热循环中，上述双层排气管的上述外周壁的靠排气的流动方向的一侧设置有进水口，上述双层排气管的上述外周壁的靠排气的流动方向的另一侧设置有出水口。本专利技术的第一方面的第八方案的暖机系统是在上述第一方面的第六方案或第七方面的暖机系统的基础上，其特征是，在上述尾气冷却流路或是上述排气冷却流路中流动的上述冷却液的流动方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种暖机系统，用于通过热交换使车辆发动机的温度提高到规定温度，其特征在于，包括：用于使冷却液与从所述发动机排出的、经过催化器后的尾气进行热交换的第一热循环；用于使冷却液与从所述发动机排出的、经过催化器前的排气进行热交换的第二热循环，在第一条件下，所述暖机系统切换为使所述冷却液经由所述第一热循环而与所述尾气进行热交换，在第二条件下，所述暖机系统切换为使所述冷却液经由所述第二热循环而与所述排气进行热交换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胥刘智，
申请(专利权)人：日立汽车部件苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：