一种快速热机及控制发动机排气管温度的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天然气发动机制造技术领域，具体为一种快速热机机及控制发动机排气管温度的装置和方法。
【背景技术】
[0002]随着发动机技术的发展，采用缸内直喷技术、增压技术的发动机越来越多，发动机的排气温度越来越高。同时，为提高发动机的燃油经济性，对发动机的热负荷要求也越来越高，致使发动机的排气温度也越来越高。发动机排气温度的提高，要求排气歧管材料的耐高温能力越来越高，即使采用铸钢的材料，也有不能满足耐受排气温度的要求。
[0003]同时，汽车/发动机的冬季使用要求一般规定，需要热车30秒到一分钟，用来降低发动机的磨损，延长发动机使用寿命。现有技术中，发动机冷却液和机油温度是靠启动后发动机本体温度提升的，温度提升速度比较慢。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种快速热机机及控制发动机排气管温度的装置和方法，用于解决降低发动机在高速运转时，排气温度过高，导致排气歧管出现裂纹，断裂等故障的问题，同时利用发动机废气，在低温时给水套加热，
加速发动机启动阶段冷却液温度和机油温度的提升，达到保护发动机的目的。
[0005]本发明采取的技术方案是，构建一种控制发动机排气管温度的装置，上述发动机包括冷却系统，上述装置包括:排气歧管水套，其套设于发动机排气歧管外，一端通过第一连接管与发动机水套的进水管相连，另一端通过第二连接管与发动机水套的大循环连接管相连。
[0006]控制阀，设于第一连接管上，上述控制阀通过电路与控制器相连并由其控制开启或关闭。
[0007]控制器，上述控制器通过电路与发动机控制单元相连。
[0008]进一步地，上述冷却系统包括与发动机水套出水管相连的大循环连接管，大循环连接管连接节温器和散热器，散热器通过连接管与冷却水泵相连冷却水泵的出水口与发动机水套进水管相连。
[0009]进一步地，上述大循环连接管和连接管之间还设有小循环连接管。
[0010]之后构建一种利用上述装置控制排气管温度的方法，上述方法包括如下步骤: 第一步，发动机启动，并高转速/高负荷的工况下运转；
第二步，发动机控制单元检测到当发动机排气温度超过设定温度值后，控制阀打开，冷却水泵将冷却液压入排气歧管水套，对排气歧管进行冷却，用于降低排气歧管温度，达到保护发动机的目的。。
[0011]第三步，发动机控制单元检测到排气温度降低至正常值后，控制阀关闭；
第四步，重复第二步和第三步。
[0012]还构建一种利用上述装置快速热机的方法，上述方法包括如下步骤:
第一步，启动发动机，发动机控制单元检测发动机水温和排气歧管温度，并分别于存储在控制单元中的水温数据进行对比并判断；
第二步，若发动机水温处于低温，则控制上述控制阀开启，同时发动机冷却水泵启动；第三步，发动机冷却液进入排气歧管水套，排气歧管水套冷却循环启动，发动机冷却系统通过节温器，启动发动机冷却小循环；
第四步，当发动机控制单元检测到冷却液达到合适温度之后，发动机控制单元控制阀关闭，发动机冷却小循环关闭；
第五步，发动机控制单元使得发动机大循序长时间打开；
第六步，快速热机过程结束。
[0013]本发明所提供的一种快速热机机及控制发动机排气管温度的装置和方法，具有以下优点:
①本发明利用发动机燃烧产生的废气对冷却液进行加热，可以实现发动机快速“热机”，改善发动机启动阶段的磨损，保护发动机，延长发动机的使用寿命。
[0014]②本发明利用发动机冷却液对排气歧管进行冷却，降低发动机高转速/高负荷工况时排气歧管的热负荷，保护排气歧管，提高发动机的可靠性。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0017]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】做进一步的说明。
[0018]实施例1
在本实施例中，结合附图，对本发明的结构进行详细描述。
[0019]请参见附图，本发明一种控制发动机排气管温度的装置，发动机包括冷却系统，装置包括:排气歧管水套4，其套设于发动机排气歧管外，发动机排气歧管设计为带有冷却水套型式，一端通过第一连接管3与发动机水套5的进水管相连，另一端通过第二连接管6与发动机水套5的大循环连接管7相连；控制阀2，设于第一连接管3上，控制阀2通过电路与控制器相连并由其控制开启或关闭。控制器，控制器通过电路与发动机控制单元相连。
[0020]冷却系统包括与发动机水套5出水管相连的大循环连接管7，大循环连接管7连接节温器8和散热器9，散热器9通过连接管11与冷却水泵I相连冷却水泵I的出水口与发动机水套5进水管相连。
[0021]大循环连接管7和连接管11之间还设有小循环连接管10。
[0022]实施例2
一种利用上述装置进行控制排气管温度的方法，方法包括如下步骤:
第一步，发动机启动，并高转速/高负荷的工况下运转； 第二步，发动机控制单元检测到当发动机排气温度超过设定温度值后，控制阀2打开，冷却水泵I将冷却液压入排气歧管水套4，对排气歧管进行冷却，用于降低排气歧管温度，达到保护发动机的目的。。
[0023]第三步，发动机控制单元检测到排气温度降低至正常值后，控制阀2关闭；
第四步，重复第二步和第三步。
[0024]发动机在高转速/高负荷工况时，发动机冷却液流经排气歧管水套，对排气歧管进行冷却，保证温度在可接受范围内，避免排气歧管因高温产生裂断裂等失效模式。当发动机在高转速/高负荷的工况下运转时，发动机排气温度可达950°C，甚至达到1000°C。容易造成排气歧管材料机械性能下降甚至失效，导致严重的后果。利用本技术，当发动机排气温度超过设定温度后，控制阀2打开，冷却液流经排气歧管水套4，对排气歧管进行冷却，降低排气歧管温度，达到保护发动机的目的。
[0025]实施3
一种利用上述装置快速热机的方法，方法包括如下步骤:
第一步，启动发动机，发动机控制单元检测发动机水温和排气歧管温度，并分别于存储在控制单元中的水温数据进行对比并判断。
[0026]第二步，若发动机水温处于低温，则控制控制阀2开启，同时发动机冷却水泵I启动。
[0027]第三步，发动机冷却液进入排气歧管水套4，排气歧管水套4冷却循环启动，发动机冷却系统通过节温器8，启动发动机冷却小循环。
[0028]第四步，当发动机控制单元检测到冷却液达到合适温度之后，发动机控制单元控制阀关闭，发动机冷却小循环关闭；避免废气持续对冷却液进行加热，造成冷却液温度过闻。
[0029]第五步，发动机控制单元使得发动机大循序长时间打开。
[0030]第六步,快速热机过程结束。
[0031]发动机启动阶段，特别是冬季启动时,发动机温度较低，机油流动性差，发动机摩擦副的润滑效果差。通过利用废气加热冷却液后，发动机温度迅速提高，机油流动性变好，有利于降低发动机摩擦副的磨损。
[0032]本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种控制发动机排气管温度的装置，其特征在于，所述发动机包括冷却系统，所述装置包括: 排气歧管水套(4)，其套设于发动机排气歧管外，一端通过第一连接管(3)与发动机水套(5)的进水管相连，另一端通过第二连接管(6)与发动机水套(5)出口的大循环连接管(7)相连； 控制阀(2)，设于第一连接管(3)上，所述控制阀(2)通过电路与控制器相连并由其控制开启或关闭； 控制器，通过电路与发动机控制单元相连。
2.一种如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却系统包括与发动机水套(5)出水管相连的大循环连接管(7 )，大循环连接管(7 )连接节温器(8 )和散热器(9 )，散热器(9 )通过连接管(11)与冷却水泵(I)相连冷却水泵(I)的出水口与发动机水套(5)进水管相连。
3.—种如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述大循环连接管(7)和连接管(11)之间还设有小循环连接管(10)。
4.一种利用如权利要求1-3所述装置控制排气管温度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 第一步，发动机启动，并高转速/高负荷的工况下运转； 第二步，发动机控制单元检测到当发动机排气温度超过设定温度值后，控制阀(2)打开，冷却水泵(I)将冷却液压入排气歧管水套(4)，对排气歧管进行冷却，用于降低排气歧管温度，达到保护发动机的目的； 第三步，发动机控制单元检测到排气温度降低至正常值后，控制阀(2)关闭； 第四步，重复第二步和第三步。
5.一种利用如权利要求1-3所述装置快速热机的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 第一步，启动发动机，发动机控制单元检测发动机水温和排气歧管温度，并分别于存储在控制单元中的水温数据进行对比并判断； 第二步，若发动机水温处于低温，则控制所述控制阀(2)开启，同时发动机冷却水泵(O启动； 第三步，发动机冷却液进入排气歧管水套(4)，排气歧管水套(4)冷却循环启动，发动机冷却系统通过节温器(8 )，启动发动机冷却小循环； 第四步，当发动机控制单元检测到冷却液达到合适温度之后，发动机控制单元控制阀关闭，发动机冷却小循环关闭； 第五步，发动机控制单元使得发动机大循序长时间打开； 第六步，快速热机过程结束。
【专利摘要】本发明涉及一种快速热机及控制发动机排气管温度的装置，包括排气歧管水套，其一端通过第一连接管与发动机水套的进水管相连，另一端通过第二连接管与发动机水套的大循环连接管相连，控制阀，设于连接管上，控制阀通过电路与控制器相连并由其控制开启或关闭，控制器，控制器通过电路与发动机控制单元相连。本发明所提供的装置和方法，利用发动机燃烧产生的废气对冷却液进行加热，可以实现发动机快速热机，改善发动机启动阶段的磨损，保护发动机，延长发动机的使用寿命，利用发动机冷却液对排气歧管进行冷却，降低发动机高转速/高负荷工况时排气歧管的热负荷，保护排气歧管，提高发动机的可靠性。
【IPC分类】F01P7-16, F01M5-02, F02N19-10, F01P5-10
【公开号】CN104696056
【申请号】CN201510093988
【发明人】刘伟, 施永生, 韩志玉
【申请人】江苏上淮动力有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月3日