CN103410591B - 一种汽车发动机废气热交换系统 - Google Patents

一种汽车发动机废气热交换系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103410591B
CN103410591B CN201310317447.7A CN201310317447A CN103410591B CN 103410591 B CN103410591 B CN 103410591B CN 201310317447 A CN201310317447 A CN 201310317447A CN 103410591 B CN103410591 B CN 103410591B
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust
engine
air
pipeline
heat exchange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310317447.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103410591A (zh
Inventor
贾殿臣
段景辉
魏洪伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Great Wall Motor Co Ltd
Original Assignee
Great Wall Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Great Wall Motor Co Ltd filed Critical Great Wall Motor Co Ltd
Priority to CN201310317447.7A priority Critical patent/CN103410591B/zh
Publication of CN103410591A publication Critical patent/CN103410591A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103410591B publication Critical patent/CN103410591B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

一种汽车发动机废气热交换系统，用于实现发动机废气能量的再利用，达到节能减排和提高车辆舒适性的目的。它包括汽车暖风机循环管路、发动机排气管路和发动机进气管路，所述汽车暖风机循环管路中充满循环水介质，它与汽车暖风机的进水口和出水口连接，其特别之处在于：在汽车暖风机循环管路上设有与发动机排气管路并联的第一热交换水套和与发动机进气管路并联的第二热交换水套。本发明能充分利用发动机的废气能量，不仅提高了发动机的热效率，改善发动机经济性和排放性能，而且满足了车辆驾乘舒适性的要求。

Description

一种汽车发动机废气热交换系统
技术领域
本发明涉及一种热交换系统，尤其是一种汽车发动机废气热交换系统，属于内燃机技术领域。
背景技术
二十一世纪的汽车工业正朝着智能、经济、绿色环保的方向发展，特别是在发动机领域智能启停、轻量化、喷油策略、提高热效率等技术的研究越来越受到重视，与此同时人们对车辆驾乘舒适性也提出了更高的要求。
目前汽车发动机存在以下方面的缺陷：一是燃料燃烧产生的热能大部分随发动机的排气带走，发动机的热效率较低；二是在起动或暖机工况及环境温度较低的时候，进气温度及燃料燃烧温度偏低，燃料不能被充分燃烧，不仅影响了车辆的经济性能，而且使得HC排放达不到标准要求；三是由于冬季气候寒冷，为提高驾驶室内温度，需要由发动机水冷却系统与发动机缸体热交换为暖风机提供热量，由此导致车辆燃油消耗量增大，经济性变差，同时还存在驾驶室内暖风快速响应性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种能充分利用发动机的废气能量、提高发动机的热效率、改善发动机经济性和排放性能，满足车辆驾乘舒适性要求的汽车发动机废气热交换系统。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种汽车发动机废气热交换系统，它包括汽车暖风机循环管路、发动机排气管路和发动机进气管路，所述汽车暖风机循环管路中充满循环水介质，它与汽车暖风机的进水口和出水口连接，其特别之处在于：在汽车暖风机循环管路上设有与发动机排气管路并联的第一热交换水套和与发动机进气管路并联的第二热交换水套。
上述汽车发动机废气热交换系统，所述暖风机循环管路上还设有电子水泵，所述电子水泵安装在暖风机出水口与第一热交换水套进水口之间，电子水泵由发动机ECU控制。
上述汽车发动机废气热交换系统，所述发动机排气管路与废气涡轮增压器的涡轮机部分连通，在发动机排气管路上设有三元催化转化器和排气组合管，所述三元催化转化器进气口与废气涡轮增压器的废气出口连接，其出气口与排气组合管进气口连接，所述排气组合管套装在汽车暖风机循环介质管路的第一热交换水套内腔中。
上述汽车发动机废气热交换系统，所述发动机进气管路与废气涡轮增压器的压气机部分连通，在发动机进气管路上设有中冷器和进气组合管，所述中冷器出气口与进气组合管的进气口连接，所述进气组合管套装在汽车暖风机循环介质管路的第二热交换水套内腔中。
上述汽车发动机废气热交换系统，所述发动机进气管路上还设有第一进气温度传感器，所述第一进气温度传感器位于废气涡轮增压器的压气机部分空气入口前面；所述发动机进气管路上还设有第二进气温度传感器，所述第二进气温度传感器位于进气组合管的后面；当第一进气温度传感器检测到环境温度低于设定的参数时， 发动机ECU发出指令驱动电子水泵运转，使循环水介质在暖风机循环管路中流动，通过第二热交换水套对空气进行预热，直至进气温度达到适宜温度时，ECU接受第二进气温度传感器信号，发出停止电子水泵运转的命令。
本发明通过暖风机循环管路上第一热交换水套实现循环水介质与发动机高温废气的热交换，由循环水介质吸收废气热量，使循环水介质温度升高；本发明通过暖风机循环管路上第二热交换水套实现循环水介质与发动机进气的热交换，当发动机处于起动或暖机工况及环境温度较低的时候，由循环水介质释放部分能量，使发动机进气温度提高，满足了发动机正常运转要求，同时循环水介质为暖风机提供热交换能量；本发明通过第一进气温度传感器、第二进气温度传感器检测发动机进气管路不同位置处的进气温度，并由发动机ECU控制电子水泵的工作状态，当位于废气涡轮增压器的空气入口前面的第一进气温度传感器检测到环境温度低于设定的参数（进气温度＜5℃）时， 发动机ECU发出指令驱动电子水泵运转，使循环水介质在暖风机循环管路中流动，通过第二热交换水套对空气进行预热，直至进气温度达到适宜温度（20℃）时，ECU会接受位于进气组合管后面的第二进气温度传感器信号，发出停止电子水泵运转的命令；同样，在寒冷的冬季时，当驾驶室内的温度低于设定值（12℃）时，发动机 ECU发出指令，电子水泵运转，通过第一热交换水套使循环水介质吸收废气热量，为暖风机提供热交换能量。
本发明的有益效果还表现在以下四个方面：一是通过对进气温度预热能够实现冬季发动机启动后的快速暖车，较常规暖车时间缩短3分钟，可节省怠速工况燃油消耗30%；二是利用废气热量为暖风提供辅助热源，能够缩短因冬季怠速空调系统运转（除霜/除冷气）而引起的怠速时间延长，减少因空调系统运转使发动机转速提高增加的能量消耗以及空调系统运转的能量消耗，可节省燃油15%；三是利用废气热量对暖风提供热源，能够提高空调的快速响应性能，较常规响应性提高25%；四是通过对进气预热能够提高燃烧室内的工作温度，减少冷态工况下HC排放约10%。总之，本发明能充分利用发动机的废气能量，不仅提高了发动机的热效率，改善发动机经济性和排放性能，而且满足了车辆驾乘舒适性的要求。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明结构布置示意图。
图中各标号清单为：1、第一进气温度传感器，2、废气涡轮增压器，3、中冷器，4、进气组合管，5、第二热交换水套，6、第二进气温度传感器，7、暖风机，8、电子水泵，9、第一热交换水套，10、排气组合管，11、三元催化转化器。
具体实施方式
参看图 1，本发明包括汽车暖风机循环管路、发动机排气管路和发动机进气管路，所述汽车暖风机循环管路中充满循环水介质，它与汽车暖风机的进水口和出水口连接，其特别之处在于：在汽车暖风机循环管路上设有与发动机排气管路并联的第一热交换水套9和与发动机进气管路并联的第二热交换水套5，在暖风机循环管路上还设有电子水泵8，所述电子水泵8安装在暖风机7出水口与第一热交换水套9进水口之间，电子水泵8由发动机ECU控制。
参看图1，本发明的发动机排气管路与废气涡轮增压器2的涡轮机部分连通，在发动机排气管路上设有三元催化转化器11和排气组合管10，所述三元催化转化器11的进气口与废气涡轮增压器2的废气出口连接，其出气口与排气组合管10的进气口连接，所述排气组合管10套装在汽车暖风机循环介质管路的第一热交换水套5内腔中。
参看图1，本发明的发动机进气管路与废气涡轮增压器2的压气机部分连通，在发动机进气管路上设有中冷器3和进气组合管4，所述中冷器3出气口与进气组合管4的进气口连接，所述进气组合管4套装在汽车暖风机循环介质管路的第二热交换水套5内腔中；在发动机进气管路上还设有第一进气温度传感器1和第二进气温度传感器6，所述第一进气温度传感器1位于废气涡轮增压器2的压气机部分空气入口前面，所述第二进气温度传感器6位于进气组合管4的后面。
本发明可利用发动机废气实现发动机的进气预热和暖风机热交换能量的供应，它通过暖风机循环管路上第一热交换水套9实现循环水介质与发动机高温废气的热交换，由循环水介质吸收废气热量，使循环水介质温度升高；本发明通过暖风机循环管路上第二热交换水套5实现循环水介质与发动机进气的热交换，当发动机处于起动或暖机工况及环境温度较低的时候，由循环水介质释放部分能量，使发动机进气温度提高，满足了发动机正常运转要求，同时为暖风机提供热交换能量。本发明通过第一进气温度传感器1、第二进气温度传感器6分别检测发动机进气管路不同位置处的进气温度，并由发动机ECU控制电子水泵8的工作状态，当位于废气涡轮增压器2空气入口前面的第一进气温度传感器1检测到环境温度低于设定的参数（进气温度＜5℃）时， 发动机ECU发出指令驱动电子水泵8运转，使循环水介质在暖风机循环管路中流动，通过第二热交换水套5对空气进行预热，直至进气温度达到适宜温度（20℃）时，ECU会接受位于进气组合管10后面的第二进气温度传感器6信号，发出停止电子水泵8运转的命令；同样，在寒冷的冬季时，当驾驶室内的温度低于设定值（12℃）时，发动机 ECU发出指令，电子水泵8运转，通过第一热交换水套9使循环水介质吸收废气热量，为暖风机7提供热交换能量。

Claims (2)

1.一种汽车发动机废气热交换系统，包括汽车暖风机循环管路、发动机排气管路和发动机进气管路，所述汽车暖风机循环管路中充满循环水介质，它与汽车暖风机的进水口和出水口连接，其特征是，在汽车暖风机循环管路上设有与发动机排气管路并联的第一热交换水套（9）和与发动机进气管路并联的第二热交换水套（5）；
所述暖风机循环管路上还设有电子水泵（8），所述电子水泵（8）安装在暖风机（7）出水口与第一热交换水套（9）进水口之间，电子水泵（8）由发动机ECU控制；
所述发动机进气管路上设有第一进气温度传感器（1），所述第一进气温度传感器（1）位于废气涡轮增压器（2）的压气机部分空气入口前面；当第一进气温度传感器（1）检测到环境温度低于设定的参数时， 发动机ECU发出指令驱动电子水泵运转，使循环水介质在暖风机循环管路中流动，通过第二热交换水套（5）对空气进行预热；
所述发动机排气管路与废气涡轮增压器（2）的涡轮机部分连通，在发动机排气管路上设有三元催化转化器（11）和排气组合管（10），所述三元催化转化器（11）的进气口与废气涡轮增压器（2）的废气出口连接，其出气口与排气组合管(10)的进气口连接，所述排气组合管（10）套装在汽车暖风机循环介质管路的第一热交换水套（5）内腔中；
所述发动机进气管路上还设有第二进气温度传感器（6），所述第二进气温度传感器（6）位于进气组合管（4）的后面；当进气温度达到适宜温度时，ECU接受第二进气温度传感器（6）信号，发出停止电子水泵运转的命令。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机废气热交换系统，其特征是，所述发动机进气管路与废气涡轮增压器（2）的压气机部分连通，在发动机进气管路上设有中冷器（3）和进气组合管（4），所述中冷器（3）出气口与进气组合管（4）的进气口连接，所述进气组合管（4）套装在汽车暖风机循环介质管路的第二热交换水套（5）内腔中。
CN201310317447.7A 2013-07-26 2013-07-26 一种汽车发动机废气热交换系统 Active CN103410591B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310317447.7A CN103410591B (zh) 2013-07-26 2013-07-26 一种汽车发动机废气热交换系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310317447.7A CN103410591B (zh) 2013-07-26 2013-07-26 一种汽车发动机废气热交换系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103410591A CN103410591A (zh) 2013-11-27
CN103410591B true CN103410591B (zh) 2016-08-10

Family

ID=49603625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310317447.7A Active CN103410591B (zh) 2013-07-26 2013-07-26 一种汽车发动机废气热交换系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103410591B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104675486A (zh) * 2013-11-30 2015-06-03 王玉森 一种回收发动机排气热量制作的热风幕及制作方法
CN104500191A (zh) * 2014-11-22 2015-04-08 白子榆 管路包裹系统
CN104564436A (zh) * 2014-11-22 2015-04-29 白子榆 排气再循环利用系统
CN104481652A (zh) * 2014-11-23 2015-04-01 王景心 进排气管路间水循环系统
CN105351093A (zh) * 2015-11-12 2016-02-24 瑞昌哥尔德发电设备(无锡)制造有限公司 一种适用于低温环境的柴油发电机组
CN105736124B (zh) * 2016-01-28 2018-08-07 潍柴动力股份有限公司 一种柴油机进气控制装置及控制方法
US10041451B2 (en) * 2016-05-23 2018-08-07 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for controlling air flow paths in an engine
CN106285997B (zh) * 2016-09-13 2019-03-15 湖南长丰动力有限责任公司 一种快速热机及进气加热系统及其应用
CN108361107A (zh) * 2018-01-19 2018-08-03 昆明理工大学 一种利用汽车废气的智能引擎进气控制装置及其控制方法
CN113968121A (zh) * 2020-07-23 2022-01-25 长城汽车股份有限公司 车辆的暖风升温方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4122679A (en) * 1973-08-10 1978-10-31 Societe D'etudes De Machines Thermiques Method and means for pre-heating the intake air of a supercharged, low-compression ratio diesel engine when operating at low load
CN201013421Y (zh) * 2007-02-17 2008-01-30 周翔 改进的机动车消声器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4122679A (en) * 1973-08-10 1978-10-31 Societe D'etudes De Machines Thermiques Method and means for pre-heating the intake air of a supercharged, low-compression ratio diesel engine when operating at low load
CN201013421Y (zh) * 2007-02-17 2008-01-30 周翔 改进的机动车消声器

Also Published As

Publication number Publication date
CN103410591A (zh) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103410591B (zh) 一种汽车发动机废气热交换系统
JP4492672B2 (ja) ハイブリッドシステムの制御装置
EP3009635B1 (en) Condensed water treatment device for internal combustion engine
CN203308560U (zh) 发动机冷却循环系统及相应的发动机、汽车
US20110180026A1 (en) Fluid cooling system of a combustion engine charged by a turbocharger and method for cooling a turbine housing of a turbocharger
CN103321735B (zh) 一种混合动力客车发动机冷却方法及系统装置
CN204024780U (zh) 暖机系统
CN205292214U (zh) 一种综合利用发动机冷却液和尾气余热的汽车暖风系统
CN104608593A (zh) 用于客厢加热的排气节流
CN203239430U (zh) 内燃机废烟气排放节能供暖装置
CN205523827U (zh) 一种新型汽车尾气再利用装置
CN109798213A (zh) 用于使用电动增压装置对发动机进行暖机的系统和方法
CN107869417A (zh) 一种车辆发动机快速暖机系统
KR102217930B1 (ko) 하이브리드 차량
CN205297715U (zh) 一种适用于寒冷地区的发动机冷却系统
CN206625927U (zh) 混合动力汽车动力总成冷却系统及混合动力汽车
CN101214785A (zh) 智能汽车水暖式暖风装置
CN102207046A (zh) 一种汽车发动机egr系统
RU151615U1 (ru) Автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха двс
CN110259567B (zh) 一种两速电磁离合器水泵的控制方法及系统
CN201339530Y (zh) 大中型柴油机冬季预热装置
JP4062285B2 (ja) 蓄熱システム
CN105736124B (zh) 一种柴油机进气控制装置及控制方法
CN102062006B (zh) 一种节能高效的汽车发动机输出功率控制方法及装置
CN111255595B (zh) 具有低压egr的发动机系统及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant