专利名称：一种工程车辆及其柴油机系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程车辆技术领域，特别涉及一种柴油机系统。此外，本实用新型还涉及包括上述柴油机系统的工程车辆。
背景技术：
柴油机作为效率最高的热力发动机已广泛应用于国民经济和军事装备的各个领域。柴油机在环境温度比较低的条件下启动后，初期流经其内部的冷却水的温度也相应比较低，一般低于柴油机正常工作的最低温度要求。冷却水温度比较低，机油的粘度比较高，因而机油的流动性能比较差，柴油机在这种情况下工作，不仅将可能加快零部件的磨损，还使得摩擦阻力加大，导致机械损失增加。而且，发动机在低温下工作，冷却水将会带走柴油机气缸内的大量热能，使发动机的热损失增加，并且低温的冷却水将会影响柴油机气缸内气体的温度，使气缸内的气体的温度也比较低，气体在温度比较低的环境下容易不充分燃烧，导致柴油在气缸壁冷凝聚集， 冲刷气缸壁上的润滑油膜，导致气缸壁与活塞环之间的润滑条件差。若过多的未经燃烧蒸发的柴油流向油底壳，会使机油稀释，并增加柴油的消耗量。并且，气缸内的水蒸气预冷容易凝结在气缸壁上，与柴油的一些燃烧产物(氧硫化合物)生成强腐蚀剂(如亚硫酸、硫酸)，附着于气缸壁上，缸壁表面就会因此受到强烈的腐蚀，导致其表面金属组织疏松。当气缸套与活塞环之间相互摩擦刮削时，表面的腐蚀层、 疏松层的金属很快就会磨损脱落，缸套工作表面出现蚀点、凹坑，使气缸壁早期磨损。因此，柴油机在冷启动后，一般需要经过一定时间的热车，现有的柴油机的热车方式为柴油机燃烧室内燃料燃烧时传递到机体等零部件上，冷却水经过这些零部件时，将冷却水加热，从而使冷却水温度上升，进而实现热车。然而，现有技术中的热车需要比较长的时间才能将冷却水加热到技术要求的最小设定值，消耗时间比较长，相应的对零部件的磨损比较大，降低零部件的使用寿命，并且柴油机的燃油消耗量比较大。因此，如何提供一种柴油机系统，该柴油机系统的柴油机在冷启动时，热车时间比较短，减少柴油机的燃油消耗量，提高柴油机系统零部件的使用寿命，且有效利用能量，可以减少能量损失，是本领域的技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的旨为提供一种柴油机系统，该柴油机系统的柴油机在冷启动时，热车时间比较短。此外，本实用新型的另一目的旨为提供一种包括上述柴油机系统的工程车辆。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种柴油机系统，包括柴油机，还包括设置于所述柴油机的排气通道上的换热器，所述换热器的进气口连通所述柴油机的排气口，且与所述换热器的进气口相应的出气口连通外界，并且所述换热器的进水口连通所述柴油机的出水口，所述换热器的出水口连通所述柴油机的进水口。优选地，还包括控制阀，所述控制阀的进气口连通所述柴油机的排气口，且所述控制阀的第一出气口连通所述换热器的进气口，所述第二出气口连通外界。优选地，还包括控制阀，所述控制阀的第一进气口连通所述柴油机的排气口，且所述控制阀的第二进气口连通所述换热器的出气口，所述控制阀的出气口连通外界。优选地，还包括废气再循环阀，所述废气再循环阀的进气口连通所述换热器的出气口，且其出气口连通所述柴油机的进气口。优选地，还包括接收所述柴油机的内部冷却水温度信号且能发送指令于所述控制阀的控制器，以便所述控制阀根据所述指令进行相应动作。优选地，所述控制器为所述柴油机系统的总控制器。本实用新型还提供了一种工程车辆，包括车架和连接于所述车架上的柴油机系统，所述工程车辆的柴油机系统为以上任意一项所述的柴油机系统。本实用新型提供的工程车辆的柴油机系统，包括柴油机，还包括设置于所述柴油机的排气通道上的换热器，所述换热器的进气口连通所述柴油机的排气口，且与所述换热器的进气口相应的出气口连通外界，并且所述换热器的进水口连通所述柴油机的出水口， 所述换热器的出水口连通所述柴油机的进水口。当外界环境比较低时，柴油机在冷启动初期，温度比较低的冷却水由柴油机内部流出，经柴油机排气通道上的换热器后，再回到柴油机内部；同时，柴油机内部燃料燃烧产生的温度比较高的废气也经该换热器后排放到外界，这样温度比较低的冷却水与温度比较高的废气在换热器内部进行能量传递，与现有技术相比而言，冷却水的温度不仅可以在较短时间内升高，达到柴油机正常工作所需要的设定温度，减少热车时间，从而减少柴油机燃油消耗量，节省成本；而且该结构还可以有效利用柴油机排气中的热量，减少柴油机热量的损失。一种优选的实施方式中，还包括控制阀，所述控制阀的第一进气口连通所述柴油机的排气口，且所述控制阀的第二进气口连通所述换热器的出气口，所述控制阀的出气口连通外界；还包括接收所述柴油机的内部冷却水温度信号的控制器，且所述控制器还连接所述控制阀，以便所述控制阀根据所述控制器的指令进行相应动作。控制阀的设置可以很简单的实现气体流动方向的变换，并且工作可靠；控制器的使用实现了机械的自动控制，且控制准确，节省人力。
图1为本实用新型所提供的柴油机系统的一种具体实施例的工作示意图；图2为本实用新型所提供的柴油机系统的另一种具体实施例的工作示意图。其中，图1至图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为1柴油机；11柴油机的排气口 ；12柴油机的进气口 ；13柴油机的出水口 ；14柴油机的进水口 ；2换热器；21换热器的进气口 ；22换热器的出气口 ；23换热器的进水口换热器的出水口 ；3控制阀；4废气再循环阀(EGR阀)；41废气再循环阀的进气口 ；42废气再循环阀的出气口。
具体实施方式
本实用新型的核心旨为提供了一种柴油机系统，该柴油机系统的柴油机在冷启动时，热车时间比较短。此外，本实用新型的另一核心旨为提供一种包括上述柴油机系统的工
程车辆。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本实用新型所提供的柴油机系统的一种具体实施例的工作示意图。本实用新型提供的工程车辆的柴油机系统，包括柴油机1，还包括设置于柴油机1 的排气通道上的换热器2，换热器2的进气口 21连通柴油机1的排气口 11，且与进气口 21 相应的出气口 22连通外界D，并且换热器2的进水口 23连通柴油机1的出水口 13，换热器 2的出水口 M连通柴油机1的进水口 14。当外界环境比较低时，柴油机1在冷启动初期，温度比较低的冷却水由柴油机1内部流出，经柴油机1排气通道上的换热器2后，再回到柴油机1内部；同时，柴油机1内部燃料燃烧产生的温度比较高的废气也经该换热器2后排放到外界，这样温度比较低的冷却水与温度比较高的废气在换热器2内部进行能量传递，与现有技术相比而言，冷却水的温度不仅可以在较短时间内升高，达到柴油机1正常工作所需要的设定温度，减少热车时间，从而减少柴油机1燃油消耗量，节省成本；而且该结构还可以有效利用柴油机1排气中的热量，减少柴油机1热量的损失。需要说明的是，上述换热器2与柴油机1以及外界的连接可以是直接连接，也可以通过第三者间接连接，例如在进出水通道和进出气通道上设置电磁阀等控制部件；无论哪种连接方式都要能够实现本文的技术效果，且保证柴油机1工作的可靠性。在一种具体实施例中，柴油机系统中还可以设置有控制阀3，控制阀3的进气口 (图1所示A 口)连通柴油机1的排气口 11，且控制阀3的第一出气口(图1所示B 口) 连通所述换热器2的进气口 21，第二出气口(图1所示C 口)连通外界D。当柴油机系统处于热车系统时，控制阀3的第二出气口关闭，第一出气口开启，废气由控制阀3的进气口进入换热器2，经换热器2流出；当冷却水的温度达到柴油机1正常工作的温度时，控制阀3的第一出气口关闭，第二出气口开启，废气由控制器的进气口直接经第二出气口流出。需要说明的是，控制阀3可以设置于换热器2的进气口处，也可以设置于换热器2 的出气口处，能满足本文的技术效果，保证柴油机1正常工作即可。为了保护环境，应尽量降低废气中的氧化氮的排出量，所以一般的工程车辆的柴油机系统中可以设置有废气再循环(简称EGR)系统，通过将部分废气引入柴油机进气系统改善燃烧室内的温度和气压来实现氧化氮的排放量。请参考图2，图2为本实用新型所提供的柴油机系统的另一种具体实施例的工作示意图。在另一种具体实施例中，本实用新型所提供的柴油机系统设置有EGR系统，如图2 所示，EGR系统还包括废气再循环阀(EGR阀4)，EGR阀4的进气口 41连通换热器2的出气口 22，且EGR阀4的出气口 42连通柴油机1的进气口 12。[0037]柴油机1冷启动初期，处于热车阶段时，EGR系统不工作，即EGR阀4关闭，废气经换热器2内部的通道后完全被排放到外界，同时完成与流经换热器2内部的柴油机1冷却水能量交换，使冷却水的温度升高，缩短热车时间；当冷却水的温度达到规定的工作温度时，EGR系统将被开启，此时换热器2可以被作为EGR冷却器被使用，冷却进入EGR阀4内的一部分废气，而另一部分废气不经换热器2被排放到外界。冷却水换热与EGR系统使用同一个换热器2，可以节省柴油机1系统的空间，便于元件的布置。需要指出的是，冷却水与废气进行能量传递所使用的换热器2与EGR系统所使用的EGR冷却器可以使用同一个换热器2，两者也可以单独使用相应的换热器2，只要不影响柴油机1的正常工作即可。进一步地，柴油机系统还可以包括控制阀3，控制阀3可以为手动式也可以为自动式，控制阀3的第一进气口连通柴油机1的排气口 11，且控制阀3的第二进气口连通换热器 2的出气口 22，控制阀3的出气口连通外界D。当柴油机系统处于热车系统时，如图2所示，控制阀3的第一进气口关闭，第二进气口开启(即A 口关闭，B 口开启)，废气经换热器2通过B 口进入控制阀3，由控制阀3的 C 口流出；当冷却水的温度达到柴油机1正常工作的温度时，控制阀3的第二进气口关闭， 第一进气口开启(即B 口关闭，A 口开启)，废气经换热器2通过A 口进入控制阀3，由控制阀3的C 口流出。控制阀3的设置可以很简单的实现气体流向的变换，并且工作可靠。为了实现工程机械的自动化，柴油机系统可以还包括接收所述柴油机1的内部冷却水温度信号的控制器，控制器可以为柴油机系统的总的控制器，也可以单独设置，且控制器还连接控制阀3，以便控制阀3根据控制器的指令进行相应动作。冷却水的温度检测开关将时时检测冷却水的温度，并将该信号传送于控制器，控制器判断冷却水温度是否达到柴油机1正常工作的最低温度。柴油机1冷启动初，控制器发送一指令于控制阀3，开启控制阀3的第二进气口，关闭第一进气口，当冷却水温度低于柴油机1正常工作的温度时，冷却水与废气继续通过换热器2进行能量交换；当冷却水温度达到柴油机1正常工作的温度时，控制器再发送一指令于控制阀3，关闭控制阀3的第二进气口，开启第一进气口。控制器的使用实现了自动控制，控制准确，节省人力。上述各实施例中的控制器可以为柴油机系统的总控制器，控制器还可以连接显示装置，例如操作室内的显示屏、警示灯以及警铃等，操作人员可以根据显示装置的信号采取相应动作，也可以时时检测工程车辆的工作状态。除上述柴油机系统外，本实用新型还提供了一种工程车辆，包括车架和连接于车架的柴油机系统，该工程车辆的柴油机系统为以上任一项所述的柴油机系统。由于该工程车辆中包括了以上所述的柴油机系统，其也相应具有该柴油机系统的技术效果，此外，该工程车辆的其他部分的技术特征可以参见现有技术，在此不再赘述。以上对本实用新型所提供的一种工程车辆及其柴油机系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种柴油机系统，包括柴油机(1)，其特征在于，还包括设置于所述柴油机(1)的排气通道上的换热器O)，所述换热器( 的进气口连通所述柴油机(1)的排气口(11)， 且与所述换热器O)的进气口相应的出气口 0 连通外界(D)，并且所述换热器(2) 的进水口连通所述柴油机(1)的出水口(13)，所述换热器O)的出水口 04)连通所述柴油机(1)的进水口(14)。
2.根据权利要求1所述的柴油机系统，其特征在于，还包括控制阀，所述控制阀的进气口连通所述柴油机(1)的排气口(12)，且所述控制阀的第一出气口连通所述换热器O)的进气口(21)，所述第二出气口连通外界(D)。
3.根据权利要求1所述的柴油机系统，其特征在于，还包括控制阀，所述控制阀的第一进气口连通所述柴油机(1)的排气口(11)，且所述控制阀的第二进气口连通所述换热器 (2)的出气口(22)，所述控制阀的出气口连通外界(D)。
4.根据权利要求3所述的柴油机系统，其特征在于，还包括废气再循环阀0)，所述废气再循环阀(4)的进气口 Gl)连通所述换热器( 的出气口(22)，且其出气口连通所述柴油机(1)的进气口(12)。
5.根据权利要求2至4任一项所述的柴油机系统，其特征在于，还包括接收所述柴油机⑴的内部冷却水温度信号且能发送指令于所述控制阀的控制器(3)，以便所述控制阀根据所述指令进行相应动作。
6.根据权利要求5所述的柴油机系统，其特征在于，所述控制器(3)为所述柴油机系统的总控制器(3)。
7.—种工程车辆，包括车架和连接于所述车架上的柴油机系统，其特征在于，所述工程车辆的柴油机系统为权利要求1至6任一项所述的柴油机系统。
专利摘要本实用新型公开了一种工程车辆的柴油机系统，包括柴油机(1)，还包括设置于柴油机(1)的排气通道上的换热器(2)，换热器(2)的进气口(21)连通柴油机的排气口(11)，且与换热器(2)的进气口(21)相应的出气口(22)连通外界(D)，并且换热器(2)的进水口(23)连通柴油机(1)的出水口(13)，换热器(2)的出水口(24)连通柴油机(1)的进水口(14)；该柴油机系统冷启动后，冷却水的温度可以在较短时间内升高，达到柴油机(1)正常工作所需要的设定温度，减少热车时间，从而减少柴油机燃油消耗量，节省成本，而且减少柴油机热量的损失。此外，本实用新型还提供了一种包括上述柴油机系统的工程车辆。
文档编号F02N19/10GK202007697SQ20112004817
公开日2011年10月12日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者佟德辉, 孙少军, 张晓琳, 李振光, 韩峰, 马庆镇 申请人:潍柴动力股份有限公司