发动机机油预热及更换一体化系统的制作方法

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种将机油预热和机油更换加注集成为一体的系统。

背景技术：

在冬季，北方地区尤其是东北地区的车辆冷启动困难的现象十分普遍。这是因为在很大程度上是因为在低温环境下，发动机的机油粘稠，启动阻力大而导致的。同时粘稠状态的机油不能对发动机起到很好的润滑效果，加速发动机、变速箱的磨损，影响车辆的使用寿命，磨掉的金属屑会掉入油底壳中，缩短机油更换周期。更换机油操作又比较麻烦，大部车都需要举升机将车升起来，油底壳的放油口从油底壳的放油口将油放出。

目前市面上也出现了一些机油加热装置(如片状电热板贴在油底壳底面，或者从油底壳的放油口安装电加热棒)，但是机油受热不均匀，导致润滑效果不理想；加热时间较长，效率比较低，不能实现油温的有效控制。而且安装受环境的影响，极容易脱落，且影响更换机油。利用放油口安装的机油加热装置，在更换机油时，需要拆卸机油加热装置，使更换机油的操作更加复杂。

中国发明专利说明书cn107060946a公开了一种汽车发动机机油预热装置，发动机机油加热器通过发动机油底壳下部放油螺丝孔旋入油底壳内部，加热发动机机油，发动机机油加热器和蓄电池与中央控制箱，安装于中央控制箱内的中央控制器控制发动机机油加热器的启动和停止，中央控制器内设有无线通讯模块和电通信模块。对机油直接加热，加热效率高，还可以方便对装置进行远程控制、设置和监测。但是，这种加热装置，仍然会使机油受热不均匀，达不到理想的润滑效果，而且不能实现油温的有效控制，更没有相应的安全措施确保预热过程的可靠性。该装置占用了油底壳下部的放油口，因此同样会影响机油的更换。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种发动机机油预热及更换一体化系统，提高发动机冷启动性能的同时解决了机油更换操作的不便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：发动机机油预热及更换一体化系统包括机油加热循环管路，所述机油加热循环管路一端连接于发动机油底壳的放油口，另一端经所述油底壳的侧壁进入油底壳内，所述机油加热循环管路上依次设置有电磁开关阀、机油循环泵和电加热装置；

所述机油循环泵的的上游位置和下游位置分别设置有三通电磁阀，位于上游侧的所述三通电磁阀的剩余端口与新机油桶相通，位于下游侧的所述三通电磁阀的剩余端口与废机油桶相通。

进一步，所述电加热装置包括内部填充有耐热阻燃保温材料的封闭箱体，所述封闭箱体内设置有多条供油支路和环绕所述供油支路的加热丝，所述多条供油支路均与所述机油加热循环管路相连通。

进一步，所述供油支路由铜管构成。

进一步，所述机油加热循环管路上设置有机油过滤器。

进一步，所述机油循环泵通过第一电磁继电器与发动机电控单元电连接，所述发动机电控单元与所述第一电磁继电器之间设置有保险丝。

进一步，所述电加热装置通过第二电磁继电器与发动机电控单元电连接，所述发动机电控单元与所述第二电磁继电器之间设置有保险丝。

进一步，所述油底壳内设置有热电偶，所述热电偶与所述发动机电控单元电连接。

进一步，所述三通电磁阀为二位三通电磁球阀。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

1)本系统是机油预热和机油更换加注两者相互结合形成的一体化系统，系统结构简单，由发动机电控单元实现集中控制，控制更加便捷、可靠。

2)机油通过机油加热循环管路，借助机油循环泵和电加热装置实现机油循环加热，加热效率高而且机油受热均匀，可以有效增加机油热流动性，提高润滑效果；热电偶向发动机电控单元传送温度信号，发动机电控单元在低温且需启动车辆时会根据现时机油温度自动控制机油加热的时间和加热的温度，控制方便快捷；提高发动机冷启动性能，确保发动机顺利启动。

3)位于机油循环泵上游侧的三通电磁阀与新机油桶相通，位于下游侧的三通电磁阀与废机油桶相通。更换机油时不再需要举升车辆，也不需要拆卸安装在放油口的机油加热循环管路。通过控制三通电磁阀的三端口的开通或关闭，就能实现自动放油和加油的功能。不受地域限制，操作方便快捷。

4)本系统设有起保护作用的保险丝，在必要时，保险丝可以切断电路，防止预热机油温度过高或者更换机油过程出现意外。

附图说明

图1是本发明发动机机油预热及更换一体化系统的结构示意图；

图2是图1中电加热装置处的放大结构示意图；

图3是预热过程和更换过程的机油路径示意图；

图中：1-油底壳，2-热电偶，3-机油供油系统，4-发动机电控单元，5-机油加热循环管路，6-电磁开关阀，7-机油循环泵，8-电加热装置，81-封闭箱体，82-供油支路，83-加热丝，9-第一电磁继电器，10-第二电磁继电器，11-保险丝，12-三通电磁阀，13-新机油桶，14-三通电磁阀，15-废机油桶，16-机油过滤器，17-按钮开关，171-预热按钮开关，172-加油按钮开关，173-排油按钮开关，18-蓄电池，a-预热时机油流向，b-加油时机油流向，c-排油时机油流向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，油底壳1内安装有热电偶2和为发动机零部件提供润滑的机油供油系统3；热电偶2与发动机电控单元4电连接，向发动机电控单元4传送机油温度信号，确保对油温的实时控制。机油加热循环管路5一端连接于发动机油底壳1的放油口，另一端经油底壳1的侧壁进入油底壳1内，机油加热循环管路5上依次设置有电磁开关阀6、机油循环泵7和电加热装置8，电磁开关阀6、机油循环泵7和电加热装置8均与发动机电控单元4电连接。加热装置8包括内部填充有耐热阻燃保温材料的封闭箱体81，避免热量散失，封闭箱体81内设置有多条供油支路82和环绕供油支路82的加热丝83。供油支路82由铜管构成，提高换热效率。加热丝83与发动机电控单元4电连接，多条供油支路82交汇并与机油加热循环管路5连通，实现机油的循环加热输送。

其中：机油循环泵7通过第一电磁继电器9与发动机电控单元4电连接，且第一电磁继电器9与发动机电控单元4之间电连接有起保护作用的保险丝11。电加热装置8中的加热丝83通过第二电磁继电器10与发动机电控单元4电连接，且第二电磁继电器10与发动机电控单元4之间也电连接有起保护作用的保险丝11。发动机电控单元4与为整个系统提供电能的蓄电池18。为了防止电路短接过流而损坏发动机电控单元4，发动机电控单元4与为的蓄电池18之间也电连接有保险丝11。

机油循环泵7的的上游位置和下游位置分别设置有三通电磁阀12、14，位于上游侧的三通电磁阀12的剩余端口(即3号端口)与新机油桶13相通，位于下游侧的三通电磁阀14的剩余端口(即3号端口)与废机油桶15相通。三通电磁阀12、14均为二位三通电磁球阀，且分别与发动机电控单元4电连接。

电磁开关阀6和三通电磁阀12之间的机油加热循环管路5上还设置有机油过滤器16。

为了方便操纵控制机油预热和机油更换加注，还相应设置了与发动机电控单元4电连接的按钮开关17，按钮开关17分别是预热按钮开关171、加油按钮开关172和排油按钮开关173。

结合实施例对本发明的工作原理进行详细阐述：

汽车冷启动时，按下预热按钮开关191，此时发动机电控单元4接收到预热机油的指令，同时热电偶2向发动机电控单元4发送机油温度值，当检测到机油温度小于预设值(假定为0℃)时，发动机电控单元4开始执行机油预热程序。发动机电控单元4发出指令，电磁开关阀6打开，同时三通电磁阀12、14的1号端口和2号端口均开通，3号端口均关闭，即主路通道开通，旁路通道关闭；同时第一电磁继电器9和第二电磁继电器10闭合，机油循环泵7和电加热装置8中的加热丝83开始通电工作。如图3中a所示，此时低温粘稠的状态的机油在机油循环泵7的吸力作用下，从油底壳1出油口处流出，经机油加热循环管路5和三通电磁阀12,14开通的主路通道流入供油支路82中，环绕供油支路82的加热丝83对供油支路82中的机油加热。加热后稀薄的机油经机油加热循环管路5流回油底壳1内。机油通过循环往复的加热，油底壳1内的机油温度升高；当件热电偶2采集到的机油温度升高至预设值(假定为0℃)时，发动机电控单元4接收到热电偶2发送的温度信号，停止执行预加热程序。发动机电控单元4发出指令，电磁开关阀6关闭，同时第一电磁继电器9和第二电磁继电器10断开，机油循环泵7和电加热装置8中的加热丝83断电，停止工作。机油循环和加热停止，机油预热过程结束，预热按钮开关171自动复位成断开状态。如果加热过程中出现异常情况，可以再次按下预热按钮开关171，强制预热按钮开关171复位成断开状态，发动机电控单元4接收到预加热停止命令后，迅速切断机油加热循环管路5以及停止机油循环泵7和电加热装置8的工作，停止加热。此时可以顺利启动发动机。

当发动机到达换油周期，需要更换机油，在停车状态下点火钥匙上电，按下排油按钮开关193，发动机电控单元4接收到排油指令后，在确定发动机处于停车状态下执行换油程序。此时发动机电控单元4发出命令，电磁开关阀6打开，上游侧三通电磁阀12的1号端口和2号端口保持开通，3号端口关闭，确保主路通道保持畅通，下游侧三通电磁阀14的1号端口关闭,2号端口和3号端口开通，即主路道路关闭，旁路通道开通；同时第一电磁继电器9闭合，机油循环泵7开使工作。如图3中c所示，油底壳1的机油在机油循环泵7的吸力下流出并经过上游侧三通电磁阀12开通的主路通道和下游侧三通电磁阀14开通的旁路通道进入废机油桶17中，排油过程完成后，排油按钮开关193自动复位。排油过程中如需急停可以再次按下排油按钮开关193，强制排油按钮开关193复位，发动机电控单元4接收到复位信号后，电磁开关阀6关闭，机油循环泵7停止工作，排油结束。

排油完成后按下加油按钮开关192，发动机电控单元4接收到加油指令后，在确定发动机处于停车状态下执行加油程序。电磁开关阀6和加热装置8仍处于关闭状态，此时发动机电控单元4发出命令，上游侧三通电磁阀12的1号端口关闭,号端口和3号端口开通，即主路道路关闭，旁路通道开通；下游侧三通电磁阀14的3号端口关闭，1号端口和2号端口开通，即主路通道开通，旁路通道关闭；同时第一电磁继电器9闭合，机油循环泵7开使工作。如图3中b所示，新机油通过上游侧的三通电磁阀12开通的旁路通道，经过下游侧的三通电磁阀14开通的主路通道、电加热装置8中的供油支路82和机油加热循环管路5进入油底壳1内，完成加油过程。加油过程可以随时按下加油按钮开关192使其复位，发动机电控单元4复位信号后，机油循环泵7停止工作，加油结束。

本实施例中所提到的三通电磁阀12、14为二位三通电磁球阀，二位三通电磁球阀的控制原理是公知技术，在此不做赘述。