CN109667647A - 一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法 - Google Patents
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Abstract
目前全球节能减排的大环境下，提高内燃机热效率一直是各大内燃机厂商的首要目标，但是内燃机受制于热效率限制，其工作状态下大量的能量随着尾气排放到大气中不但引起污染问题，还加剧了全球变暖的情况。为了解决此问题，本发明提出了将尾气能量用于预热燃油，将尾气能量重新带回气缸内，直接提高了燃油效率，并且由于燃油经过了预热，其雾化，气化的效果及速率得到提高，改善了燃烧效果，使得内燃发动机的热效率得到整体提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法。
技术背景
内燃机发动机诞生到现在已有100多年，提高内燃机发动机的燃油热效率一直是各大厂商及技术人员的目标之一，而燃油的雾化及气化效果和速率最直接的影响着内燃发动机的热效率，并且由于内燃机发动机在其工作状态下大量的能量随着尾气排放到大气中不但引起污染问题，还加剧了全球变暖的情况。因此，在中国专利申请公报申请号：201210361712.7中公开的已知汽车尾气能量回收装置，其使用汽车的尾气热量提供给温差发电装置发电后制取氢气来提供给内燃发动机进行燃烧，然而目前的温差发电装置其效率很低，再经过制取氢气等转化效率较低的环节后能量所剩无几。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种效率更高的尾气能量回收方式，并提高燃油的雾化及气化效果和速率。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法，包括：
热交换工质储藏箱，所述热交换工质储藏箱用于容纳热交换工质；
排气管热交换器，所述排气管热交换器用于将尾气热量吸收并传递给热交换工质；
燃油管道热交换器，所述燃油管道热交换器用于将热交换工作的热量传递给燃油；
气泡消除器，所述气泡消除器用于消除燃油管道中的气泡；
排气口温度传感器，所述排气口温度传感器用于探测排气管温度；
热交换器出口温度传感器，所述热交换器出口温度传感器用于探测排气管热交换器出口的热交换工质温度；
热交换器进口温度传感器，所述热交换器进口温度传感器用于燃油管道热交换器进口的热交换工质温度；
热交换工质泵，所述热交换工质泵用于将热交换工质加压并输送至排气管热交换器入口；
比例阀，所述比例阀用于控制热交换工质进入燃油管道热交换器进口传输管与散热器进口传输管的比例；
散热器，所述散热器用于对热交换工质进行冷却；
热交换工质，所述热交换工质用于热量的运送与传递；
控制器，所述控制器用于存储预设程序并根据程序执行对排气口温度传感器，热交换器出口温度传感器，热交换器进口温度传感器的数据采样，并执行对热交换工质泵，比例阀，散热器的控制。
所述的热交换工质泵的工作状态根据排气口温度传感器的读数决定。
所述的控制器根据排气口温度传感器的采样结果决定热交换工质泵的工作状态。
所述的控制器根据热交换器出口温度传感器的采样结果决定比例阀的工作状态。
所述的控制器根据热交换器进口温度传感器的采样结果决定散热器的工作状态。
所述的控制器与排气口温度传感器，热交换器出口传感器，热交换器进口传感器，热交换工质泵，比例阀，散热器，燃油泵电连接。
一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法，其特征在于使用热交换工质获取内燃发动机废气能量，并用于加热燃油。
一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法，其特征在于使用散热器作为旁路对热交换工质的温度进行控制。
一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法，其特征在于燃油管道上设置气泡消除器。
本发明的有益效果是：对内燃发动机的尾气废热进行高效的回收再利用，并且使用回收的能量对燃油的雾化及气化的效果及速率进行改善，以提高内燃发动机的整体热效率，即减少了内燃发动机的尾气危害，又达到了提高燃油经济性及节能减排的目的。
根据本发明的一面，使用热交换工质对燃油进行加热，提高了加热效率。
根据本发明的一面，使用散热器作为旁路，可以对热交换工质进行精确控温，防止过热。
根据本发明的一面，在燃油管道上设置气泡消除器，防止有空气混入燃油管道在进行加热的时候被点燃。
因此本发明具提出全新的能量回收再利用方案的创新性并具有环保节能高效安全的先进性。
附图说明
图1为示意性的示出设有本发明实施例的内燃发动机尾气能量预热燃油系统的内燃发动机结构示图；
图2为示意性的示出所述控制盒执行内燃发动机尾气能量预热燃油系统实施例的示例流程图：
图3为示意性的示出所述排气传感器与热交换工质泵的关系图；
图4为示意性的示出所述出热交换器出口温度传感器与比例阀的关系图；
图5示意性的示出为所述热交换器进口温度传感器与散热器的关系图；
附图中各标号所代表的部件列表如下：
1、热交换工质储藏箱，2、排气管热交换器，3、燃油管道热交换器，4、气泡消除器，10、发动机机体，11、燃料箱，20、气缸，21、进气口，22、喷油嘴，23、排气管，30、控制盒，31、排气口温度传感器，32、热交换器出口温度传感器，33、热交换器进口温度传感器，41、热交换工质泵，42、燃油泵，50、散热器，51、散热风扇，61、比例阀，70、排气管热交换器进口，71、散热器进口，72、散热器出口，73、排气管热交换器出口，74、燃油管道热交换器进口，75、燃油管道热交换器进口传输管，G1、废气，G2、燃油管道气体，L1热交换工质，S1、步骤1，S2、步骤2，S3、步骤3，S4、步骤4。
具体实施方法
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，空气经由进气口21进入发动机10的气缸20内与喷油嘴22喷射出的燃油混合后燃烧生成带有余热的废气G1经过排气管23排出，在经过排气口温度传感器31时温度的变化被传感器感应，控制盒30对排气口温度传感器31进行采样并识别温度变化(步骤S1)，当变化值超过预定值时控制热交换工质泵41，工作关系特征参考图3(步骤S2)，热交换工质L1被热交换工质泵41加压并送入排气管热交换器2中吸收排气管中废气G1的余热后被输送到排气管热交换器出口73引起温度变化被热交换器出口温度传感器32感应，控制盒30采样并识别温度变化(步骤S3)，并根据预设值控制比例阀61状态，关系特征参考图4(步骤S4)，热交换工质L1部分经过燃油管道热交换器进口传输管75传输至燃油管道热交换器进口74，部分经过散热器进口71进入散热器50进行散热后输送至散热器出口72与燃油管道热交换器进口74的未散热的热交换工质L1混合后经过热交换器进口温度传感器33的位置引起温度变化被热交换器进口温度传感器33感应(步骤S3)，控制器30采样并识别温度变化并根据预设值控制散热器50的状态，关系特征参考图5(步骤S4)，散热器50则改变散热风扇51的转数，混合后的热交换工质L1进入燃油管道热交换器3将热量传递给燃油后燃油被输送至喷油嘴22喷射进入气缸20
燃油部分，燃油经过燃油泵42抽取后经过气泡消除器4燃油管道中的气体G2被气泡消除器4排出，燃油被送入燃油管道热交换器3
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法，包括：
热交换工质储藏箱，所述热交换工质储藏箱用于容纳热交换工质；
排气管热交换器，所述排气管热交换器用于将尾气热量吸收并传递给热交换工质；
燃油管道热交换器，所述燃油管道热交换器用于将热交换工质的热量传递给燃油；
气泡消除器，所述气泡消除器用于消除燃油管道中的气泡；
排气口温度传感器，所述排气口温度传感器用于探测排气管温度；
热交换器出口温度传感器，所述热交换器出口温度传感器用于探测排气管热交换器出口的热交换工质温度；
热交换器进口温度传感器，所述热交换器进口温度传感器用于探测燃油管道热交换器进口的热交换工质温度；
热交换工质泵，所述热交换工质泵用于将热交换工质加压并输送至排气管热交换器入口；
比例阀，所述比例阀用于控制热交换工质进入燃油管道热交换器进口传输管与散热器进口传输管的比例；
散热器，所述散热器用于对热交换工质进行冷却；
热交换工质，所述热交换工质用于热量的运送与传递；
控制器，所述控制器用于存储预设程序并根据程序执行对排气口温度传感器，热交换器出口温度传感器，热交换器进口温度传感器的数据采样，并执行对热交换工质泵，比例阀，散热器，的控制。
2.根据权利要求1所述的热交换工质泵的工作状态根据排气口温度传感器的读数决定。
3.根据权利要求1-2任一项所述的控制器根据排气口温度传感器的采样结果决定热交换工质泵的工作状态。
4.根据权利要求1-3任一项所述的控制器根据热交换器出口传感器的采样结果决定比例阀的工作状态。
5.根据权利要求1-3-4任一项所述的控制器根据热交换器进口温度传感器的采样结果决定散热器的工作状态。
6.根据权利要求1-3-4-5任一项所述的控制器与排气口温度传感器，热交换器出口传感器，热交换器进口传感器，热交换工质泵，比例阀，散热器，燃油泵电连接。
7.一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法，其特征在于使用热交换工质获取内燃发动机废气能量，并用于加热燃油。
8.一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法，其特征在于使用散热器作为旁路对热交换工质的温度进行控制。
9.一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法，其特征在于燃油管道上设置气泡消除器。
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