CN216518215U - 一种废气处理系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废气处理系统，包括发动机、一级三元催化器、二级三元催化器、热交换器、排气消音器和空调系统；热交换器包括第一主管路、第二主管路和翅片；一级三元催化器连接在发动机与二级三元催化器之间，二级三元催化器连接在一级三元催化器与热交换器的第一主管路之间；发动机与热交换器之间设置有第一水管和第二水管，第一水管的两端和第二水管的两端均分别与发动机内水箱的两端和热交换器内翅片的两端连通；空调系统包括暖风水箱，暖风水箱与发动机之间设置有第三水管和第四水管。本申请的废气处理系统可以回收废气中的热量用于发动机的热机，并且可以通过发动机将热量传输至暖风水箱中，具有节能减排的效果。

Description

一种废气处理系统及汽车

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，具体地，涉及一种废气处理系统及汽车。

背景技术

随着国家排放法规的日益严苛，节能减排是汽车产品设计发展的主要方向之一。研究表明，发动机产生的热量有1/3通过排气系统排出，如果对此热量进行回收利用，用于发动机快速热机，经理论分析具有降低油耗的潜力。现有技术中，主要存在两种方式用于回收废气的热量，一种方式是通过在排气歧管上集成冷却水道而利用废气热量，此种方法的设计复杂、成本较高；第二种方式是利用电控阀门控制排气气流的走向，在三元催化器前进行排气热量的回收，此种方式会影响三元催化器的催化转化效率，并且采用电控阀门的成本高，结构复杂。

实用新型内容

为解决上述问题的至少一个方面，本实用新型提供一种废气处理系统，包括发动机、一级三元催化器、二级三元催化器、热交换器、排气消音器和空调系统；热交换器包括第一主管路、第二主管路和翅片；一级三元催化器的一端与发动机内气管连通，另一端与二级三元催化器的第一端连通，二级三元催化器的第二端与热交换器的第一主管路连通；发动机与热交换器之间设置有第一水管和第二水管，第一水管的两端和第二水管的两端均分别与发动机内水箱的两端和热交换器内翅片的两端连通；排气消音器固定连接在热交换器的第二主管路上；空调系统包括暖风水箱，暖风水箱与发动机之间设置有第三水管和第四水管，第三水管的一端与发动机内水箱连通，第三水管的另一端与暖风水箱的第一端连通，第四水管的一端与暖风水箱的第二端连通，第四水管的另一端与发动机内水箱连通。通过上述技术方案，将热交换器设置在二级三元催化器之后，即发动机产生的废气经过一级三元催化器和二级三元催化器净化之后才会进入热交换器中，既不影响三元催化器的催化转化效率，又可以将一级三元催化器内和二级三元催化器内氧化还原反应释放的热量传输至热交换器中，提高热量利用率；将发动机与暖风水箱通过第三水管和第四管连接，可以使热交换器内的热量通过发动机传输至暖风水箱中，从而提升空调系统采暖的舒适性，提高废气热量的利用率。

优选地，所述发动机内水箱与第三水管之间设置有用于发动机水箱与第三水管连通或断开的电控阀。通过上述技术方案，在发动机内水箱与第三水管之间设置电控阀，关闭电控阀，发动机水箱与第三水管断开，使得热交换器中的热量不会传递至空调系统中，保证了低温时发动机热机为第一优先级，提升热机速度，降低发动机低温摩擦损耗，从而达到节能减排的效果；当发动机热机一段时间后，发动机内水箱的温度会达到一定温度，此时电控阀打开，热交换器中的热量通过发动机传递至暖风水箱中，提升空调系统采暖的舒适性。

优选地，所述暖风水箱上连接有电加热器，电加热器与电控阀电连接。通过上述技术方案，在暖风水箱上连接电加热器，当电控阀关闭时，电加热器开始工作，为暖风水箱供热，使得发动机在热机过程中，即汽车刚启动时仍可以保证空调系统具有加热的效果。

优选地，所述发动机水箱内连接有温度传感器，温度传感器与电控阀电连接。通过上述技术方案，在发动机水箱内设置温度传感器用于测量发动机内水箱的温度，并自动控制电控阀的开关，当水箱的温度低于一定温度时，电控阀关闭；当水箱的温度高于一定温度时，电控阀自动打开，实现了热交换器单独给发动机供热模式和热交换器同时给发动机和暖风水箱供热模式的自动切换。

优选地，所述暖风水箱上连接有电加热器，电加热器与电控阀电连接。通过上述技术方案，在暖风水箱上连接电加热器，当水箱的温度低于一定温度时，电控阀关闭，电加热器为暖风水箱供热；当水箱的温度高于一定温度时，电控阀自动打开，电加热器停止为暖风水箱供热，实现了热交换器单独给发动机供热、电加热器为暖风水箱供热模式和热交换器同时给发动机和暖风水箱供热模式的自动切换。

优选地，所述热交换器还包括第一支管、第二支管和控制器；第一支管的一端与第一主管路内部连通，另一端与翅片内气管第一端连通；第二支管的一端与翅片内气管第二端连通，另一端与第二主管路内部连通；控制器的一部分安装在第二水管内，控制器的阀门连接在第一主管路和第二主管路之间，用于根据第二水管的温度控制第一主管路和第二主管路的连通或断开。通过上述技术方案，公开了一种热交换器的内部结构，当第二水管里水的温度低于一定温度时，控制器的阀门使第一主管路和第二主管路断开，二级三元催化器里的气体会流经第一主管路、第一支管至翅片中给发动机内水箱通过第一水管流至翅片的水加热，经加热的水流至发动机给发动机供热，经过翅片的气体再流经第二支管、第二主管路流至排气消音器中；当第二水管里水的温度高于一定温度时，为了防止发动机内过热，控制器的阀门会使第一主管路和第二主管路连通，二级三元催化器中的气体大部分会流经第一主管路、第二主管路流至排气消音器中，采用此种方式的热交换器，可以实现发动机热机时为发动机提供热量，为防止发动机过热而停止为发动机供热的效果。

优选地，所述控制器采用蜡控制阀。通过上述技术方案，生产过程中，可以购买蜡控制阀型热交换器，由于蜡控制阀本身结构简单、成本较低，使得蜡控制阀型热交换器比较便宜，从而降低汽车的生产成本。

本实用新型还提供了一种汽车，包括车体和上文提到的至少一种废气处理系统。通过上述技术方案，采用本申请废气处理系统的汽车，可以在汽车刚启动时，较快地给发动机热机，降低发动机的低温摩擦损耗，增加发动机的使用寿命，并且提高了空调的加热速度，从而提高了舒适性，又可以达到节能减排的效果。

本实用新型的一种废气处理系统，具有以下有益效果：

(1)通过将热交换器连接在二级三元催化器之后，一方面不会影响三元催化器的催化转化效率，另一方面可以将一级三元催化器内和二级三元催化器内氧化还原反应释放的热量传输至热交换器中，提高热量利用率。

(2)通过在发动机与暖风水箱之间设置第三水管和第四管连接，可以使热交换器内的热量通过发动机传输至暖风水箱中，从而提升空调系统采暖的舒适性，提高废气热量的利用率。

(3)通过设置电控阀、电加热器和温度传感器，可以实现热交换器单独给发动机供热、电加热器为暖风水箱供热模式和热交换器同时给发动机和暖风水箱供热模式的自动切换。

附图说明

为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1示出了根据本实用新型实施例的一种废气处理系统的结构框图。

附图标记说明：

1、发动机；2、一级三元催化器；3、二级三元催化器；4、热交换器；41、第一主管路；42、蜡控制阀；43、第二主管路；44、第一支管；45、翅片；46、第二支管；47、第一水管；48、第二水管；5、排气消音器；6、温度传感器；7、电控阀；8、第三水管；9、暖风水箱；10、第四水管；11、电加热器。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的一个实施例提出了一种废气处理系统，包括发动机1、一级三元催化器2、二级三元催化器3、热交换器4、排气消音器5和空调系统；热交换器4包括第一主管路41、第二主管路43和翅片45；一级三元催化器2的一端与发动机1内气管连通，另一端与二级三元催化器3的第一端连通，二级三元催化器3的第二端与热交换器4的第一主管路41连通；发动机1与热交换器4之间设置有第一水管47和第二水管48，第一水管47的两端和第二水管48的两端均分别与发动机1内水箱的两端和热交换器4内翅片45的两端连通；排气消音器5固定连接在热交换器4的第二主管路43上；空调系统包括暖风水箱9，暖风水箱9与发动机1之间设置有第三水管8和第四水管10，第三水管8的一端与发动机1内水箱连通，第三水管8的另一端与暖风水箱9的第一端连通，第四水管10的一端与暖风水箱9的第二端连通，第四水管10的另一端与发动机1内水箱连通。

具体地，如图1所示，热交换器4还包括第一支管44、第二支管46和控制器；第一支管44的一端与第一主管路41内部连通，另一端与翅片45内气管第一端连通；第二支管46的一端与翅片45内气管第二端连通，另一端与第二主管路43内部连通；控制器可选择为蜡控制阀42，蜡控制阀42中的蜡安装在第二水管48内，控制器的阀门连接在第一主管路41和第二主管路43之间，当第二水管48内水的温度低于一定温度时，蜡控制阀门使第一主管路41和第二主管路43断开；当第二水管48内水的温度高于一定温度时，蜡控制阀42门使第一主管路41和第二主管路43连通。

发动机1内水箱与第三水管8之间设置有电控阀7，发动机1水箱内连接有温度传感器6，温度传感器6与电控阀7电连接；暖风水箱9上连接有电加热器11，电加热器11与电控阀7电连接，使得当水箱的温度低于一定温度时，电控阀7关闭，电加热器11为暖风水箱9供热；当水箱的温度高于一定温度时，电控阀7自动打开，电加热器11停止为暖风水箱9供热，热交换器4中的热量通过发动机1为暖风水箱9供热。

本申请的一种废气处理系统的使用方法如下：

发动机1在刚开始热机时，第二水管48内水的温度较低，蜡控制阀42的阀门使第一主管路41和第二主管路43断开，发动机1产生的废气流经一级三元催化器2、二级三元催化器3、第一主管路41、第一支管44流至翅片45中，给发动机1内水箱通过第一水管47流至翅片45的水加热，经加热的水流至发动机1给发动机1供热，经过翅片45的气体再流经第二支管46、第二主管路43流至排气消音器5中排出，同时发动机1内水箱的水温度较低，温度传感器6控制电控阀7断开，电加热器11为暖风水箱9供热；当发动机1热机一段时间后，发动机1内水箱的温度达到一定温度，温度传感器6控制电控阀7打开，发动机1内水箱的水流经第三水管8为暖风水箱9供热；当第二水管48内水的温度达到一定温度时，蜡控制阀42控制第一主管路41和第二主管路43连通，发动机1产生的废气流经一级三元催化器2、二级三元催化器3、第一主管路41，再大部分流经第二主管路43流至排气消音器5中排出。

本实用新型还提供了一种汽车，包括车体和上文提到的至少一种废气处理系统。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文。

Claims (8)

1.一种废气处理系统，其特征在于：包括发动机(1)、一级三元催化器(2)、二级三元催化器(3)、热交换器(4)、排气消音器(5)和空调系统；热交换器(4)包括第一主管路(41)、第二主管路(43)和翅片(45)；一级三元催化器(2)的一端与发动机(1)内气管连通，另一端与二级三元催化器(3)的第一端连通，二级三元催化器(3)的第二端与热交换器(4)的第一主管路(41)连通；发动机(1)与热交换器(4)之间设置有第一水管(47)和第二水管(48)，第一水管(47)的两端和第二水管(48)的两端均分别与发动机(1)内水箱的两端和热交换器(4)内翅片(45)的两端连通；排气消音器(5)固定连接在热交换器(4)的第二主管路(43)上；空调系统包括暖风水箱(9)，暖风水箱(9)与发动机(1)之间设置有第三水管(8)和第四水管(10)，第三水管(8)的一端与发动机(1)内水箱连通，第三水管(8)的另一端与暖风水箱(9)的第一端连通，第四水管(10)的一端与暖风水箱(9)的第二端连通，第四水管(10)的另一端与发动机(1)内水箱连通。

2.根据权利要求1所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述发动机(1)内水箱与第三水管(8)之间设置有用于发动机(1)水箱与第三水管(8)连通或断开的电控阀(7)。

3.根据权利要求2所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述暖风水箱(9)上连接有电加热器，电加热器与电控阀(7)电连接。

4.根据权利要求2所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述发动机(1)水箱内连接有温度传感器(6)，温度传感器(6)与电控阀(7)电连接。

5.根据权利要求4所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述暖风水箱(9)上连接有电加热器，电加热器与电控阀(7)电连接。

6.根据权利要求1所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述热交换器(4)还包括第一支管(44)、第二支管(46)和控制器；第一支管(44)的一端与第一主管路(41)内部连通，另一端与翅片(45)内气管第一端连通；第二支管(46)的一端与翅片(45)内气管第二端连通，另一端与第二主管路(43)内部连通；控制器的一部分安装在第二水管(48)内，控制器的阀门连接在第一主管路(41)和第二主管路(43)之间，用于根据第二水管(48)的温度控制第一主管路(41)和第二主管路(43)的连通或断开。

7.根据权利要求6所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述控制器采用蜡控制阀(42)。

8.一种汽车，其特征在于：包括车体和权利要求1至7中任一所述的一种废气处理系统。

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