CN203920330U - 涡流式汽车尾气供暖装置 - Google Patents

Abstract

一种涡流式汽车尾气供暖装置，包括发动机排气管、消音器、热交换器和水泵壳体，热交换器的外侧设有装有冷却液的密封腔，涡流发生器通过涡流发生器固定杆设置在密封腔的内侧，密封腔上设置有水管接头，水泵壳体中设置有中部设有涡轮叶片的水泵驱动轴，水泵驱动轴的两端设置有磁悬浮轴承，还包括水泵，水泵的进口通过水管与水管接头连接，水泵出口通过水管连接油底壳加热器、流量阀、散热器和水管接头，流量阀与受温度控制模块控制的电磁阀连接，还包括与温度控制模块相连的温度传感器。本实用新型利用发动机高温尾气通过热交换器、水泵、流量阀、散热器等将余热提供给驾驶室，达到余热利用的目的且结构简单，操作方便，节能安全，供暖效果好。

Description

涡流式汽车尾气供暖装置

技术领域

本实用新型本涉及一种汽车尾气热量的回收利用装置，具体涉及一种涡流式汽车发动机尾气供暖装置，属于汽车技术领域。

背景技术

随着我国汽车保有量的不断增加,汽车已经遍布了我国的大江南北，各个地区的城镇乡村都有汽车的足迹,随着汽车使用的增加，汽车在使用过程中的一些问题也不断体现出来,如汽车冬季保暖问题尤为突出,特别是我国东北地区的冬季平均温度在零下30℃左右，汽车在零下30℃的气温下行驶，驾驶室温度较低,驾驶员和乘客长时间在这种环境中感觉非常的寒冷，驾驶员长时间在这种环境中驾驶身体会僵硬，操作不灵活，容易出现交通事故，另一方面,汽车停放在零下30℃的环境中，机油和齿轮油在低温下变的较粘稠，较难启动，由于机油粘稠,润滑不良，会加速发动机气缸的磨损，缩短发动机的使用寿命，基于上述的原因，汽车供暖装置以及发动机加温锅被使用，但是目前的供暖装置一般采用发动机机体的冷却水作为热源，当汽车在低温环境时，发动机的冷却水温度较低，提供的热量有限，而加温锅通常采用燃烧汽油的方式给发动机加热，此种方法不够节能，也有一些采用汽车尾气作为驾驶室供暖的供暖装置，但是其结构和控制都很复杂，而且功能单一。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种汽车尾气供暖装置，该装置利用发动机的高温尾气，使热交换器内冷却液温度迅速升高，再利用水泵使高温冷却液循环,利用散热器将热量散发到驾驶室，使驾驶室内温度快速升高，保证汽车冬季行驶的驾驶室温度。

为达到上述目的，本实用新型所采用的具体技术方案是：

一种涡流式汽车尾气供暖装置，包括发动机排气管和消音器，在所述发动机排气管和所述消音器之间自左至右依次还连通有热交换器和水泵壳体，所述热交换器为圆筒体，圆筒体的外侧设置有装有冷却液的环形密封腔，圆筒体内圆周壁上均等设置有多个安装顶点朝向所述发动机排气管的圆锥形涡流发生器(3)的涡流发生器固定杆，所述环形密封腔的下方设置有连通外部的两个水管接头；所述水泵壳体中垂直于排气方向上设置有中部设有涡轮叶片的水泵驱动轴，所述水泵驱动轴的两端与所述水泵壳体之间设置有磁悬浮轴承，所述水泵驱动轴的下端还传动连接水泵；所述水泵的进口通过水管与两个水管接头中的一个水管接头连接，所述水泵出口通过水管依次连接发动机油底壳加热器、流量阀、散热器和两个水管接头中的另一个水管接头形成循环回路；所述流量阀与受温度控制模块控制的电磁阀连接，所述温度控制模块通过线束还连接有温度传感器。

当发动机尾气从发动机排气管中排出，经过所述热交换器中的涡流发生器时产生涡旋气流,涡旋气流直接冲击在所述环形密封腔内侧圆柱面上,增加了环形密封腔的受热率，提高了所述热交换器内冷却液的温度。而且，所述涡流发生器改变了尾气的流动方向,由于出口面积的减小,涡旋气流压力增大,为涡旋气流吹动蜗轮叶片转动提供了较大的气动能量。从而带动所述水泵工作，由于所述水泵驱动轴与所述水泵壳体之间采用磁悬浮轴承，转动阻力极小，从而使得发动机的排气背压降低到可接受的范围，其背压接近于涡轮增压发动机，受热的冷却液被所述水泵加压后进入循环回路，所述循环回路中的所述散热器可以设置在驾驶室或者其他需要加热的地方，所述发动机油底壳加热器设置在发动机油底壳上，冷却液流经所述散热器和所述发动机油底壳加热器时，可以将其携带的热量散发出去，从而起到对外界加热的作用，所述流量阀受所述温度控制模块控制，当温度传感器检测到温度低时，所述温度控制模块通过控制所述电磁阀使得所述流量阀开口增大，相反，当温度传感器检测到温度高时，所述温度控制模块通过控制所述电磁阀使得所述流量阀开口减小甚至闭合。

上述所述热交换器与所述发动机排气管和所述水泵壳体之间的连接以及所述水泵壳体与所述消音器之间的连接均采用螺栓连接。

上述所述散热器和所述温度传感器设置在驾驶室内。

上述所述涡流发生器固定杆的优选数量为3个。可采用三根钢筋,相隔120度,一头焊接在所述涡流发生器上,另一头焊接在所述环形密封腔内侧圆柱面上。

上述所述水泵驱动轴与所述水泵之间还设置有离合器。

为达到上述目的，本实用新型还提供另一个技术方案是：

本实用新型的一种涡流式汽车尾气供暖装置的控制方法，包括如下步骤：：

a.启动发动机；

b.所述温度控制模块控制所述电磁阀使得所述流量阀打开；

c.所述温度控制模块定时检测所述温度传感器，若所述温度传感器所检测到的温度低于预设值，则控制所述电磁阀使得所述流量阀的开度变大，若所述温度传感器所检测到的温度高于预设值，则控制所述电磁阀使得所述流量阀的开度变小。

进一步，所述水泵驱动轴与所述水泵之间还可以设置离合器。

在不需要尾气供暖时，可以控制所述离合器，使得所述水泵与所述水泵驱动轴之间的传动连接断开，从而避免所述水泵一直工作。

对于上述设置有离合器的涡流式汽车尾气供暖装置的控制方法,包括如下步骤：

a.启动发动机；

b.控制所述离合器闭合使所述水泵与所述水泵驱动轴之间传动连接；

c.所述温度控制模块控制所述电磁阀使得所述流量阀打开；

d.所述温度控制模块定时检测所述温度传感器，若所述温度传感器所检测到的温度低于预设值，则控制所述电磁阀使得所述流量阀的开度变大，若所述温度传感器所检测到的温度高于预设值，则控制所述电磁阀使得所述流量阀的开度变小。

本实用新型的优点和有益效果是：

1.本实用新型利用发动机高温尾气通过本实用新型的装置中的热交换器、水泵、流量阀、散热器、控制模块、温度传感器等将排出的热量提供给汽车驾驶室，使驾驶室温度提高，保证冬季驾驶室的室内温度，使驾驶员能够正常驾驶汽车，达到余热利用的目的。夏季关闭该装置，恢复汽车正常工作系统。

2.本实用新型的装置结构简单，控制准确，操作方便，节能安全，供暖效果好。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的原理示意图；

图2是本实用新型实施例中热交换器剖面图；

图3是本实用新型实施例中热交换器立体剖切图；

图中：1为发动机排气管、2为连接螺栓、3为涡流发生器、4为涡流发生器固定杆、5为热交换器、6为水泵壳体、7为涡轮叶片、8为水泵驱动轴、9为磁悬浮轴承、10为消音器、11为水泵、12为发动机油底壳加热器、13为电磁阀、14为流量阀、15为温度控制模块、16为温度传感器、17为散热器、18为水管、19为水管接头、20为线束、21为环形密封腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例一

如图1所示，一种涡流式汽车尾气供暖装置，包括发动机排气管1和消音器10，在所述发动机排气管1和所述消音器10之间自左至右依次还连通有热交换器5和水泵壳体6；所述热交换器5为圆筒体，圆筒体的外侧设置有装有冷却液的环形密封腔21，圆筒体内圆周壁上均等设置有多个安装顶点朝向所述发动机排气管1的圆锥形涡流发生器3的涡流发生器固定杆4，所述环形密封腔21的下方设置有连通外部的两个水管接头19；所述水泵壳体6中垂直于排气方向上设置有中部设有涡轮叶片7的水泵驱动轴8，所述水泵驱动轴8的两端与所述水泵壳体6之间设置有磁悬浮轴承9，所述水泵驱动轴8的下端还传动连接水泵11；所述水泵11的进口通过水管18与两个水管接头19中的一个水管接头连接，所述水泵11出口通过水管18依次连接发动机油底壳加热器12、流量阀14、散热器17和两个水管接头19中的另一个水管接头形成循环回路；所述流量阀14与受温度控制模块15控制的电磁阀13连接，所述温度控制模块15通过线束20还连接有温度传感器16。

其中所述热交换器5与所述发动机排气管1和所述水泵壳体6之间的连接以及所述水泵壳体6与所述消音器10之间的连接均采用螺栓2连接。所述散热器17和所述温度传感器16设置在驾驶室内。所述涡流发生器固定杆4的优选数量为3个。

如图1所示，本实用新型的一种涡流式汽车尾气供暖装置的控制方法，包括如下步骤：

a.启动发动机；

b.所述温度控制模块15控制所述电磁阀13使得所述流量阀14打开；

c.所述温度控制模块15定时检测所述温度传感器16，若所述温度传感器16所检测到的温度低于预设值，则控制所述电磁阀13使得所述流量阀14的开度变大，若所述温度传感器16所检测到的温度高于预设值，则控制所述电磁阀13使得所述流量阀14的开度变小。

实施例二

如图1所示，一种涡流式汽车尾气供暖装置，在实施例一的基础上所述水泵驱动轴8与所述水泵11之间还可以设置离合器。

对于上述设置有离合器的涡流式汽车尾气供暖装置的控制方法,包括如下步骤：

a.启动发动机；

b.控制所述离合器闭合使所述水泵11与所述水泵驱动轴8之间传动连接；

c.所述温度控制模块15控制所述电磁阀13使得所述流量阀14打开；

d.所述温度控制模块15定时检测所述温度传感器16，若所述温度传感器16所检测到的温度低于预设值，则控制所述电磁阀13使得所述流量阀14的开度变大，若所述温度传感器16所检测到的温度高于预设值，则控制所述电磁阀13使得所述流量阀14的开度变小。

工作原理：当发动机尾气从所述发动机排气管1中排出，经过所述热交换器5中的所述涡流发生器3时产生涡旋气流,涡旋气流直接冲击在所述环形密封腔21内侧圆柱面上,增加了所述环形密封腔21的受热率，提高了所述热交换器5内冷却液的温度。而且，所述涡流发生器3改变了尾气的流动方向,由于出口面积的减小,涡旋气流压力增大,为涡旋气流吹动所述蜗轮叶片7转动提供了较大的气动能量。从而带动所述水泵11转动，由于所述水泵驱动轴8与所述水泵壳体6之间采用所述磁悬浮轴承9，转动阻力极小，从而使得发动机的排气背压降低到可接受的范围，受热的冷却液被所述水泵11加压后进入循环回路，所述循环回路中的所述散热器17设置在驾驶室内，所述发动机油底壳加热器12设置在发动机油底壳上，冷却液流经所述散热器17和所述发动机油底壳加热器12时，可以将其携带的热量散发出去，从而起到对外界加热的作用，所述流量阀14受所述温度控制模块15控制，当所述温度传感器16检测到温度低时，所述温度控制模块15通过控制所述电磁阀13使得所述流量阀14开口增大，相反，当所述温度传感器16检测到温度高时，所述温度控制模块15通过控制所述电磁阀13使得所述流量阀14开口减小甚至闭合。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种涡流式汽车尾气供暖装置，包括发动机排气管(1)和消音器(10)，其特征在于：在所述发动机排气管(1)和所述消音器(10)之间自左至右依次还连通有热交换器(5)和水泵壳体(6)；所述热交换器(5)为圆筒体，圆筒体的外侧设置有装有冷却液的环形密封腔(21)，圆筒体内圆周壁上均等设置有多个安装顶点朝向所述发动机排气管(1)的圆锥形涡流发生器(3)的涡流发生器固定杆(4)，所述环形密封腔(21)的下方设置有连通外部的两个水管接头(19)；所述水泵壳体(6)中垂直于排气方向上设置有中部设有涡轮叶片(7)的水泵驱动轴(8)，所述水泵驱动轴(8)的两端与所述水泵壳体(6)之间设置有磁悬浮轴承(9)，所述水泵驱动轴(8)的下端还传动连接水泵(11)；所述水泵(11)的进口通过水管(18)与两个水管接头(19)中的一个水管接头连接，所述水泵(11)出口通过水管(18)依次连接发动机油底壳加热器(12)、流量阀(14)、散热器(17)和两个水管接头(19)中的另一个水管接头形成循环回路；所述流量阀(14)与受温度控制模块(15)控制的电磁阀(13)连接，所述温度控制模块(15)通过线束(20)还连接有温度传感器(16)。

2.根据权利要求1所述的一种涡流式汽车尾气供暖装置，其特征在于：所述热交换器(5)与所述发动机排气管(1)和所述水泵壳体(6)之间的连接以及所述水泵壳体(6)与所述消音器(10)之间的连接均采用螺栓(2)连接。

3.根据权利要求1所述的一种涡流式汽车尾气供暖装置，其特征在于：所述散热器(17)和所述温度传感器(16)设置在驾驶室内。

4.根据权利要求1所述的一种涡流式汽车尾气供暖装置，其特征在于：所述涡流发生器固定杆(4)的优选数量为3个。

5.根据权利要求1所述的一种涡流式汽车尾气供暖装置，其特征在于：所述水泵驱动轴(8)与所述水泵(11)之间还设置有离合器。