CN105507999B - 汽车高效节能减排子系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车用高效节能减排子系统，属于机械制造技术领域，利用回收汽车发动机尾气的废热及控制冷却液外循环流量的方法对系统温度尽快升温至84‑87℃左右并保持之；并利用控制流经空气热交换器的冷却液流量对进入发动机的空气升温调温至56‑75℃。发动机在这两个温度状态下，燃油分子呈单个分子状态，能和空气中的氧分子充分混合而充分燃烧可节能减排。当系统温度达到86℃时液泵停转停止回收废热；比例阀将冷却液分流给空气热交换器对空气升温调温。对动力有特大需求时停止对空气调温，当节气门开度达60％以上时增压，并利用冷气使空气快速降温。在怠速热车时要将空燃比分三次从14.7逐步提高至15.6‑15.9。

Description

汽车高效节能减排子系统

技术领域：

本发明属于机械制造技术领域，是一种汽车用显效节能、减排、环保子系统。

背景技术：

在当今人们追求方便、快捷、交通发达的时代，汽车成为国内外重要的、普遍使用的交通工具，仅就中国而言，正在使用的汽车就有两亿多辆，除此之外，每年新生产的汽车两千万辆，这些使用燃油的车辆每年消耗的燃油约五亿吨，大约价值五万亿元人民币。然而资料显示：已经探明的世界石油储量仅够使用百年左右。现在正处在世界性能源紧缺阶段，尤其是我国，情况更为严重：即我国是石油进口大国，约一半的石油要依靠进口。有的专家预测：如果海湾发生战争，尤其若是：“伊朗封锁了霍尔木兹海峡”，石油价格至少翻一番。燃油价格成为左右物价的重要因素之一。自内燃机问世以来，就存在热效率不高问题，即使利用目前最先进的供油技术——电喷式供油，热效率也只能达到38％左右，即绝大部分燃油没做有用功，这同时还存在尾气排放超标、污染大气环境等问题，尤其是我们已经认识到“汽车尾气是造成阴霾天气的重要原因”的情况下，更是应注重这些污染大户的“节能减排”问题。国家每年都拿出大笔资金支持“节能减排”技术创新产品的研发和生产。目前国内外各型汽车普遍存在：1)初期行驶阶段或者环境温度低时，进入发动机的空气温度低，雾化后的燃油呈微小颗粒状态，不能与空气中的氧分子充分混合即雾化不良而不能充分燃烧，热效率低下还易产生积碳，影响发动机寿命。2)系统温度升温慢，且节温器一般从60℃开启而有了外循环，在环境温度低于0℃以下时还存在过度冷却问题，例如：用某款国产引进型轿车实测，在环境温度为-10℃，以每小时70公里时速匀速行驶1小时，系统温度只能达到61℃。这就因系统温度低而费油且对发动机润滑不利，尤其是：环境温度低于-20℃时的热车阶段及初驶阶段，其耗油量特别高。专利号为201310325748.4的发明专利申请文件，公开了一种提高汽车发动机混合气雾化水平的节能减排装置，主要由电动三通比例阀、热交换器、温度传感器、调温模块ECU、温度档位变换开关、温度数字表、可调式风挡构成，利用热的冷却液之热能将进入发动机的空气(以下称空气)升温、调温至51-75℃左右，并利用四档可调式风挡阻断或者调节自然风的冷却作用，使系统温度尽快提升至80℃左右并保持之；发动机在这两个温度状态下，燃油分子的热运动加强，使雾化后的燃油原本呈微小颗粒状态而现在呈单个分子状态，这就易与空气中的氧分子充分混合，达到极好的雾化状态，因而能充分燃烧，充分燃烧就必然提高了热效率，必然能减少积碳；发动机工作在80℃左右，则改善了润滑；减少了积碳、改善了润滑则能延长发动机的寿命；该专利特别适合于环境温度较高或者不大停驶车辆(例如出租车及跑长途车辆)，有很好的节能、减排效果。但其热源取自发动机的冷却液，在汽车初驶阶段或者环境温度低时，系统温度本身就不高，用其来加热进入发动机的空气，效果不十分理想，尤其是我国北部地区的冬季，气温常常低至-20℃以下，单是怠速热车至40℃就需要15分钟以上，且该热车阶段需要较浓的混合气而很费油，尤其是有采暖功能的公交车辆，需要增加燃油消耗量来支持采暖，与此同时，尾气的热能却没利用而浪费掉了。专利号为201410073161.3的发明专利申请文件公开了一种利用汽车尾气废热来提高空气温度及系统工作温度而节能减排的子系统，该子系统是在201310325748.4的基础上，增加液泵、传热介质及其储存盒、废热收集器、增压风扇、切换废热或热的“冷却液”两热源用的电动比例阀并将“单回路”空气热交换器变为“双回路”热交换器，利用尾气废热来提升空气温度和系统工作温度，解决了专利号为：201310325748.4的发明专利在汽车初驶阶段及环境温度低时效果不佳的问题，该发明专利特别适合于环境温度低及有采暖功能的公交车辆。上述两个发明专利美中不足的是：在环境温度高且有大的动力需求时，空气热交换器有“热惰性”存在，动力提升时间稍长；另外还可能存在：加装的可调式风挡没有放置空间而无法安装问题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是公开一种汽车高效节能减排子系统。

本发明解决技术问题的方案是：利用燃油随着温度的提高，其挥发性能也提高的原理，通过回收发动机尾气废热加上发动机本身的热量，使系统温度尽快提升至最佳温度，一般是84-87℃并保持之；并使进入发动机的空气升温、调温至56-75℃。燃油在这两个温度状态下，燃油分子的热运动加强，由温度较低时的微小颗粒状态变为单个分子状态，这就易于空气中的氧分子充分混合，使混合气呈极好的雾化状态而能充分燃烧，充分燃烧必然能提高热效率而节能减排，同样的动力输出，可用较少的燃油完成。一般的动力需求可以通过调整温度档位解决，对动力有特大的需求(比如：要快速超车或者上长坡)时，停止热液对空气升温；如果车辆正在制冷，则利用“冷气”使空气快速降温；在节气门开度达到60％以上时，启动增压风扇给进气管道增压。将进气口放置在冷凝器旁侧，以便降低空气热交换器的“热惰性”；在外循环管路内加装电动球阀来代替可调式风挡，通过精确控制球阀的开度来控制冷却液外循环回路流量，即控制了外循环的散热效果并与冷凝器风扇相配合，进而控制了系统温度和空气温度。

发动机系统温度的升温、调温控制：由传热介质及其储存盒、液泵、废热收集器、冷却液热交换器、电动球阀①、电动球阀②(有全车采暖功能的才有)、传热介质温度传感器、冷却液温度传感器(可与原车共享)、车厢温度传感器(有全车采暖功能的才有)、继电器①、继电器②、采暖热交换器(有全车采暖功能的才有)、连接各部件的管路和线束、调温模块ECU、档位开关、温度数字显示屏及原车的水泵、节温器、暖风水箱、冷凝器左、右风扇构成。液泵及储存盒的安装位置要低于废热收集器，液泵的进水口放置在储存盒底部，回水口放置在储存盒上盖处，以便在液泵停转时由于传热介质有落差可产生虹吸现象能全部回流至储存盒而停止回收废热。废热收集器装在排气歧管处以便收集废热，在液泵转动时，传热介质由储存盒流经液泵、废热收集器、冷却液热交换器，再回流至储存盒，将废热收集器收集到的废热传给流经冷却液热交换器的发动机内循环冷却液，该热量与发动机本身的热量共同提升发动机的工作温度，即系统温度。传热介质温度传感器放置在回水口附近，以便检测传热介质的回水温度。冷却液温度传感器装在内循环管路内(可与原车共享)，以便检测系统温度。继电器①和继电器②的常开触点串接在两个冷凝器风扇馈电回路内，以便精确控制两风扇。电动球阀①串接在冷凝器回路内，以便控制冷却液流经冷凝器的流量。电动球阀②串接在车辆采暖热交换器回路内，以便给车辆采暖(注：没有采暖功能的车辆则没有该回路)。电动球阀①和电动球阀②的最大旋转角度为90°，由其两端的限位开关保证之。车厢空气温度传感器放置在车厢内，以便检测车厢内的温度。继电器①和继电器②、调温模块ECU放置在电器控制盒内；温度档位开关和温度数字显示屏放置在驾驶室内，以便监视和调整温度及其档位。当发动机启动后，水泵随之旋转。若系统温度低于节温器的开启温度，则只有内循环，没有外循环。当系统温度达到节温器的开启温度，节温器则打开了外循环通路，但只有电动球阀①或电动球阀②有了开度才能有外循环，以便通过精确控制这两个电动球阀来达到精确控制外循环流量，废热收集回路收集来的废热和发动机自身的热量共同使系统温度尽快达到84-87℃并保持之。在发动机启动后，由调温模块ECU控制：(一)回收废热的控制：若冷却液温度传感器检测到的系统温度低于84℃并保持了10秒(注：延时是为了减少动作频率，以下同)时，液泵启动运转，传热介质从储存盒流经液泵、废热收集器、冷却液热交换器后又回流至储存盒，如此循环不已，将废热收集器收集到的热能源源不断的传输给流经冷却液热交换器的内循环冷却液，该废热与发动机本身的热量共同使系统温度快速提升。当系统温度达到86℃并保持了10秒时，液泵停转，传热介质靠虹吸现象全部回流至储存盒而停止回收废热。当系统温度低于84℃并保持了100秒时，液泵重新启动而继续回收废热，当系统温度达到86℃并保持10秒时，液泵就又一次停转，如此循环不已；为了防止传热介质沸腾而蒸发掉，当装在该回路内回水口附近的传热介质温度传感器检测到传热介质温度达到92℃并保持了10秒时，液泵也要停转，停止回收废热；5分钟后若系统温度低于84℃则液泵重新启动运转而回收废热。(二)冷凝器有两个风扇的调温控制：当系统温度达到84℃以前，电动球阀①关闭，冷却液只有内循环没有外循环，当系统温度达到84℃并保持了10秒时，调温模块ECU给装在冷凝器回路的电动球阀①电机正向旋转电脉冲，使电动球阀①的开度为12-15°，冷却液从水泵经节温器、电动球阀①、冷凝器，回流至水泵而使冷却液有了少量外循环，即冷凝器参与了系统温度的调整。当系统温度达到85℃并保持了10秒，调温模块ECU再给该电机正向旋转的电脉冲，使电动球阀①开度为30-40°，即冷却液有了大一些的外循环流量；同时继电器①动作，使冷凝器左风扇旋转增加散热效果，此时是原设计的散热能力之一半左右，在环境温度为25℃以下时，一般就能满足散热需要。当系统温度达到86℃并保持了10秒，调温模块ECU再给电动球阀①的电机正向旋转的电脉冲，使电动球阀①的开度为55-60°，外循环的流量又大了些；当系统温度达到87℃并保持了10秒。调温模块ECU再给电动球阀①的电机正向旋转的电脉冲，直至触动限位开关使电动球阀全部打开为止，同时，继电器②动作，冷凝器右风扇旋转增加散热效果，此时是外循环的最大流量，两风扇也都旋转散热，是原设计的最大散热能力，系统温度理应不再上升了。当系统温度回落至某一温度并保持了100秒时，电动球阀①和冷凝器风扇也要恢复至该温度相对应的动作状态，比如：系统温度从87℃回落至85℃并保持了100秒，电动球阀①的电机反向旋转，使电动球阀①的开度为30-40°左右，继电器②动作，冷凝器右风扇关闭；系统温度从85℃回落至84℃并保持了100秒，电动球阀①的电机再次反向旋转，直至触动限位开关使电动球阀①关闭为止，此时只有内循环没有外循环，继电器①动作，冷凝器左风扇也关闭掉；以此类推，这样就可将系统温度控制在84-87℃范围内。(三)冷凝器有一个风扇的调温控制：也按上述的控制程序升温、调温，只是取消了右风扇的动作控制，其余都一样。(四)有全车采暖功能的车辆，比如公交车辆在采暖期间的调温控制：在调温模块ECU给出采暖指令前，电动球阀②一直关闭，该回路没有冷却液流动，不参与系统温度的调温，也没有采暖功能。当调温模块ECU给出一档采暖程序指令，在发动机启动后，当系统温度达到82℃并保持了10秒时，调温模块ECU给电动球阀②的电机正向旋转的电脉冲，使电动球阀.的开度为12-15°左右，此时有少量冷却液流从水泵经节温器、电动球阀②、采暖热交换器回流至水泵，给采暖热交换器提供热量；当系统温度达到83℃并保持了10秒时，调温模块ECU再给电动球阀②的电机正向旋转的电脉冲，使电动球阀②的开度为30-40°左右，此时有了中等程度的采暖；当系统温度达到84℃并保持了10秒，调温模块ECU再次給电动球阀②的电机正向旋转的电脉冲，直至触动限位开关为止，使电动球阀②全开，此时有了最大的采暖流量。该采暖档位运作时，上述的(一)、(二)、(三)项的液泵、电动球阀①、冷凝器左风扇、冷凝器右风扇均提高1℃动作。当安装在车厢内的空气温度传感器所测得的空气温度达到预先设定的温度时，电动球阀②的电机反向旋转，使电动球阀②的开度为12-15°左右，以便维持车厢内的温度；在2分钟一次的检测中，若车厢空气温度传感器检测的车厢内温度仍高于设定温度，则电动球阀②的电机再次反向旋转直至触动限位开关将电动球阀②关闭，切断了采暖热源；若某次检测的车厢内温度低于设定温度2℃，重复上述供暖过程。在天气特别寒冷时，可将冷凝器的迎风侧部分遮挡，同时也可将采暖温度档位置于二档，届时电动球阀②在一档的基础上下降5℃动作，同时液泵、冷凝器风扇、电动球阀①恢复原控制程序。也可将采暖温度档位置于三档，电动球阀②在二档的基础上再下降5℃动作。按动降档按钮3秒以上，调温模块ECU进入采暖档位设定界面，再按动升、降档按钮0.1-0.9秒，就可设定采暖档位：零档、一、二、三档，其中零档没有采暖功能。再次按动降档按钮3秒以上，调温模块ECU进入车厢温度设定界面，按动升、降按钮0.1-0.9秒即可设定车厢温度；按动升档按钮3秒以上可解除两界面。为了提高传热效率，传热介质与内循环冷却液在冷却液热交换器内的流向相反，其冷却液热交换器之热交换部件用导热效果好的材料制造，呈双面密集齿形，有足够的长度，外壳有保温层，两回路的有效截面积基本相等且稍大于管路截面积。在怠速热车工况下，由于没有负荷不需要输出动力，爆发力的问题不是主要矛盾，可以适当提高空燃比而有利于充分燃烧，充分燃烧则能提高热效率而节能减排，且可减少积碳。在发动机启动后3-20秒(注：环境温度高时使用低端数值，环境温度低时使用高端数值)，以每20秒为间隔，将空燃比分三次从14.7提升至15.6-15.9，每次提升0.3或者0.4。如果汽车电脑控制程序可以达成该项要求，可以做到目标转数不降低，此种情况最好。如果原车电脑没有该项控制程序，可以利用调温模块ECU输出一个可变电阻与原车的冷却液温度传感器之信号源(注：一个可变电阻)并联达成，届时发动机的实际转数要少许低于目标转数。在系统温度达到80℃、车辆启动行驶、空调开关闭合三种情况中出现任何一种情况时空燃比恢复至14.7。

进入发动机的空气之升温、调温控制：由电动三通比例阀、双回路空气热交换器、增压风扇、进气温度传感器、节气门位置传感器、电磁三通阀、连接各部件的管路和线束及与系统温度控制共用的调温模块ECU、档位开关、温度数字显示屏构成。电动三通比例阀安装在内循环回路(比如：暖风回路)中，以便调节内循环冷却液流经空气热交换器和内循环管路之流量比例；双回路空气热交换器装在空气滤清器与进气歧管间的进气管道内，以便对空气调温；增压风扇装在双回路空气热交换器前侧，以便给进气管道增压而提升动力性能；电磁三通阀装在制冷管路内，以便利用冷气使空气快速降温；进气温度传感器放置在双回路空气热交换器与进气歧管间的管道内，以便检测空气温度。利用控制流经双回路空气热交换器热的“冷却液”流量和冷的“冷媒”的方法来控制空气温度。空气温度设有四个档位：其温度范围是：一档56-60℃；二档61-65℃；三档66-70℃；四档71-75℃。由调温模块ECU控制：在发动机启动10秒后，调温模块ECU每10秒自动检测一次进气温度传感器的参数，若空气温度低于设定的温度档位之上限值——一档的60℃、二档的65℃、三档的70℃、四档的75℃并保持了10秒时，ECU给电动三通比例阀电机正向旋转的电脉冲，使三通比例阀阀片(以下称阀片)朝“冷却液”(以下称热液)回路流量增大方向(正向)移动最大可移动角度的1/4-1/5小角度，使热液回路的流量增大一些，空气温度应有所上升；在下一次对进气温度传感器的检测中，若还是低于该档位的上限值并保持了100秒，ECU再给比例阀电机正向旋转的电脉冲，使阀片再正向移动1/4-1/5/左右，如此动作直至给了5个电脉冲使阀片移动最大角度为止，此时是热液流经空气热交换器回路最大流量。三通比例阀阀片只有少数几个蜗齿与蜗杆啮合，在阀片移动到最大角度后，由于没有蜗齿与蜗杆啮合而不再移动，即使有电脉冲、电机转动阀片也不再移动，这样就能限制阀片的最大移动量；阀片靠回位弹簧使蜗齿与蜗杆重新啮合而可反向移动。在之后的检测中，空气温度若还是低于设定档位的上限值，由于阀片已经移动到最大角度，ECU就不再给电脉冲了。这样，在空气温度达到设定的上限值以前，就这样一直保持热液流经空气热交换器回路的流量为最大流量。当空气温度达到该档位的上限值并保持了10秒，ECU则给该电机反向旋转的电脉冲，使阀片回退1/4-1/5左右的角度，即减少了该回路的热液流量，空气温度应有所下降；若某次的检测仍然是该档位的上限值并保持了100秒，则ECU仍然再给该电机反向旋转的电脉冲，使阀片再回退1/4-1/5，即冷却液流量又减少，使空气温度又有所下降；若某次检测空气温度低于该档位的下限值并保持了100秒，ECU就给该电机正向旋转的电脉冲，使阀片正向移动1/4-1/5，则三通比例阀的热液流量又增加了少许，空气温度应有所上升，若某次检测中还是低于该档位的下限值并保持了100秒，ECU再给该电机正向旋转的电脉冲，使阀片再次正向移动1/4-1/5，这样，就可控制空气温度在该设定档位范围内。温度档位有记忆功能，能自动执行上次熄火前的温度档位。使用高端档位，节能减排效果好，但动力性能稍差，有储备功率的车辆可完全抵消之；在系统温度低时，使用高端温度档位对系统温度快速提升有帮助。使用低端档位，节能减排效果稍差，但动力性较好。行驶中若对动力有较大需求，驾驶员可点动‘温度档位开关’之减档按钮0.1-0.9秒来降低温度档位解决。每按动一次，降低一档；按动升档按钮0.1-0.9秒就可提高空气温度档位，每按动一次，就提高一档。对动力有特大需求(比如要快速超车、上大长坡)时，可按动减档按钮1-2秒，使空气温度档位降为零档，届时调温模块ECU：(一)给电动三通比例阀的电机反向旋转的电脉冲，使阀片快速切断热液的空气热交换器回路，停止对空气升温；(二)如果空调开关闭合，则电磁三通阀动作，将制冷管路的“冷媒”引入双回路空气热交换器对空气降温；(三)根据节气门位置传感器的信号参数，当节气门开度达到60％以上时，增压风扇电机开启运转，给进气管道增压，这三项措施能使动力性能得到快速提升。特大动力需求结束后则可按动升档按钮1-2秒，使空气温度档位快速恢复至原来档位，也可按动升档按钮0.1-0.9秒，按一次提升一档。短时间使用零档，动力性能超过原设计，此时不计燃油消耗量，对整体燃油消耗量影响不大，却使车辆在使用时得心应手。当系统温度超过88℃时空气温度档位自动降低一档运作。温度数字显示屏的左上部显示系统温度档位(注：没有全车采暖功能的车辆则没有此项显示)，左下部显示系统温度数值；右上部显示空气温度档位，右下部显示空气温度数值；显示屏可布置2-4个功能键，以便设定、调整、控制调温模块ECU。显示屏以使用彩屏为佳。电动三通比例阀和电动球阀有手动开、闭机构，以便在本子系统故障时手动恢复原设计。

本发明工作性能安全可靠，不使用添加剂而没有化学制剂的副作用；不使用易燃易爆介质而不影响汽车的安全性；本子系统故障时可手动恢复原设计而不影响车辆行驶；用含有本技术的样车与同排量、同型号的汽车对比实测，节能减排效果特别明显且还能提高动力性能。

附图说明：

附图1、为本发明的系统示意图。

附图2、为本发明冷却液热交换器的剖面示意图。

附图3为本发明电动三通比例阀的剖面示意图。

附图4、为本发明空气导管部分的布置示意图。

附图5、为本发明调温模块ECU的示意图。

具体实施方式：

本发明有三种组合方式：

第一种：没有全车采暖功能的车辆：由液泵1、传热介质2、储存盒3、废热收集器5、冷却液热交换器8、电动三通比例阀7、双回路空气热交换器13、电磁三通阀12、冷凝器及其风扇14(注：原车件)、电动球阀18、继电器①、继电器②、调温模块ECU、档位开关、温度数字显示屏构成。发动机启动后10秒根据冷却液温度传感器(可与原车共享)测得的系统温度低于84℃并保持了10秒，液泵1启动旋转，传热介质2由储存盒3流经液泵1、废热收集器5、冷却液热交换器8，回流至储存盒3，将安装在排气歧管4上的废热收集器5收集的废热通过冷却液热交换器外腔22，由传热元件21传输给流经内腔23的内循环冷却液，传热元件21放置在外套24内，外套24有保温层。当系统温度达到86℃并保持了10秒，液泵1停转。当检测传热介质回水温度的温度传感器6检测到该温度达到92℃并保持了10秒时液泵1停转。发动机启动后水泵16也随之旋转，冷却液从水泵16经节温器17、电动三通比例阀7、暖风水箱9及双回路空气热交换器13的进水口46、出水口43、内循环管路10、冷却液内腔23回流至水泵16，形成内循环。若冷却液的温度达到节温器17的开启温度，则打开了外循环通路，此时是否有外循环，由电动球阀18是否有开度决定，当冷却液温度达到84℃以上时，由调温模块ECU控制，使电动球阀18有了开度，此时冷却液由水泵16流经节温器17、电动球阀18、冷凝器14回流至水泵16而有了外循环，通过继电器①、继电器②控制冷凝器左右两风扇，可使系统温度尽快达到84-87℃并保持之。驾驶人员根据安装在驾驶室内的档位开关、温度数字显示屏设定进入发动机的空气温度档位并监视之。调温模块ECU根据装在进气管道41内的进气温度传感器44的参数加上设定的温度档位参数，自动调整三通比例阀7的电机31的转向和时长，进而控制了阀片25的位置，也就调整了冷却液流经暖风回路的左出水口37和右出水口38的比例，进而调整了空气温度。阀片25放置在三通比例阀7的下腔26内，阀片25靠回位弹簧27重新啮合；阀片25的左边缘有一小豁口，即使阀片25将左出水口37全部遮挡，仍有少量冷却液流经暖风9回路；蜗杆30在安装时要用到可以拔插的端块28，电机31安装在上盖29构成的上腔内，电机的端头齿轮32的转动经减速齿轮33、34、36传给蜗杆30，蜗杆30的端头处有轴油封35密封。当驾驶人员将空气温度档位置于零档时，调温模块ECU控制阀片25快速将出水口38全部遮挡，使冷却液流经空气热交换器入口46、空气热交换器7、出口43的通路被切断；此时若空调开关闭合，则电磁三通阀12动作，打开制冷管路11的冷媒经电磁三通阀12、双回路空气热交换器13的冷气进口42、出口45的通路，回流至管路20，以便使空气快速降温；当节气门位置传感器测得节气门的开度达到60％以上时，增压风扇40的电机旋转，将空气滤清器39滤清后的空气给进气导管41增压。按动升、降档按钮0.1-0.9秒，可变更空气温度档位一档，按动降档按钮1-2秒，可使空气温度档位变更为零档；按动升档按钮1-2秒，可使空气温度档位退出零档。调温模块ECU根据系统温度传感器、传热介质温度传感器、温度档位开关、进气温度传感器、节气门位置传感器的信号控制继电器①、继电器②、增压风扇40、液泵电机1、三通比例阀电机31、电动球阀①的电机18、电磁三通阀12动作并由数字显示屏显示之。

第二种：有全车采暖车辆：在第一种的基础上，增加采暖热交换器15、电动球阀19、车厢温度传感器构成。当系统温度达到82℃以上时，电动球阀19有了开度，热的冷却液由水泵经节温器17、电动球阀19、采暖热交换器15流回水泵，使车辆有了采暖热源，并可通过按动控制按钮设置采暖温度档位零档、一、二、三档；其他的控制与第一种相同。

第三种：怠速热车时对空燃比的调整：汽车厂家能配置该修正程序最好，能在目标转数不变的情况下提高热效率。没有该控制程序的车辆，可以用调温模块ECU根据冷却液温度、车辆启动开关、车速、发动机实际转数、空调开关等信号，判定是怠速热车工况后，输出一个可变阻性负载与原车冷却液温度传感器的信号源(注：也是一个可变电阻)并联，同样可以修正空燃比，但是目标转数要少许降低。

Claims (3)

1.一种汽车节能减排子系统，其利用尾气废热及控制冷却液外循环流量使发动机工作温度、即系统温度，调温并保持至84—87℃，并使进入发动机的空气温度调温至56—75℃；系统温度调温部分，由传热介质及其储存盒、液泵、废热收集器、冷却液热交换器、第一电动球阀、第二电动球阀、传热介质温度传感器、冷却液温度传感器、车厢温度传感器、第一继电器、第二继电器、采暖热交换器、连接各部件的管路和线束、调温模块ECU、档位开关、温度数字显示屏及原车的水泵、节温器、冷凝器及其左、右风扇、暖风水箱构成；其特征在于：由调温模块ECU控制：发动机启动后，根据冷却液温度传感器的参数在每10秒一次的检测中，若冷却液温度传感器测得的系统温度低于84℃并保持了10秒，液泵启动旋转，传热介质从储存盒经液泵、废热收集器、冷却液热交换器再回流至储存盒，将废热收集器收集到的废热传输给流经冷却液热交换器的内循环冷却液，与发动机本身的热量共同使系统温度调温，当系统温度达到86℃并保持了10秒时液泵停转，液泵的进水口装在储存盒底部，回水口装在储存盒的上盖处，在液泵停转时，传热介质靠虹吸现象全部回流至储存盒而停止回收废热，当系统温度低于84℃并保持了100秒时，液泵重新启动而再次回收废热；传热介质与内循环冷却液在冷却液热交换器内的流向相反，当传热介质温度传感器测得的传热介质的回水温度达到92℃并保持了10秒时液泵也要停转而停止回收废热，如果系统温度低于84℃并保持了100秒时，液泵就自动启动旋转回收废热；装在外循环管路内的第一电动球阀在系统温度达到84℃前关闭，此时只有内循环，即使节温器开启也没有外循环，当系统温度达到84℃并保持了10秒时，ECU给第一电动球阀的电机正向旋转的电脉冲，使第一电动球阀开度为12—15°而有少量外循环，冷却液经水泵、节温器、第一电动球阀、冷凝器回流至水泵；当系统温度达到85℃并保持了10秒时，ECU再给第一电动球阀电机正向旋转的电脉冲，使之开度为30—40℃，同时第一继电器动作，使冷凝器左风扇转动；当系统温度达到86℃并保持了10秒，ECU再次给第一电动球阀的电机正向旋转的电脉冲，使之开度为55—60°；当系统温度达到87℃并保持了10秒时，ECU又给第一电动球阀的电机正向旋转的电脉冲，直至触动限位开关为止，此时第一电动球阀全部打开，是最大外循环流量，同时第二继电器动作，冷凝器右风扇旋转；系统温度低于某一温度并保持了100秒时，第一电动球阀、左、右风扇都要恢复该温度相对应的工作状态；有采暖功能的车辆在调温模块ECU给出采暖指令后，液泵、第一电动球阀、左风扇、右风扇均提高1℃动作，当系统温度达到82℃并保持了10秒时，第二电动球阀的电机正向旋转，使其开度为12—15°，热的冷却液从水泵经节温器、第二电动球阀、采暖热交换器回流至水泵，有了少量采暖热量；当系统温度达到83℃并保持了10秒，第二电动球阀的电机再次正向旋转，使之开度为30—40°，当系统温度达到84℃并保持了10秒，第二电动球阀的电机再次正向旋转直至触动限位开关全部打开为止，此时是采暖回路的最大流量；当系统温度达到85℃以上时，冷凝器回路也参与发动机工作温度的调温并按上述程序动作；当系统温度低于某一温度时，第二电动球阀的开度要恢复至该温度相对应的开度，当车厢温度传感器的参数达到设定的数值并保持了10秒时，第二电动球阀的开度调整为12—15° ，以后每5分钟一次的车厢温度传感器数据采集中，若车厢温度仍高于设定温度，第二电动球阀关闭，若低于设定温度2℃，第二电动球阀重复上述升温程序；当环境温度特别寒冷时，可将冷凝器的迎风测部分遮挡，同时该采暖回路的第二电动球阀设有两档采暖程序，在该两档采暖程序下，第二电动球阀的各动作分别降低5℃或10℃运作，没有全车采暖功能的车辆则没有该回路；冷却液热交换器的热交换部件用导热效果好的材料制造，呈双面密集齿形，其外壳有保温层，两回路的有效截面积基本相等，且两回路的有效截面积稍大于原管路的截面积 。

2.根据权利要求1所述的汽车节能减排子系统，其空气温度调温部分，主要由电动三通比例阀、双回路空气热交换器、增压风扇、进气温度传感器、节气门位置传感器、电磁三通阀、连接各部件的管路及线束、以及权利要求1中的调温模块ECU、档位开关、温度数字显示屏构成，其特征在于：应用控制双回路空气热交换器的热液流量及冷夜来控制进入发动机的空气温度的方法，使进入发动机的空气温度在一般动力需求时调温至56—75℃并保持之，在有特大动力需求时，切断热夜并用冷夜进入双回路空气热交换器使空气快速降温，且当节气门开度达60%以上时增压风扇旋转给进气管道增压；由调温模块ECU控制：发动机启动后，在每10秒一次的检测中，若进气温度传感器所测得的空气温度低于驾驶人员通过档位开关设定的四档温度：一档56—60℃、二档61—65℃、三档66—70℃、四档71—75℃中某一档位的最高值并保持了10秒，ECU给电动三通比例阀电机正向旋转的电脉冲，使三通比例阀阀片正向移动最大可移动角度的1/4—1/5角度，使原本流经暖风水箱回路的一部分热液改流到双回路空气热交换器给空气升温，在以后的检测中，若空气温度还是低于设定档位的最高值并保持了100秒，ECU就再给电动三通比例阀电机正向旋转的电脉冲，使阀片继续正向移动1/4—1/5小角度，直至阀片的开度达到最大为止，此时是热液在该回路的最大流量；若空气温度达到设定档位的最高值并保持了10秒，ECU给电动三通比例阀电机反向旋转的电脉冲，使阀片回退1//4—1/5角度而减少热液流量，在以后每10秒一次的检测中，若还是该档位的最高值并保持了100秒，ECU就再给电机反向旋转的电脉冲，使 阀片再回退1/4—1/5小角度；若某次检测空气温度低于该档位的最低值并保持了100秒，ECU就给电机正向旋转的电脉冲，使阀片正向移动1/4—1/5角度而又加大了热液流量，在之后的检测中，若还是低于设定档位的最低值并保持了100秒，就再给电动三通比例阀电机正向旋转的电脉冲，使阀片再正向移动1/4—1/5小角度； 通过阀片的正、反向移动就可控制空气温度在设定的温度档位范围内；另外还设有零档，在对动力有特大需求时，可使用零档，届时调温模块ECU给该电机反向旋转的电脉冲，使阀片快速关闭双回路空气热交换器的热液回路，如果空调正在工作，则电磁三通阀动作，打开双回路空气热交换器的冷夜回路使空气降温，且当节气门位置传感器检测到节气门的开度达到60%以上时，增压风扇旋转给进气管道增压；温度数字显示屏可起到监视作用，按动档位开关的升档按钮0. 1—0.9秒，则空气温度档位提升一档，按动降档按钮0.1—0.9秒，则空气温度档位降低一档， 按动降档按钮1—2秒，空气温度档位降为零档，按动升档按钮1—2秒，解除零档，恢复至降为零档前的档位，也可按动升档按钮0.1—0.9秒上升一档，温度档位有记忆功能；进气口要放置在冷凝器旁侧，进气管道的有效截面积需增大1/7以上；温度数字显示屏左侧显示系统温度和档位，没有全车采暖功能的则没有档位显示，右侧显示进入发动机的空气温度及其档位，其下侧可放置档位开关按钮。

3.根据权利要求1所述的汽车节能减排子系统，其调温模块ECU由输入端的冷却液温度传感器、传热介质温度传感器、温度档位开关、进气温度传感器、车厢温度传感器、节气门位置传感器、发动机启动开关信号、车速信号、发动机实际转数、空调开关信号及输出端的温度数字显示屏、第一继电器、第二继电器、增压风扇电机、液泵电机、电动三通比例阀电机、电磁三通阀、第一电动球阀、怠速热车时修正空燃比、第二电动球阀构成， 其特征在于：怠速热车时，调温模块ECU根据冷却液温度传感器、车速、节气门开度、发动机实际转数、空调开关等信号，判定车辆是否在没开空调情况下怠速热车，如果是这种情况，在发动机启动3—20秒时，ECU在修正空燃比输出端输出一个与原车冷却液温度传感器信号源并联的可变阻性负载，使空燃比从14.7分三次提高到15.6—15.9，每20秒提高一次，每次提高0.3或者0.4，至车辆启动行驶、空调开关闭合、发动机工作温度达到80℃三种情况中出现任何一种时停止修正空燃比。