TWI835626B - 內燃機增程輔助系統的防凍裝置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
一種內燃機增程輔助系統的防凍裝置及控制方法，該增程輔助系統包括一增程器，該增程器將其產生的蒸氣供一內燃機的室內燃油混合，以增進內燃機的動力；一冷卻水循環於內燃機和水箱，該冷卻水供該內燃機降溫之用；該防凍裝置包括盛裝防凍液的防凍缸，該增程器的儲水瓶浸於於該防凍缸內；引用該冷卻水進入該防凍缸，據以保持儲水瓶的工作溫度，防止儲水瓶中的純水結凍，使增程器在嚴寒的氣候中得以正常運作。通過該防凍缸的防凍液可再做為冷卻水供該內燃機降溫之用。
Description
本發明涉及燃燒發動機，更詳而言之，關於內燃機增程輔助系統的防凍裝置及該防凍裝置的控制方法。
關於內燃機的動力增程輔助系統CN112983636B專利文獻揭露一種內燃機混合動力增程器裝置，其包括一儲水瓶、一聚氣管、一進氣管、及一微氣泡產生器；該儲水瓶，包含一瓶身與一瓶蓋及共同界定的一容室。該聚氣管一端穿伸瓶蓋容置於容室內。由上述構件的組成，環境空氣被進氣管引入經由微氣泡產生器調整成微氣泡並攪動容室內的儲水，使其形成水蒸氣(助燃氣體)並蓄積于容室頂端，提供連接瓶蓋上蒸氣管接孔的內燃機10取得，用以提升內燃機的燃燒效率。
上述增程器中的儲水瓶存有預設公升數的純水，在嚴寒地區使用該增程器恐面臨純水結凍的問題。
本發明所要解決的問題：
本發明針對CNCN112983636B專利技術進行優化設計，對該專利增程器的儲水瓶的純水提供防凍措施，使該專利增程器在嚴寒地區仍能正常發揮效能。
本發明技術特徵及功效：
一種內燃機增程輔助系統的防凍裝置，該增程輔助系統包括一增程器，該增程器將其產生的蒸氣供一內燃機的室內燃油混合，以增進內燃機的動力；一冷卻水循環於內燃機和水箱，該冷卻水供該內燃機降溫之用；該防凍裝置包括盛裝防凍液的防凍缸，該增程器的儲水瓶浸於於該防凍缸內；引用該冷卻水進入該防凍缸，據以保持儲水瓶的工作溫度，防止儲水瓶中的純水結凍，使增程器在嚴寒的氣候中得以正常運作。通過該防凍缸的防凍液可再做為冷卻水供該內燃機降溫之用。
本發明防凍裝置的控制方法，主要依據環境溫度和防凍液的溫度來調控運作。
當環境溫度高於一預設值，該增程器的儲水瓶中的純水無結凍之虞時，該防凍裝置不啟動。
當環境溫度低於一預設值，該增程器的儲水瓶的純水有結凍之虞時，啟動該防凍裝置。
當防凍裝置啟動時，進一步監測通過該防凍缸的防凍液的溫度，當防凍液的溫度低於一門檻值時，該防凍液可直接做為該內燃機的冷卻水。反之，當防凍液的溫度高於一門檻值時，該防凍液需經由該水箱的進一步降溫後，才能做為該內燃機做為冷卻水。
10:內燃機
11:冷卻水輸入口
12:冷卻水輸出口
20:水箱
21:冷卻水輸入口
22:冷卻水輸出口
30:增程器
31:儲水瓶
40:防凍缸
41:防凍液
42:防凍液輸入口
43:防凍液輸出口
50:調氣管路
61:第一冷卻水管路
62:第二冷卻水管路
71:第一防凍液管路
72:第二防凍液管路
73:分支管路
80:溫度感測器
81:第一電磁閥
82:第二電磁閥
83:第三電磁閥
〔圖1〕本發明防凍裝置實施例一的配置示意圖。
〔圖2〕本發明防凍裝置實施例二的配置示意圖。
〔圖3〕本發明防凍裝置實施例三的配置及作動示意圖之一。
〔圖4〕本發明防凍裝置實施例三的配置及作動示意圖之二。
為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。附圖僅是為了便於描述本發明而做的簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位，因此不能理解為對本發明的限制。「第一」、「第二」及其依序類推之術語，僅用於區別元件名稱，不能理解為指示或暗示相對重要性或順序。
如圖1，內燃機10輔助系統包括：一內燃機10(一般理解為汽車引擎)、一水箱20、一增程器30、和一防凍裝置。
該內燃機10的冷卻水輸出口12和該水箱20的冷卻水輸入口21之間以一第一冷卻水管路61連接。該水箱20的冷卻水輸出口22和該內燃機10的冷卻水輸入口11之間以一第二冷卻水管路62連接。從該水箱20的加水口加入該內燃機10和該防凍裝置所需的足量防凍冷卻液(或稱冷卻水)。該冷卻水通過該第一冷卻水管路61和該第二冷卻水管路62循環進出該內燃機10和該水箱20，藉由該水箱20的熱交換作用降低該冷卻水的溫度，提供給該內燃機10做為運作降溫之用。
該增程器30為CN112983636B專利所揭之技術。一調氣管路50(配合電磁閥)連接於該增程器30至該內燃機10的進氣岐管，將該增程器30所產生的蒸氣輸送至該內燃機10，以混合內燃機10室內燃油，使內燃機10燃燒可更為完全，提升內燃機10的運作效率。
該防凍裝置包括：一防凍缸40、一第一防凍液管路71、一第二防凍液管路72。
該第一防凍液管路71連接於該第一冷卻水管路61和該防凍缸40的一防凍液輸入口42之間。該第二防凍液管路72連接於該第二冷卻水管路62和該防凍缸40的一防凍液輸出口43之間。通過已知的液密技術，該增程器30的一儲水瓶31設於該防凍缸40內。
通過該內燃機10而熱交換升溫的冷卻水做為防凍液41。該防凍液41經由該第一防凍液管路71輸入該防凍缸40內，該儲水瓶31全浸於該防凍液41中，通過熱交換作用將該儲水瓶31中純水保持於一工作溫度，防止該純水結凍。通過該防凍缸40中熱交換作用而降溫的防凍液41則可做為內燃機10的冷卻水，從該第二防凍液管路72輸出，經由該第二冷卻水管路62輸入該內燃機10做為運作降溫之用。
如圖2，防凍裝置的實施例二。其與圖1實施例的差異在於，該第二防凍液管路72是連接於該防凍缸40的該防凍液輸出口43以及該水箱20的該冷卻水輸入口21，經過該水箱20的熱交換降溫，做為該內燃機10運作降溫之用的冷卻水。
如圖3及圖4，防凍裝置的實施例三。其與圖1和圖2實施例的差異在於，該第二防凍液管路72是連接於該第二冷卻水管路62和該防凍缸40的該防凍液輸出口43之間，以及，該第二防凍液管路72另設一分支管路73連接至該水箱20的該冷卻水輸入口21。該第一防凍液管路71設第一電磁閥81。在接近該第二冷卻水管路62的該第二防凍液管路72上設一第二電磁閥82。在該分支管路73上設一第三電磁閥83。
該第一電磁閥81、該第二電磁閥82、該第三電磁閥83的啟閉由該內燃機10和該水箱20的自動控制系統(圖未示)管控。以汽車為例，該自動控
制系統可為車用電腦。
該自動控制系統可依據環境溫度來決定是否需要開啟防凍模式來保護增程器30。
例如，攝氏4度以上的環境溫度，該增程器30中的純水應不會結
凍，因此無需開啟防凍模式，該自動控制系統將該第一電磁閥81、該第二電磁閥82、該第三電磁閥83關閉。該增程器30所產生的蒸氣輸送至該內燃機10，以混合內燃機10室內燃油，提升內燃機10的運作效率。該冷卻水通過該第一冷卻水管路61和該第二冷卻水管路62循環進出該內燃機10和該水箱20，藉由該水箱20的熱交換作用降低該冷卻水的溫度，提供給該內燃機10做為運作降溫之用。
例如，攝氏4度以下的環境溫度，該增程器30中的純水有結凍之疑慮，該自動控制系統開啟防凍模式。該自動控制系統將該第一電磁閥81和第二電磁閥82開啟，該第三電磁閥83關閉。通過該內燃機10而熱交換升溫的冷卻水做為防凍液41，該防凍液41經由該第一防凍液管路71輸入該防凍缸40內，通過熱交換作用將該儲水瓶31中純水保持於一工作溫度，防止該純水結凍。通過該防凍缸40中熱交換作用而降溫的防凍液41則可做為內燃機10的冷卻水，從該第二防凍液管路72輸出，經由該第二冷卻水管路62輸入該內燃機10做為運作降溫之用。
或者，該自動控制系統將該第一電磁閥81和第三電磁閥83開啟，該第二電磁閥82關閉。通過該內燃機10而熱交換升溫的冷卻水做為防凍液41，該防凍液41經由該第一防凍液管路71輸入該防凍缸40內，通過熱交換作用將該儲水瓶31中純水保持於一工作溫度，防止該純水結凍。通過該防
凍缸40中熱交換作用而降溫的防凍液41則可做為內燃機10的冷卻水，從該第二防凍液管路72輸出，經由該分支管路73輸入該水箱20，經過該水箱20的熱交換降溫，從該第二冷卻液管路輸入該內燃機10，做為該內燃機10的運作降溫之用。
判斷該第二電磁閥82和該第三電磁閥83開啟或關閉的條件是依據該防凍缸40輸出的防凍液41的溫度，在防凍缸40中經過熱交換的防凍液41溫度會下降，但是否降低至適合做為內燃機10的冷卻水需加以監控和判斷。因此可於該第二防凍液管路72或該防凍液輸出口43設置一溫度感測器80，感測該防凍液41的溫度。
若防凍液41的溫度低於一門檻值，可直接做為內燃機10的冷卻水，故第二電磁閥82開啟，第三電磁閥83關閉，從該防凍缸40輸出的防凍液41經由該第二防凍液管路72和該第二冷卻水管路62輸入該內燃機10做為冷卻之用，如圖4。
若防凍液41的溫度高於一門檻值，需經降溫後才能做為內燃機10的冷卻水，故第二電磁閥82關閉，第三電磁閥83開啟，從該防凍缸40輸出的防凍液41經由該第二防凍液管路72和該分支管路73進入該水箱20進行降溫，再由該第二冷卻水管路62輸入該內燃機10做為冷卻之用，如圖3。
據上所述，該防凍裝置實施例三實現了一種控制方法，包括：
通過該內燃機10的一自動控制系統感測一環境溫度，該環境溫度等於或低於一預設值，該自動控制系統將該第一電磁閥81開啟，該第一冷卻水管路61的冷卻水做為該防凍缸40的防凍液41，通過該第一防凍液管路71輸入該防凍缸40內，使該增程器30的該儲水瓶31中的純水保持於一工作
溫度；
從該第二防凍液管路72輸出的防凍液41經由該溫度感測器80測量溫度，若該防凍液41的溫度若高於一門檻值，執行步驟A；若該防凍液41的溫度低於一門檻值，執行步驟B；
步驟A(如圖3)，該自動控制系統開啟該第三電磁閥83，關閉該第二電磁閥82，該防凍液41經由該第二防凍液管路72和該分支管路73輸入該水箱20進行降溫後，再經由該第二冷卻水管路62輸入該內燃機10做為運作降溫之用。
步驟B(如圖4)，該自動控制系統開啟該第二電磁閥82，關閉該第三電磁閥83，該防凍液41經由該第二防凍液管路72從該第二冷卻水管路62輸入該內燃機10做為運作降溫之用。
10:內燃機
11:冷卻水輸入口
12:冷卻水輸出口
20:水箱
21:冷卻水輸入口
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61:第一冷卻水管路
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71:第一防凍液管路
72:第二防凍液管路
Claims (4)
- 一種內燃機增程輔助系統的防凍裝置，該增程輔助系統包括一增程器，該增程器通過一調氣管路將其產生的蒸氣輸送至一內燃機的一進氣歧管，供混合該內燃機的室內燃油；一冷卻水通過一第一冷卻水管路和一第二冷卻水管路循環於該內燃機和一水箱，該冷卻水供該內燃機降溫之用；其特徵在於：該防凍裝置包括一防凍缸、一第一防凍液管路、和一第二防凍液管路；該增程器的一儲水瓶設於該防凍缸內；該第一防凍液管路連接於該第一冷卻水管路和該防凍缸之間；該第二防凍液管路連接於該第二冷卻水管路和該防凍缸之間；冷卻水從該第一冷卻水管路經由該第一防凍液管路輸入該防凍缸內做為防凍液之用，將該儲水瓶中的純水保持於一工作溫度；通過該防凍缸的該防凍液從該第二防凍液管路輸出，經由該第二冷卻水管路輸入該內燃機做為降溫之用。
- 一種內燃機增程輔助系統的防凍裝置，該增程輔助系統包括一增程器，該增程器通過一調氣管路將其產生的蒸氣輸送至一內燃機的一進氣歧管，供混合該內燃機的室內燃油；一冷卻水通過一第一冷卻水管路和一第二冷卻水管路循環於該內燃機和一水箱，該冷卻水供該內燃機降溫之用；其特徵在於：該防凍裝置包括一防凍缸、一第一防凍液管路、和一第二防凍液管路；該增程器的一儲水瓶設於該防凍缸內； 該第一防凍液管路連接於該第一冷卻水管路和該防凍缸之間；該第二防凍液管路連接於該水箱和該防凍缸之間；該冷卻水從該第一冷卻水管路經由該第一防凍液管路輸入該防凍缸內做為防凍液之用，將該儲水瓶中的純水保持於一工作溫度；通過該防凍缸的該防凍液從該第二防凍液管路輸出，經由該水箱降溫後，從該第二冷卻水管路輸入該內燃機做為降溫之用。
- 一種內燃機增程輔助系統的防凍裝置，該增程輔助系統包括一增程器，該增程器通過一調氣管路將其產生的蒸氣輸送至一內燃機的一進氣歧管，供混合該內燃機的室內燃油；一冷卻水通過一第一冷卻水管路和一第二冷卻水管路循環於該內燃機和一水箱，該冷卻水供該內燃機降溫之用；其特徵在於：該防凍裝置包括一防凍缸、一第一防凍液管路、一第二防凍液管路、一分支管路、一溫度感測器、一第一電磁閥、一第二電磁閥、和一第三電磁閥；該增程器的一儲水瓶設於該防凍缸內；該第一防凍液管路連接於該第一冷卻水管路和該防凍缸之間；該第二防凍液管路連接於該第二冷卻水管路和該防凍缸之間；該分支管路連接於該第二防凍液管路和該水箱之間；該第一防凍液管路設該第一電磁閥；在接近該第二冷卻水管路的該第二防凍液管路上設該第二電磁閥；在該分支管路上設該第三電磁閥；在該第二防凍液管路上設該溫度感測器； 一自動控制系統依據一環境溫度控制該第一電磁閥的啟閉，開啟該第一電磁閥，該第一冷卻水管路的冷卻水通過該第一防凍液管路輸向該防凍缸做為防凍液之用；該第一電磁閥開啟，該自動控制系統依據該溫度感測器的溫度控制該第二電磁閥及該第三電磁閥的啟閉，據以控制通過該防凍缸的防凍液經由該第二防凍液管路和該第二冷卻水管路直接輸入該內燃機，或者，通過該第二防凍液管路和該分支管路經由該水箱後再經由該第二冷卻水管路輸入該內燃機。
- 一種內燃機增程輔助系統的防凍裝置的控制方法，配合如請求項第3項所述的內燃機增程輔助系統的防凍裝置，包括：該自動控制系統感測該環境溫度，該環境溫度等於或低於一預設值，該自動控制系統將該第一電磁閥開啟，該第一冷卻水管路的冷卻水通過該第一防凍液管路輸入該防凍缸內，保持該儲水瓶中的純水於一工作溫度；通過該防凍缸從該第二防凍液管路輸出的防凍液經由該溫度感測器測量溫度，若該防凍液的溫度高於一門檻值，執行步驟A；若該防凍液的溫度低於一門檻值，執行步驟B；步驟A，該自動控制系統開啟該第三電磁閥，關閉該第二電磁閥，該防凍液經由該第二防凍液管路和該分支管路輸入該水箱進行降溫後，再經由該第二冷卻水管路輸入該內燃機做為運作降溫之用；步驟B，該自動控制系統開啟該第二電磁閥，關閉該第三電磁閥，該防凍液經由該第二防凍液管路從該第二冷卻水管路輸入該內燃機做為運作降溫之用。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI835626B true TWI835626B (zh) | 2024-03-11 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015222029A (ja) | 2014-05-22 | 2015-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の凝縮水処理装置 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015222029A (ja) | 2014-05-22 | 2015-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の凝縮水処理装置 |
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