一种发动机降温预热装置

1.本实用新型涉及发动机辅助设备相关技术领域，具体涉及一种发动机降温预热装置。


背景技术：

2.现有汽车、船只等交通工具上使用到的发动机，通常在工作过程中，其温度较高，影响发动机的输出功率且容易损坏发动机的部件；为降低发动机的工作温度，传统发动机冷却系统采用冷凝管缠绕在发动机外表面，通过在冷凝管内循环冷却液进而实现对发动机的冷却。
3.但是，上述发动机冷却方式存在的问题在于：冷凝管缠绕在发动机的外表面，并由发动机表面逐渐向发动机内部冷却，导致发动机内部的冷却效率较低，发动机内部很容易因温度过高而损坏部件。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种发动机降温预热装置，通过结合发动机内部冷却系统对发动机进行降温，解决目前传统发动机冷却系统的冷却效率较低的问题。
5.本实用新型公开了一种发动机降温预热装置，包括架体，发动机内设有架体，架体上设有内部冷却系统，内部冷却系统包括降温模块、预热模块、自驱模块，自驱模块置于降温模块、预热模块之间，降温模块、预热模块的驱动端分别与自驱模块上相邻的驱动端相对应；
6.进一步，作为对降温模块的限定：降温模块包括扇体，预热模块包括加热风机，自驱模块包括双轴微型马达和记忆合金；具体连接关系如下：双轴微型马达上固定有记忆合金，记忆合金的另一端固定于架体上；双轴微型马达的双轴上分别同心设有第一直角齿轮、第二直角齿轮；第一直角齿轮的一侧设有扇体，扇体与第三直角齿轮同心固定，第一直角齿轮、第三直角齿轮可进行联动；第二直角齿轮的一侧设有加热风机，加热风机固定于架体上，加热风机的轴体上同心设有第四直角齿轮，第二直角齿轮、第四直角齿轮可形成联动。
7.优化的，扇体的转轴上转接有加强筋，加强筋固定于架体上，加强筋上设有通流孔。
8.作为本技术的另一种优选方案，本技术还包括外部冷却系统，外部冷却系统连接在发动机上；其中，外部冷却系统包括出流管、回流管，发动机的外侧罩设有水套，水套上分别设有出流管、回流管，出流管与节温器连接；节温器上的两出口分别与大循环管、小循环管连接，大循环管、小循环管的另一端均连接在循环泵体的进口上，循环泵体的出口连接回流管；大循环管上设有散热器，小循环管上设有降温器。
9.优化的，作为对外部冷却系统的进一步限定，外部冷却系统还包括储热模块，小循环管上设有储热模块；其中，储热模块包括储热器，储热器的腔体内放置有复合相变材料；
储热器的一端通过第一导管与小循环管连接，第一导管与小循环管的连接处介于降温器、循环泵体之间；储热器的另一端通过第二导管与小循环管连接，第二导管与小循环管的连接处介于降温器、节温器之间；第二导管上安装有第一截止阀，第二导管、小循环管连接处与降温器之间的小循环管上安装有第二截止阀。
10.作为对复合相变材料的优选，复合相变材料由硬脂酸-乙酰胺和膨胀石墨两种材料熔融混合形成。
11.本实用新型的有益效果在于以下几点：
12.第一，本技术通过结合内部冷却系统的降温模块、预热模块、自驱模块，相较于发动机传统外部制冷方式，本技术可以直接对发动机内部气温进行制冷，省去需要从发动机表面向发动机内部冷却的途径，降温效率更高，并将发动机内部的温度维持在恒定范围，避免发动机内的部件因散热不及时出现损坏现象；另一方面，本技术还能对冷启动的发动机进行及时预热，避免发动机内的部件因冷冻出现损坏。
附图说明
13.图1为发动机的局部剖开结构示意图。
14.图2为图1的局部放大图。
15.图3为内部冷却系统的第一状态使用示意图。
16.图4为内部冷却系统的第二状态使用示意图。
17.图5为外部冷却系统的装配结构示意图。
18.图6为储热模块的安装结构示意图。
19.图中，架体1、发动机2、扇体3、加热风机4、双轴微型马达5、记忆合金6、凸缘7、连接体8、第一直角齿轮9、第二直角齿轮10、第三直角齿轮11、第四直角齿轮12、加强筋13、出流管14、回流管15、水套16、节温器17、大循环管18、小循环管19、循环泵体20、散热器21、降温器22、储热模块23、储热器2301、复合相变材料2302、第一导管2303、第二导管2304、第一截止阀24、第二截止阀25。
具体实施方式
20.为了清楚的理解本技术技术方案，下面将结合具体实施例和附图对本技术提供的一种发动机降温预热装置进行详细说明。
21.以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本技术的限制。如在本技术的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本技术以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。
22.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“一个实施例”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味
着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
23.实施例1
24.本实施例提供了一种发动机降温预热装置，参考图1，示出的是发动机2的局部剖开结构示意图（从图1的剖开处可看出，内部冷却系统安装于发动机2的机体内部），包括架体1，架体1安装于发动机2的机体内部，架体1用于对内部冷却系统起到承载和安装的效果。其中，图2示出的图1的局部放大图，结合图1，内部冷却系统包括降温模块、预热模块、自驱模块，降温模块和预热模块分别放置于自驱模块的两侧（降温模块、预热模块、自驱模块与架体1的就近端固定连接），且降温模块、预热模块的驱动端分别与自驱模块上相邻的驱动端相对应；内部冷却系统的工作原理：当发动机2在冷启动时，发动机2的内部温度较低（注：不同发动机2内的部件所能承受的最低温度略有不同，本实施例中发动机2内部温度低于40℃即为冷启动的温度），此时，内部冷却系统中的自驱模块向预热模块靠近，直至自驱模块的驱动端与预热模块的驱动端接触并实现联动，预热模块对发动机2的内部进行加温；与此同时，发动机2在运行时自身不断产生热量。然后，在预热模块的预热和发动机2自身产热的情况下，发动机2内部气温实现回升，当大于冷启动的温度（低于40℃），自驱模块向降温模块靠近，直至自驱模块的驱动端与降温模块的驱动端接触并实现联动，在降温模块的冷却作用下，发动机2内部的温度会保持在90℃至95℃，避免发动机2内部温度过高对部件造成损害。
25.作为对降温模块、预热模块、自驱模块的进一步限定，结合图1和图2，降温模块包括扇体3，预热模块包括加热风机4，自驱模块包括双轴微型马达5和记忆合金6；双轴微型马达5的左右两侧分别焊接有凸缘7，凸缘7上粘接有记忆合金6，记忆合金6的另一端通过连接体8与架体1的相近表面固定；双轴微型马达5（市面上可以购买到的现有产品，此处不再赘述，型号：jgy370）的双轴上分别同心固接有第一直角齿轮9和第二直角齿轮10；第一直角齿轮9的一侧设有扇体3，扇体3的转轴通过轴承（图中未出示出）转接在架体1的相邻侧上，扇体3的转轴末端上同心固定有第三直角齿轮11，第一直角齿轮9、第三直角齿轮11可以构成直角齿轮组并进行联动；第二直角齿轮10的一侧设有加热风机4，加热风机4通过加强筋13连接在架体1的相邻侧上，加热风机4的轴体上同心固定有第四直角齿轮12，第二直角齿轮10、第四直角齿轮12可以构成直角齿轮组并进行联动。
26.降温模块、预热模块、自驱模块相互配合的工作原理：首先，在发动机2冷启动（低于40℃）时，如图3所示，示出的是内部冷却系统的第一状态使用示意图，记忆合金6（本实施例中，记忆合金6选用镍钛合金，镍钛合金的变态温度为40℃左右）会发生收缩，收缩的记忆合金6相应拉动双轴微型马达5向加热风机4方向移动，直至双轴微型马达5上的第二直角齿轮10与第四直角齿轮12接触并形成联动（注：记忆合金6最终的形变长度刚好保证第二、第四直角齿轮接触，不会影响到第二、第四直角齿轮之间的联动），加热风机4被迫启动进行制热。
27.然后，随着发动机2机体内气温的回升，当气温大于40℃时，如图4所示，示出的是内部冷却系统的第二状态使用示意图，记忆合金6发生膨胀，膨胀的记忆合金6带动双轴微型马达5向扇体3方向移动，直至双轴微型马达5上第一直角齿轮9与扇体3上的第三直角齿轮11接触并进行联动（注：记忆合金6最终的形变长度刚好保证第一、第三直角齿轮接触，不会影响到第一、第三直角齿轮之间的联动），扇体3启动并进行制冷，扇体3可以将发动机2机
体内的温度维持在90℃至95℃。
28.本技术通过结合内部冷却系统的降温模块、预热模块、自驱模块，相较于发动机2传统外部制冷方式，本技术可以直接对发动机2内部气温进行制冷，省去需要从发动机2表面向发动机2内部冷却的途径，降温效率更高，并将发动机2内部的温度维持在恒定范围，避免发动机2内的部件因散热不及时出现损坏现象；另一方面，本技术还能对冷启动的发动机2进行及时预热，避免发动机2内的部件因冷冻出现损坏。
29.进一步的，为了避免扇体3转轴因承载力不足出现折断的情况，基于此，参见图1至图4，扇体3转轴上转接有加强筋13，加强筋13焊接在架体1上；加强筋13上设有通流孔，方便周围的气流能够实现流通。
30.实施例2
31.为了能够进一步提高发动机2的制冷效果，为此，如图5所示，示出的是外部冷却系统的装配结构示意图，外部冷却系统连接在发动机2上，具体结构如下。
32.外部冷却系统包括出流管14、回流管15，发动机2的外侧罩设有水套16，水套16上分别连接有出流管14、回流管15，出流管14上连接有节温器17（选用的型号：eq6100-1型，市面上可以购买到的现有产品，此处不再赘述）；节温器17上的两出口分别与大循环管18、小循环管19连接，大循环管18、小循环管19的另一端均连接在循环泵体20的进口上，循环泵体20的出口与回流管15连接；大循环管18上安装有散热器21，小循环管19上安装有降温器22（降温器22为现有产品，可以直接使用微型风机，降温器22能够对经过此处的冷却液进行微小降温，2℃左右）；小循环管19、循环泵体20、出流管14、回流管15与水套16共同构成小循环外部冷却系统，大循环管18、循环泵体20、出流管14、回流管15与水套16共同构成大循环外部冷却系统。
33.外部冷却系统的工作原理：使用时，参见图5，预先在节温器17中设置定值，通过定值对大循环管18的通、断实现控制（本实施例中定值设定为55℃，55℃为本技术中另一个冷启动温度），当冷却液的温度低于定值（55℃）时，节温器17切断水壳中的冷却液进入大循环管18，使冷却液只通过小循环外部冷却系统进行循环，减小了冷却液的循环途径，减少发动机2的热量散失直至回温（配合内部冷却系统中降温模块的降温）。当冷却液的温度高于定值（55℃）时，节温器17使大循环管18与水套16恢复连通；同时，在节温器17的调控作用下，一部分温度较高的冷却液进入大循环冷却系统进行降温处理，另一部分温度稍低的冷却液进入小循环冷却系统进行温度微降，通过大、小循环冷却系统、内部冷却系统中预热模块的共同作用，将发动机2内部的温度维持在90℃至95℃（90℃至95℃为发动机2的正常工作温度）。注：通常，在小循环管19与水壳处于通路时，进入小循环冷却系统的冷却液温度低于67℃，进入大循环冷却系统的冷却液温度高于67℃，当然，还需要根据发动机2的型号，对进入大、小冷却循环系统的温度做出相应调整。
34.进一步的，由于发动机2产生的余热较多，只有三分之一的余热在预热等环节被利用，造成能源的浪费；为此，如图6所示，示出的是储热模块23的安装结构示意图，储热模块23连接于小循环管19上；其中，储热模块23包括储热器2301，储热器2301的腔体内放置有复合相变材料2302，复合相变材料2302由硬脂酸-乙酰胺和膨胀石墨两种材料熔融混合形成（膨胀石墨所占比例通常在4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、80%、90%中任选其一，配比不是本技术保护内容，此处不再赘述），硬脂酸-乙酰胺、膨胀石墨均为现有技术；储热器2301的一
端通过第一导管2303与小循环管19连接（第一导管2303与小循环管19的连接处介于降温器22、循环泵体20之间），储热器2301的另一端通过第二导管2304与小循环管19连接（第二导管2304与小循环管19的连接处介于降温器22、节温器17之间）；第二导管2304上安装有第一截止阀24，第二导管2304、小循环管19连接处与降温器22之间的小循环管19上安装有第二截止阀25。
35.储热模块23的工作原理：当发动机2不在冷启动温度的范围内时（通常低于55℃），冷却液在大循环冷却系统内进行大循环，同时也有小部分冷却液在小循环冷却系统内进行小循环；在冷却液流经小循环管19时，第一截止阀24、第二截止阀25全部开启，另一部分冷却液将流经蓄热器，此时冷却液温度高于复合相变材料2302温度（通常，该复合相变材料2302相变温度为50.39℃，相变潜热为163.24j/g），复合相变材料2302发生相变，复合相变材料2302由固态变为液态，复合相变材料2302吸收热量之后将其储存，随之该冷却液回到储存箱体，不断循环。
36.当发动机2在冷启动时，冷却液处于小循环模式，第一截止阀24关闭，第二截止阀25打开，冷却液流经蓄热器时温度低于复合相变材料2302，复合相变材料2302发生相变，复合相变材料2302由液态变为固态，冷却液吸收热量后温度不断升高，预热完成之后恢复大循环路线。