CN105201606B - 一种汽车发动机排气热量回收装置及回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车发动机排气热量回收装置及回收方法，所述回收装置包括换热器、储液壶、调温器、发动机出水座、第一、第二管接头和第一、第二、第三胶管；所述换热器的一端通过第一管接头接第一胶管的一端，第一胶管的另一端接储液壶的上部，换热器的另一端通过第二管接头接第二胶管的一端，第二胶管的另一端接调温器的一端，调温器的另一端通过第三胶管接储液壶的下部，调温器安装在发动机出水座上，且能够与发动机出水座连通；所述回收方法为：当冷却液的温度低于调温器动作温度时，进行暖机；当冷却液的温度达到调温器的动作温度时，冷却液缓慢流动。其结构简单、回收方便，能加快发动机的暖机速度，降低油耗、改善排放。

Description

一种汽车发动机排气热量回收装置及回收方法

技术领域

本发明属于汽车发动机技术领域，具体涉及一种汽车发动机排气热量回收装置及回收方法。

背景技术

燃油产生的能量中，通常有30%的能量被排气带走，因此，回收排气热量对提升发动机燃油效率、降低油耗有着重要意义。

为了达到较好的运行条件，汽车启动后发动机有一个暖机过程。发动机暖机完成前，由于发动机温度低，润滑油粘度低，运动机构摩擦阻力大，运行不平稳，并且缸内燃烧质量差，需增加喷油量来防止熄火，较多的喷油及低的排气温度，导致初始排放差，通常会增加催化剂贵金属含量。因此，加快发动机升温速度，减少发动机的暖机时间，可降低油耗，改善排放及降低成本。

CN104514601A公开了一种用于混合动力车辆的废热回收的方法和系统，其回收排气热量，并用来减少发动机的暖机时间和产生电力，但是其结构复杂、成本较高，并且该系统会导致发动机冷启动过程中出现排气恶化、催化剂起燃时间长等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、回收方便的汽车发动机排气热量回收装置及回收方法，以加快发动机的暖机速度，降低油耗、改善排放。

本发明所述的汽车发动机排气热量回收装置，包括换热器，还包括储液壶、调温器、发动机出水座、第一、第二管接头和第一、第二、第三胶管；所述换热器布置在三元催化器与排气冷端之间的排气管的外侧，换热器的一端通过第一管接头接第一胶管的一端，第一胶管的另一端接储液壶的上部，换热器的另一端通过第二管接头接第二胶管的一端，第二胶管的另一端接调温器的一端，调温器的另一端通过第三胶管接储液壶的下部，调温器安装在发动机出水座上，且能够与发动机出水座连通。储液壶、调温器和发动机出水座都为发动机冷却系统中的一部分。换热器通过第一管接头、第一胶管与储液壶连通，储液壶可通过第三胶管、调温器、第二胶管、第二管接头与换热器连通，发动机出水座可通过调温器、第二胶管、第二管接头与换热器连通。

采用上述回收装置进行发动机排气热量回收的方法为：

当冷却液的温度低于调温器动作温度时，调温器关闭储液壶内的冷却液流向换热器的通道，调温器连通发动机出水座内的冷却液流向换热器的通道（即调温器连通发动机出水座与换热器），此时由于发动机出水座内的冷却液与储液壶内的冷却液存在压差，在压差的作用下，发动机冷却系统中的冷却液源源不断的从发动机出水座流出，经过换热器流向储液壶，再次进入发动机冷却系统循环，高温的排气管外侧对流过的冷却液进行加热（即换热器不断吸收高温的排气管的热量并加热冷却液），使冷却液回收排气热量而快速升温，升温后的冷却液再与发动机冷却系统的低温冷却液混合，逐步提高冷却液的温度，进行暖机，从而加快了暖机速度，缩短了暖机时间；

当冷却液的温度达到调温器的动作温度（即发动机达到理想工作温度）时，调温器关闭发动机出水座内的冷却液流向换热器的通道，调温器连通储液壶内的冷却液流向换热器的通道，此时换热器内的冷却液与储液壶内的冷却液的压差消失，冷却液流动速度降低，换热量大大减少，由于排气管外侧温度高，其仍然会向换热器传热，从而引起冷却液的密度差，产生虹吸现象，换热器内的冷却液不会停止流动，而会以较低的速度进行流动，低速的流动可以防止换热器局部过热，防止冷却液沸腾，起到保护换热器的作用。

本发明回收排气管的热量并用来暖机，其加快了暖机速度，缩短了暖机时间，降低了油耗，改善了排放，同时其结构简单、回收方便、质量可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1-换热器、2-储液壶、3-调温器、4-发动机出水座、5-第一管接头、6-第二管接头、7-第一胶管、8-第二胶管、9-第三胶管、10-排气管、11-三元催化器、12-排气冷端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图1所示的汽车发动机排气热量回收装置，包括换热器1、储液壶2、调温器3、发动机出水座4、第一管接头5、第二管接头6、第一胶管7、第二胶管8和第三胶管9。换热器1布置在三元催化器11与排气冷端12之间的排气管10的外侧，换热器1的一端通过第一管接头5接第一胶管7的一端，第一胶管7的另一端接储液壶2的上部，换热器1的另一端通过第二管接头6接第二胶管8的一端，第二胶管8的另一端接调温器3的一端，调温器3的另一端通过第三胶管9接储液壶2的下部，调温器3安装在发动机出水座4上，调温器3能够与发动机出水座4连通。储液壶1、调温器3和发动机出水座4都为发动机冷却系统中的一部分。换热器1通过第一管接头5、第一胶管7与储液壶2连通，储液壶2可通过第三胶管9、调温器3、第二胶管8、第二管接头6与换热器1连通，发动机出水座4可通过调温器3、第二胶管8、第二管接头6与换热器1连通。

采用上述回收装置进行发动机排气热量回收的方法为：

当冷却液的温度低于调温器3动作温度时，调温器3关闭储液壶2内的冷却液流向换热器1的通道，调温器3连通发动机出水座4内的冷却液流向换热器1的通道（即发动机出水座4通过调温器3、第二胶管8、第二管接头6与换热器1连通），此时由于发动机出水座4内的冷却液与储液壶2内的冷却液存在压差，在压差的作用下，发动机冷却系统中的冷却液源源不断的从发动机出水座4流出，经过调温器3、第二胶管8、第二管接头6流向换热器1，再经过第一管接头5、第一胶管7流向储液壶2，进入发动机冷却系统循环，高温的排气管10外侧对流过的冷却液进行加热（即换热器1不断吸收高温的排气管10的热量并加热冷却液），使冷却液回收排气热量而快速升温，升温后的冷却液再与发动机冷却系统的低温冷却液混合，逐步提高冷却液的温度，进行暖机，从而加快了暖机速度，缩短了暖机时间。

当冷却液的温度达到调温器3的动作温度（即发动机达到理想工作温度）时，调温器3关闭发动机出水座4内的冷却液流向换热器1的通道，调温器3连通储液壶2内的冷却液流向换热器1的通道（即储液壶2通过第三胶管9、调温器3、第二胶管8、第二管接头6与换热器1连通），此时换热器1内的冷却液与储液壶4内的冷却液的压差消失，冷却液流动速度降低，换热量大大减少。由于排气管10外侧温度高，其仍然会向换热器1传热，从而引起冷却液的密度差，产生虹吸现象，换热器1内的冷却液不会停止流动，而会以较低的速度从换热器1流出，经过第一管接头5、第一胶管7流向储液壶2，再经过第三胶管9、调温器3、第二胶管8、第二管接头6流回换热器1，低速的流动可以防止换热器1局部过热，防止冷却液沸腾，起到保护换热器1的作用。

Claims (1)

1.一种汽车发动机排气热量回收方法，采用的回收装置包括换热器（1）、储液壶（2）、调温器（3）、发动机出水座（4）、第一、第二管接头（5、6）和第一、第二、第三胶管（7、8、9）；所述换热器（1）布置在三元催化器（11）与排气冷端（12）之间的排气管（10）的外侧，换热器的一端通过第一管接头（5）接第一胶管（7）的一端，第一胶管的另一端接储液壶（2）的上部，换热器的另一端通过第二管接头（6）接第二胶管（8）的一端，第二胶管（8）的另一端接调温器（3）的一端，调温器的另一端通过第三胶管（9）接储液壶（2）的下部，调温器（3）安装在发动机出水座（4）上，且能够与发动机出水座（4）连通；其特征在于，所述回收方法为：

当冷却液的温度低于调温器（3）动作温度时，调温器（3）关闭储液壶（2）内的冷却液流向换热器（1）的通道，调温器连通发动机出水座（4）内的冷却液流向换热器（1）的通道，在压差作用下，发动机冷却系统中的冷却液从发动机出水座（4）流出，经过换热器（1）流向储液壶（2），换热器（1）不断吸收高温的排气管（10）的热量并加热冷却液，使冷却液回收排气热量而快速升温，升温后的冷却液再与发动机冷却系统的低温冷却液混合，逐步提高冷却液的温度，进行暖机；

当冷却液的温度达到调温器（3）的动作温度时，调温器（3）关闭发动机出水座（4）内的冷却液流向换热器（1）的通道，调温器连通储液壶（2）内的冷却液流向换热器（1）的通道，此时压差消失，冷却液流动速度降低，排气管（10）外侧仍然会向换热器（1）传热，引起冷却液的密度差，产生虹吸现象，换热器（1）内的冷却液以较低的速度流动。