CN219327577U - 发动机总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发动机总成及车辆，该发动机总成包括发动机，发动机包括缸盖和气缸，缸盖上设有排气通道，排气通道具有与气缸连通的排气口，缸盖上还设有用于打开或关闭排气口的排气门，发动机总成还包括喷水装置，喷水装置包括集水部、输水部以及抽水部；其中，集水部用于存储冷却水；输水部的一端与集水部连接，另一端设置于排气通道内朝向排气口的位置处，以向排气门喷射冷却水；抽水部用于将集水部的冷却水通过输水部喷射到排气门，以对排气门进行冷却。由此，能够有效降低发动机气缸内的温度，减少了气缸内产生的爆震问题发生的概率，增加了燃烧热效率。而且输水部是将冷却水输送到排气门进行喷射降温的，不会引起点火困难的问题。

Description

发动机总成及车辆

技术领域

本实用新型属于车辆发动机技术领域，特别涉及一种发动机总成及车辆。

背景技术

混合动力汽车兼具传统燃油汽车和电动汽车的优点，是汽车行业发展的方向。混合动力汽车专用发动机匹配超高压缩比以追求更高的热效率，但是，高压缩比下的缸内爆震会影响热效率，严重时还可能造成发动机损坏。

目前，解决混合动力汽车的发动机在高压缩比下的爆震问题主要有两种方式：一种是通过三维计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)优化燃烧系统，这种方式效果明显，但与混合动力汽车专用发动机的超高压缩比设计匹配比较困难，而且需要工程师有足够的设计经验，从设计到样机也需要较长时间。第二种是很多工程师研究的缸内喷水或者进气道喷水，这种方式效果显著，但是喷水量和喷水时刻难以控制。在喷水过程中，如果喷水量过多，部分水在气缸内无法吸收足够热量形成水蒸气，与气缸内的燃油会形成油水混合物，影响气缸内的燃烧速率，油耗大幅升高。如果喷水量少，则吸收的混合气热量少，缸内温度降低不明显，相应的爆震程度无法减弱。而且，现有的缸内喷水技术，由于喷水口在气缸内部，在喷水的过程中会造成点火困难的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中的为了改善混合动力汽车的发动机在高压缩比下的爆震而采用的缸内喷水，由于喷水口在气缸内部，在喷水的过程中会造成点火困难的问题。

为解决上述问题，本实用新型的实施方式公开了一种发动机总成，包括发动机，发动机包括缸盖和气缸，缸盖上设有排气通道，排气通道具有与气缸连通的排气口，缸盖上还设有用于打开或关闭排气口的排气门，发动机总成还包括喷水装置，喷水装置包括集水部、输水部以及抽水部；其中，

集水部用于存储冷却水；

输水部的一端与集水部连接，另一端设置于排气通道内朝向排气口的位置处，以向排气门喷射冷却水；

抽水部用于将集水部的冷却水通过输水部喷射到排气门，以对排气门进行冷却。

采用上述技术方案，在车辆运行过程中，发动机的排气门需要降温的时候，利用喷水装置中的抽水部通过输水部从集水部中抽取冷却水，并将冷却水通过输水部喷射到排气门，对发动机的排气门进行降温。由此，可以对发动机的缸盖、活塞等部件起到冷却作用，能够有效降低发动机气缸内油气混合物的燃烧温度，减少了气缸内产生的爆震问题的发生概率，抑制了爆震，优化了点火时刻，增加了发动机燃烧热效率和燃油经济性。并且通过降低发动机气缸内的燃烧温度能够抑制氮氧化物的生成，有利于提升发动机的排放特性。

进一步地，输水部是将冷却水输送到排气门进行喷射降温的，喷射的冷却水不会进入发动机气缸内部，因此不会引起点火困难的问题。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型实施方式公开的发动机总成，发动机总成还包括发动机冷却液流路，发动机冷却液流路用于对发动机进行冷却；

发动机冷却液流路的一部分设置于集水部的周侧。

采用上述技术方案，将发动机冷却液流路的一部分设置于集水部的周侧，使得集水部的周围有部分发动机冷却液流动，可以防止冬季冷却水结冰冻裂集水部。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型实施方式公开的发动机总成，喷水装置还包括控制部，控制部设置于输水部的另一端；

通过控制部可控制输水部的一端与另一端之间的流路的通断，以控制喷水装置的状态。

采用上述技术方案，在输水部的另一端设置控制部，通过控制部控制输水部的一端与另一端之间的流路的通断，便于控制喷水装置的状态。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型实施方式公开的发动机总成，控制部为电磁阀；

当电磁阀关闭时，输水部的一端与另一端之间的流路断开，输水部的另一端不能向排气门喷射冷却水；

当电磁阀打开时，输水部的一端与另一端之间的流路连通，使得输水部的另一端可向排气门喷射冷却水。

采用上述技术方案，通过电磁阀来控制输水部的一端与另一端之间的流路的断开与连通，易于设置与控制。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型实施方式公开的发动机总成，发动机总成还包括温度传感器，温度传感器设置于排气口处，用于检测排气口排出的气体温度。

采用上述技术方案，将温度传感器设置于排气口处，能够实时地检测排气口排出的气体的温度，更加便于控制喷水装置喷射冷却水的时机。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型实施方式公开的发动机总成，抽水部为高压水泵。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型实施方式公开的发动机总成，集水部为集水箱，集水箱设有进水口以及出水口，进水口用于供冷却水流入，出水口与输水部的一端连接，以使集水箱内的冷却水可流向输水部。

采用上述技术方案，将集水部设置为集水箱，并在集水箱上设置进水口以及出水口，更加便于冷却水的收集与使用。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型实施方式公开的发动机总成，输水部为喷水管，喷水管的另一端设置有至少一个喷水孔，以通过至少一个喷水孔向排气门喷射冷却水。

采用上述技术方案，将输水部设置为喷水管，并在喷水管的另一端设置至少一个喷水孔，用喷水管在喷射冷却水的过程中，便于调整喷射角度，至少一个喷水孔能够使得冷却水的均匀喷射。

本实用新型还公开了一种车辆，包括如前所述的发动机总成。

根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型实施方式公开的车辆，车辆还包括空调系统，空调系统包括制冷剂回路和空调出风风道，制冷剂回路包括蒸发器，蒸发器设置于空调出风风道内，可使空调出风风道内的空气中含有的水汽经过蒸发器时凝结成水珠；

车辆还包括水汽分离装置和过滤器，水汽分离装置设置于空调出风风道内位于蒸发器的下游位置处，水汽分离装置具有进气口、出气口以及排水口；

其中，经过蒸发器后含有水珠的水汽可从水汽分离装置的进气口进入水汽分离装置，水汽分离装置可对含有水珠的水汽进行分离，得到干燥气体和分离水，干燥气体从出气口排出，分离水从排水口排出；

过滤器的一端与水汽分离装置的排水口连接，过滤器的另一端与集水部连接，过滤器用于对排水口排出的分离水进行过滤，得到净水，并将净水作为冷却水存储在集水部。

采用上述技术方案，将车辆空调系统的空调出风风道内的空气中含有的水汽凝结成水珠，并通过水汽分离装置得到分离水，将分离水通过过滤器，得到冷却水存储在集水部。由此，在车辆的行驶过程中，便能实现对集水部中的冷却水进行补充，不需要专门人为停车去补充冷却水，提升了用户体验感。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的发动机总成以及车辆，在车辆运行过程中，发动机的排气门需要降温的时候，利用喷水装置中的抽水部通过输水部从集水部中抽取冷却水，并将冷却水通过输水部喷射到排气门，对发动机的排气门进行降温。由此，可以对发动机的缸盖、活塞等部件起到冷却作用，能够有效降低发动机气缸内油气混合物的燃烧温度，减少了气缸内产生的爆震问题的发生概率，抑制了爆震，优化了点火时刻，增加了发动机燃烧热效率和燃油经济性。并且通过降低发动机气缸内的燃烧温度能够抑制氮氧化物的生成，有利于提升发动机的排放特性。

进一步地，输水部是将冷却水输送到排气门进行喷射降温的，喷射的冷却水不会进入发动机气缸内部，因此不会引起点火困难的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的发动机总成中发动机的缸盖与气缸的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的发动机总成中喷水装置的框架示意图；

图3是本实用新型实施例提供的车辆的空调出风风道的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的发动机总成在车辆行驶过程中的一种应用场景示意图。

附图标记说明：

100：发动机；

101：缸盖；1011：排气通道；1012：排气口；1013：排气门；102：气缸；

200：喷水装置；

201：集水部；202：输水部；203：抽水部；204：控制部；

300：空调出风风道；

301：鼓风机；302：蒸发器；303：温度风门；304：热敏电阻芯片；305：水汽分离装置。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

为解决现有技术中的为了改善混合动力汽车的发动机在高压缩比下的爆震而采用的缸内喷水，由于喷水口在气缸内部，在喷水的过程中会造成点火困难的问题。本实用新型提供了一种发动机总成，能够有效降低发动机气缸内的温度。

实施例1

接下来，参见图1-图2，对本实用新型提供的发动机总成的具体实施过程与优点进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型提供的发动机总成，包括发动机100，发动机100包括缸盖101和气缸102，缸盖101上设有排气通道1011，排气通道1011具有与气缸102连通的排气口1012，缸盖101上还设有用于打开或关闭排气口1012的排气门1013。

如图1-图2所示，发动机总成还包括喷水装置200，喷水装置200包括集水部201、输水部202以及抽水部203。

其中，集水部201用于存储冷却水。

输水部202的一端与集水部201连接，如图1所示，输水部202的另一端设置于排气通道1011内朝向排气口1012的位置处，以向排气门1013喷射冷却水。

抽水部203用于将集水部201的冷却水通过输水部202喷射到排气门1013，以对排气门1013进行冷却。

在车辆运行过程中，发动机100的排气门1013需要降温的时候，利用喷水装置200中的抽水部203通过输水部202从集水部201中抽取冷却水，并将冷却水通过输水部202喷射到排气门1013，对发动机100的排气门1013进行降温。由此，可以对发动机的缸盖、活塞等部件起到冷却作用，能够有效降低发动机气缸内油气混合物的燃烧温度，减少了气缸内产生的爆震问题的发生概率，抑制了爆震，优化了点火时刻，增加了发动机燃烧热效率和燃油经济性。并且通过降低发动机气缸内的燃烧温度能够抑制氮氧化物的生成，有利于提升发动机的排放特性。

进一步地，输水部是将冷却水输送到排气门进行喷射降温的，喷射的冷却水不会进入发动机气缸内部，因此不会引起点火困难的问题。

在一种具体的实施方式中，发动机总成还包括发动机冷却液流路(图中未示出)，发动机冷却液流路用于对发动机进行冷却；发动机冷却液流路的一部分设置于集水部201的周侧。

将发动机冷却液流路的一部分设置于集水部201的周侧，使得集水部201的周围有部分发动机冷却液流动，可以防止冬季冷却水结冰冻裂集水部201。

在一种具体的实施方式中，喷水装置200还包括控制部204，控制部204设置于输水部202的另一端。

通过控制部204可控制输水部202的一端与另一端之间的流路的通断，以控制喷水装置200的状态。在输水部202的另一端设置控制部204，通过控制部204控制输水部202的一端与另一端之间的流路的通断，便于控制喷水装置200的状态。

在一种具体的实施方式中，控制部204为电磁阀。

当电磁阀关闭时，输水部202的一端与另一端之间的流路断开，输水部202的另一端不能向排气门1013喷射冷却水。

当电磁阀打开时，输水部202的一端与另一端之间的流路连通，使得输水部202的另一端可向排气门1013喷射冷却水。通过电磁阀来控制输水部202的一端与另一端之间的流路的断开与连通，易于设置与控制。

具体地，在通过电磁阀来控制输水部202的通断的过程中，可以利用发动机100的各传感器采集当前车辆行驶过程中发动机的工况的参数信息，包括转速、负荷、排气温度以及曲轴转角等，根据这些参数信息判断是否向排气门1013喷水。当发动机100转速、负荷达到目标工况时，如果实际排气温度高于预设的排气温度限值，则控制输水部202的电磁阀开启，喷水过程中排气门1013不可以开启，对于带发动机可变气门正时(Variable ValveTiming，VVT)的发动机，电磁阀的开启与关闭时刻应随发动机100的曲轴转角发生变化，输水部202喷完后检测实时排气温度，若实时排气温度低于目标排气温度时结束喷水，通过对喷水后发动机100的排气温度进行检测可以实现对发动机100喷水进行定量设置。

在一种具体的实施方式中，发动机总成还包括温度传感器(图中未示出)，温度传感器设置于排气口1012处，用于检测排气口1012排出的气体温度。将温度传感器设置于排气口1012处，能够实时地检测排气口1012排出的气体的温度，更加便于控制喷水装置200喷射冷却水的时机。

在一种具体的实施方式中，抽水部203为高压水泵。

在一种具体的实施方式中，集水部201为集水箱，集水箱设有进水口以及出水口，进水口用于供冷却水流入，出水口与输水部202的一端连接，以使集水箱内的冷却水可流向输水部202。将集水部201设置为集水箱，并在集水箱上设置进水口以及出水口，更加便于冷却水的收集与使用。

在一种具体的实施方式中，输水部202为喷水管，喷水管的另一端设置有至少一个喷水孔，以通过至少一个喷水孔向排气门喷射冷却水。将输水部202设置为喷水管，并在喷水管的另一端设置至少一个喷水孔，用喷水管在喷射冷却水的过程中，便于调整喷射角度，至少一个喷水孔能够使得冷却水的喷射均匀。

具体地，喷水管向排气门1013进行喷射冷却水的喷射角度以及至少一个喷水孔的喷孔直径，喷水孔的个数，均可以根据实际需要进行调整，以使冷却水的喷射均匀，能够具有更好的冷却效果。

实施例2

本实用新型提供了一种车辆，包括如实施例1的发动机总成。

在一种具体的实施方式中，该车辆还包括空调系统，空调系统包括制冷剂回路和空调出风风道，制冷剂回路包括依次串联连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。

图3所示为一种具体实施方式中空调系统的空调出风风道300的结构示意图。空调出风风道300设置有鼓风机301、蒸发器302、温度风门303、热敏电阻芯片(PositiveTemperature Coefficient，PTC)304以及水汽分离装置305。

其中，蒸发器302设置于空调出风风道300内，在空调的制冷剂回路中，制冷剂在蒸发器302内部蒸发并从空调出风风道300中吸热，使制冷剂从低温低压液体变成低温低压气体，并对进入空调出风风道300中的热空气进行冷却，使得空调出风风道300中的热空气中含有的水汽经过蒸发器302时遇冷凝结成小水珠。当温度风门303放在冷却的位置时，空调出风风道300中被蒸发器302吸热后的空气不经过热敏电阻芯片304，直接从出风口排出，以对乘客舱进行制冷，当温度风门303放在全热的位置时，空调出风风道300中被蒸发器302吸热后的空气经过热敏电阻芯片304加热后从出风口排出，以对乘客舱进行制热。

进一步地，如图3所示，水汽分离装置305设置于空调出风风道300内位于蒸发器302的下游位置处，水汽分离装置305具有进气口、出气口以及排水口。

其中，经过蒸发器302后含有水珠的水汽可从水汽分离装置305的进气口进入水汽分离装置305，水汽分离装置305可对含有水珠的水汽进行分离，得到干燥气体和分离水，干燥气体从出气口排出，分离水从排水口排出。

该车辆还包括过滤器，过滤器的一端与水汽分离装置305的排水口连接，过滤器的另一端与集水部201连接，过滤器用于对排水口排出的分离水进行过滤，得到净水，并将净水作为冷却水存储在集水部201。将车辆空调系统的空调出风风道300内的空气中含有的水汽凝结成水珠，并通过水汽分离装置305分离得到分离水，将分离水通过过滤器，得到冷却水存储在集水部201。由此，在车辆的行驶过程，便能实现对集水部201中的冷却水进行补充，不再需要专门人为的停车去补充冷却水，提升了用户体验感。

需要说明的是，车辆的空调系统在春秋季节的产水量并不是很多，因此，为了保证集水部201中冷却水水量的充足，可以直接向集水部201添加冷却水，以满足冷却水水量的需求。

在一种具体的实施方式中，如图4所示，空调系统中的制冷剂回路包括依次串联连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。环境空气在经过空调系统中的蒸发器的时候，蒸发器内部的液态制冷剂转化成气态的过程中蒸发吸热，蒸发器温度降低，空调管路中的热空气经过蒸发器时遇冷凝结成小水珠，经过水汽分离器，得到的分离水通过水气分离器(作为水汽分离装置的一种示例)的排水口进入到水滤器(作为过滤器的一种示例)中，过滤后得到的干净水(即冷却水)存到集水箱中。当排气系统温度传感器检测到排气门的温度过高时，高压水泵会抽取集水箱中的冷却水，同时设置于喷水管的另一端的电磁阀开启，通过喷水管喷射冷却水到排气门上，当温度传感器检测排气温度低于目标排气温度，电磁阀关闭，喷水管则停止喷射冷却水。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种发动机总成，包括发动机，所述发动机包括缸盖和气缸，所述缸盖上设有排气通道，所述排气通道具有与所述气缸连通的排气口，所述缸盖上还设有用于打开或关闭所述排气口的排气门，其特征在于，所述发动机总成还包括喷水装置，所述喷水装置包括集水部、输水部以及抽水部；其中，

所述集水部用于存储冷却水；

所述输水部的一端与所述集水部连接，另一端设置于所述排气通道内朝向所述排气口的位置处，以向所述排气门喷射冷却水；

所述抽水部用于将所述集水部的冷却水通过所述输水部喷射到所述排气门，以对所述排气门进行冷却。

2.如权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机总成还包括发动机冷却液流路，所述发动机冷却液流路用于对所述发动机进行冷却；

所述发动机冷却液流路的一部分设置于所述集水部的周侧。

3.如权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述喷水装置还包括控制部，所述控制部设置于所述输水部的所述另一端；

通过所述控制部可控制所述输水部的所述一端与所述另一端之间的流路的通断，以控制所述喷水装置的状态。

4.如权利要求3所述的发动机总成，其特征在于，所述控制部为电磁阀；

当所述电磁阀关闭时，所述输水部的所述一端与所述另一端之间的流路断开，所述输水部的所述另一端不能向所述排气门喷射冷却水；

当所述电磁阀打开时，所述输水部的所述一端与所述另一端之间的流路连通，使得所述输水部的所述另一端可向所述排气门喷射冷却水。

5.如权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机总成还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述排气口处，用于检测所述排气口排出的气体温度。

6.如权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述抽水部为高压水泵。

7.如权利要求1-6任一项所述的发动机总成，其特征在于，所述集水部为集水箱，所述集水箱设有进水口以及出水口，所述进水口用于供冷却水流入，所述出水口与所述输水部的所述一端连接，以使所述集水箱内的冷却水可流向所述输水部。

8.如权利要求1-6任一项所述的发动机总成，其特征在于，所述输水部为喷水管，所述喷水管的另一端设置有至少一个喷水孔，以通过所述至少一个喷水孔向所述排气门喷射冷却水。

9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的发动机总成。

10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括空调系统，所述空调系统包括制冷剂回路和空调出风风道，所述制冷剂回路包括蒸发器，所述蒸发器设置于所述空调出风风道内，可使所述空调出风风道内的空气中含有的水汽经过所述蒸发器时凝结成水珠；

所述车辆还包括水汽分离装置和过滤器，所述水汽分离装置设置于所述空调出风风道内位于所述蒸发器的下游位置处，所述水汽分离装置具有进气口、出气口以及排水口；

其中，经过所述蒸发器后含有水珠的水汽可从所述水汽分离装置的所述进气口进入所述水汽分离装置，所述水汽分离装置可对含有水珠的水汽进行分离，得到干燥气体和分离水，所述干燥气体从所述出气口排出，所述分离水从所述排水口排出；

所述过滤器的一端与所述水汽分离装置的所述排水口连接，所述过滤器的另一端与所述集水部连接，所述过滤器用于对所述排水口排出的分离水进行过滤，得到净水，并将所述净水作为冷却水存储在所述集水部。

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