專利名稱：一種節(jié)能減排汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種節(jié)能減排汽車，特別是有關(guān)汽車電子節(jié)能控制、發(fā)動機系統(tǒng)、
冷卻水系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、汽車空調(diào)以及蓄能等方面的節(jié)能技術(shù)。
背景技術(shù)：
在一些地區(qū)冬季氣溫相當(dāng)?shù)?，低溫下發(fā)動機水箱被凍壞，而且低溫下啟動發(fā)動機 也很困難。同時，低溫下啟動汽車對發(fā)動機有較大磨損，汽車冷啟動以后還需要預(yù)熱一段時 間，也要浪費不少燃料，不利于節(jié)能減排。 市面上雖然有一些駐車加熱系統(tǒng)可以解決發(fā)動機預(yù)熱與凍結(jié)問題，但是其工作時 需要額外的能源供應(yīng)，不利于節(jié)能減排。 還有一種常見的情況是在汽車正常行駛時，為了維持車用電器、汽車空調(diào)等設(shè)備 的正常工作，發(fā)動機除需要輸出前進動力外，還需要另外消耗燃料。其中，僅發(fā)電機與汽車 空調(diào)兩個設(shè)備就需要消耗全部燃料的15%左右。在行駛過程中，特別是在下坡路段剎車減 速時，將燃燒燃料得到的機械能變成剎車片上的熱量，白白浪費掉，同時汽車怠速還繼續(xù)消 耗燃料，這不利于節(jié)能減排。 另外，普通汽車在使用空調(diào)時，必須啟動發(fā)動機，雖然有些技術(shù)方案在發(fā)動機 熄火后可以繼續(xù)使用空調(diào)，但是這些方案功能單一或沒有考慮節(jié)能減排因素。如在 200720010103. 1號實用新型說明書公布的方案中只有蓄熱功能，且不能在發(fā)動機水箱散熱 之前蓄熱，當(dāng)發(fā)動機運行時間較短時，蓄熱效果差；又如03111807. 0號專利說明書公布的 方案中，只有蓄冷功能，沒有防凍、預(yù)熱發(fā)動機的功能。上述方案均不能辨別、轉(zhuǎn)換并利用汽 車行駛中過剩的機械能。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型通過利用汽車過剩的機械能進行蓄冷、蓄熱、蓄電，可以解決汽車在低 溫下駐車時發(fā)動機的防凍問題，以及汽車停車熄火后使用空調(diào)的問題，并能夠在汽車機械 能過剩期間，完全關(guān)閉發(fā)動機燃料供應(yīng)，降低汽車的燃料消耗，達到節(jié)能減排的目的，使汽 車具有如下功能 1)有效地利用汽車行駛中過剩的熱能和機械能進行蓄冷、蓄熱、蓄電，減少用于維 持車用電器、汽車空調(diào)工作所需要消耗的燃料。 2)能夠消除因空調(diào)蒸發(fā)器制冷劑泄露對駕乘人員帶來的窒息、中毒等風(fēng)險，并可
以在停車熄火后，利用存儲的熱水或冷水進行制熱或制冷，不額外消耗能源。 3)駐車時利用存儲的熱水防止冷卻水結(jié)凍，以及在啟動前利用存儲的熱水預(yù)熱發(fā)
動機，在保護發(fā)動機的同時不額外消耗能源，節(jié)約能源。 本實用新型包括對汽車控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、發(fā)電機充電 系統(tǒng)進行改進，其特征在于增加節(jié)能控制器M、風(fēng)機盤管M2、水冷式熱交換器5、保溫水箱 4、電磁閥F1-F6、水泵l-2、繼電器Jl-J16、制動傳感器、檔位傳感器、離合器傳感器、油門傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器R1-R5、蓄電量取樣電路、空調(diào)取樣電路、空調(diào)壓縮機 M3、四通閥6、壓縮機離合器7、發(fā)動機及其附件、發(fā)動機供電電路、發(fā)電機充電電路、發(fā)動機 起動機Ql、怠速提升機構(gòu)控制端Q2、發(fā)動機噴油器公共端Q3以及冷卻水管道。 其中發(fā)動機M1、散熱水箱3、風(fēng)機盤管M2、熱交換器5及保溫水箱4之間連接有冷 卻水管道，冷卻水管道上安裝有電磁閥Fl-F6以及水泵1、2，其中電磁閥Fl安裝在散熱水 箱3 —側(cè)，電磁閥F2、 F3分別安裝在連接發(fā)動機Ml與保溫水箱4之間的兩根管道上；電磁 閥F4及水泵1安裝在保溫水箱4兩側(cè)或同一側(cè)；電磁閥F6及水泵2安裝在水冷式熱交換 器5兩側(cè)或同一側(cè)；電磁閥F5安裝在風(fēng)機盤管M2 —側(cè)。 發(fā)動機起動機Ql、怠速提升機構(gòu)控制端Q2分別與繼電器J1、J2連接，發(fā)動機噴油 器公共端Q3與繼電器J3連接，發(fā)電機充電電路與繼電器J4連接，冷卻水管道上的電磁閥 Fl-F6與繼電器J5-J10連接；水泵1 、2與繼電器Jl 1 、 J12連接，風(fēng)機盤管M2、壓縮機離合器 7、四通閥6、發(fā)動機供電電路分別與繼電器J13、J14、 J15、J16連接。 所述節(jié)能控制器M的控制電路采用單片機結(jié)構(gòu)，其輸入端與溫度傳感器R1-R5、制 動傳感器、擋位傳感器、離合器傳感器、油門傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、空調(diào)取樣電路、蓄 電量取樣電路連接；節(jié)能控制器M輸出端與繼電器J1-J16連接，繼電器J1-J16通過電路與 相應(yīng)設(shè)備連接；節(jié)能控制器M的按鍵包括冬季節(jié)能模式鍵、夏季節(jié)能模式鍵、強制節(jié)能模 式鍵、普通模式鍵、參數(shù)設(shè)置鍵。 本文所述汽車是指汽油車、柴油車、混合動力汽車等各種至少具有蓄電瓶、空調(diào)、 水冷式發(fā)動機(內(nèi)燃機)的各種大小車輛。 所述空調(diào)是指常見的非獨立式汽車空調(diào)系統(tǒng)，對于采用獨立式空調(diào)系統(tǒng)的汽車，
其動力系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、發(fā)電機充電系統(tǒng)可以采用本技術(shù)方案，但是空調(diào)系統(tǒng)改進措施及
工作流程有一些變化，這里不做詳細說明；所述暖風(fēng)機是指非獨立式暖風(fēng)機。 所述冬季節(jié)能模式是指在低溫天氣下，在散熱水箱散熱之前保溫水箱即開始存
儲高溫冷卻水；并將高溫冷卻水用于空調(diào)制熱、冷卻水防結(jié)凍、發(fā)動機預(yù)熱；同時還可以利
用汽車過剩的機械能進行蓄熱、蓄電。 所述夏季節(jié)能模式是指在高溫天氣下，發(fā)電機利用過剩的機械能對蓄電瓶充電， 同時空調(diào)系統(tǒng)利用汽車過剩的機械能進行蓄冷。 所述強制節(jié)能模式，是指在冬季或夏季節(jié)能模式下，汽車行駛在較長下坡道路時， 按下強制節(jié)能按鍵，汽車立即進行蓄電、蓄熱或蓄冷，同時發(fā)動機噴油器停止工作，不受是 否剎車的影響，直到汽車的機械能過剩狀態(tài)解除或者人為解除強制節(jié)能模式。當(dāng)擋位處于 空擋、倒擋，或者踩下油門踏板、離合器踏板時不能進入強制節(jié)能模式。 在上述各種節(jié)能模式下，當(dāng)汽車處于機械能過剩狀態(tài)時，怠速提升機構(gòu)不啟動，同 時噴油器停止為發(fā)動機供應(yīng)燃料。 當(dāng)切換為普通模式時，除節(jié)能控制器根據(jù)發(fā)動機水溫高低控制電磁閥Fl開啟/關(guān) 閉外，汽車其它各設(shè)備都工作在沒有改進前的普通狀態(tài)。 所述蓄冷是指將低溫冷卻水存儲在保溫水箱中，所述蓄熱是指將高溫冷卻水存儲 在保溫水箱中，所述蓄電是指將電能存儲在蓄電瓶中。 所述節(jié)能設(shè)備包括汽車各系統(tǒng)改進后的相關(guān)設(shè)備、電路及元器件。 所述動力系統(tǒng)包括行車制動機構(gòu)、擋位變速機構(gòu)、離合器機構(gòu)、油門控制機構(gòu)、發(fā)動機及其附件、發(fā)動機起動機、怠速提升機構(gòu)、發(fā)動機供電電路、發(fā)動機電控系統(tǒng)等；所述剎 車制動器為行車制動器， 一般為腳剎。 所述繼電器是指可以通過電壓控制各節(jié)能設(shè)備工作狀態(tài)的器件，包括電磁繼電 器、無觸點繼電器、半導(dǎo)體控制元件等。繼電器可以置于節(jié)能控制器內(nèi)部或者外部，通過電 路與相應(yīng)設(shè)備連接。所述繼電器的連接方式包括串聯(lián)與并聯(lián)，還可以采用小電流繼電器控 制大電流繼電器的方法，以保證繼電器能夠正常控制相應(yīng)設(shè)備并達到相應(yīng)目的為準。 本文所述的"油"是指各種用于內(nèi)燃機發(fā)動機的燃料；所述油門踏板是指用于人工 控制發(fā)動機燃料供給的裝置，其上安裝油門傳感器，增加燃料供給時，即可產(chǎn)生油門信號。 本文所述的機械能過剩汽車正常行駛過程中，如果汽車沒有處于空擋或倒擋之 一，或者沒有踩下油門踏板或離合器踏板之一，且在需要制動減速的時候，則汽車處于機械 能過剩狀態(tài)。 當(dāng)汽車處于機械能過剩狀態(tài)時，一旦擋位處于空擋、倒擋，或者踩下油門踏板、離
合器踏板，節(jié)能控制器獲得空擋信號、倒擋信號、油門信號、離合器分離信號之一，或者當(dāng)發(fā)
動機轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值z時，則判斷為機械能過剩狀態(tài)解除。所述設(shè)定值z在怠速轉(zhuǎn)速以上
設(shè)置，以保證發(fā)動機不因轉(zhuǎn)速過低而熄火，一般可在800-1200轉(zhuǎn)/分鐘之間。 當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值s的時間超過10秒鐘時，節(jié)能控制器判斷為發(fā)動機已熄
火，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值s的時間超過5秒鐘時，節(jié)能控制器判斷為發(fā)動機已啟動；設(shè)
定值s可以在100-800轉(zhuǎn)/分鐘之間設(shè)定。 所述電磁閥是指可以通過電壓控制水流開啟/關(guān)閉的水閥；所述水泵為直流電動 循環(huán)水泵，關(guān)閉時對水流無循環(huán)作用，但仍可以通過水流。 所述壓縮機離合器是指用于控制空調(diào)壓縮機是否帶負荷工作的電磁控制機構(gòu)，對
于采用外部控制式變排量壓縮機的汽車空調(diào)，該控制機構(gòu)為排量控制閥。 所述冷卻水系統(tǒng)是指包括發(fā)動機水路、散熱水箱、保溫水箱、風(fēng)機盤管、水冷式換
熱器及相應(yīng)管道、水泵、電磁閥等，其中所述冷卻水是指用于冷卻發(fā)動機的汽車防凍液。 所述的風(fēng)機盤管是指用于駕駛室空氣熱交換的水冷式風(fēng)機盤管，汽車原暖風(fēng)機如
果能適用于制熱/制冷狀態(tài)的熱交換，也可以作為風(fēng)機盤管使用。 本文所述高溫是指30°C以上溫度，所述低溫是指30°C以下溫度。當(dāng)發(fā)動機水溫超
過設(shè)定值a時，汽車就處于熱能過剩狀態(tài)。所述水冷式熱交換器是指用于制冷劑與冷卻水
之間的熱交換設(shè)備。所述增加的管道、換熱器、電磁閥、水泵須保溫絕熱。 本實用新型的有益效果是，充分利用汽車過剩的機械能進行蓄冷、蓄熱、蓄電，減
少汽車電器、汽車空調(diào)工作對燃料的消耗量，具有節(jié)能減排作用，并且能夠消除因空調(diào)蒸發(fā)
器制冷劑泄露對駕乘人員帶來的窒息、中毒等風(fēng)險，有利于駕乘人員的安全。

附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理方框圖； 附圖2是節(jié)能控制器的各工作模式之間的聯(lián)系示意圖； 附圖3是本實用新型的節(jié)能設(shè)備裝配結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4是節(jié)能設(shè)備在冬季節(jié)能模式下的工作流程圖； 附圖5是節(jié)能設(shè)備在夏季節(jié)能模式下的工作流程5[0040] 附圖6是節(jié)能設(shè)備在駐車模式下的工作流程圖； 附圖7是節(jié)能設(shè)備在充電節(jié)能模式下的工作流程圖； 附圖8是實施案例二的發(fā)電機充電系統(tǒng)的改進的電路示意圖； 上述附圖非標準圖。
具體實施方式本實用新型可以包括多個實施方式，本說明書優(yōu)選2個案例，針對本實用新型的
特征部分進行說明。 實施案例一 如附圖3所示，本實例中對普通汽車各系統(tǒng)進行了改進，包括發(fā)動機起動機Q1、 怠速提升機構(gòu)控制端Q2、發(fā)動機噴油器公共端Q3、節(jié)能控制器M、風(fēng)機盤管M2、熱交換器5、 保溫水箱4、空調(diào)壓縮機M3、四通閥6、壓縮機離合器7、制動傳感器、擋位傳感器、離合器傳 感器、油門傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器R1-R5、蓄電量取樣電路、空調(diào)取樣電路、 發(fā)動機供電電路、發(fā)電機充電電路、電磁閥Fl-F6、水泵1-2、繼電器Jl-J16。 其中發(fā)動機起動機Q1、怠速提升機構(gòu)控制端Q2、發(fā)動機噴油器的公共端Q3、發(fā)電 機充電電路分別與繼電器J1 、 J2 、 J3 、 J4連接，電磁閥F1-F6 、水泵1 -2分別與繼電器J5-J12 連接，風(fēng)機盤管M2、壓縮機離合器7、四通閥6分別與繼電器J13、 J14、 J15連接；J16連接在 發(fā)動機供電電路上；所有繼電器均接受節(jié)能控制器M的控制；各傳感器安裝在相應(yīng)位置，取 樣電路與相應(yīng)設(shè)備及電路連接。 在發(fā)動機Ml、散熱水箱3、風(fēng)機盤管M2、熱交換器5及保溫水箱4之間通過冷卻水 管道連接，電磁閥F1-F6以及水泵l-2均安裝在冷卻水管道上的相應(yīng)位置；將發(fā)動機水路中 已有的節(jié)溫器拆除。 1)控制系統(tǒng)的改進措施包括 增加一個節(jié)能控制器M，并增加取樣電路及傳感器、繼電器J1-J16等。在節(jié)能控制 器M的控制下，可以通過按鍵進行切換汽車的工作模式，所述按鍵包括冬季節(jié)能模式鍵、 夏季節(jié)能模式鍵、強制節(jié)能模式鍵、普通模式鍵、參數(shù)設(shè)置鍵，安裝在方便駕駛員控制的位 置。所述按鍵可以一個按鍵對應(yīng)一個工作模式，也可以一個按鍵切換多個工作模式，參數(shù)設(shè) 置鍵用于設(shè)定各種設(shè)定值參數(shù)。 節(jié)能控制器M的控制電路采用單片機結(jié)構(gòu)，選用高性能、抗干擾、可在惡劣環(huán)境下 工作的單片機主控芯片。單片機系統(tǒng)軟件可根據(jù)節(jié)能設(shè)備的工作流程設(shè)計，使節(jié)能控制器M 可以智能化控制汽車，使其在各種模式下工作。節(jié)能控制器M還可通過總線與其它系統(tǒng)進 行數(shù)據(jù)交換，共享資源。 所述節(jié)能控制器M在冬季節(jié)能模式下包括蓄熱節(jié)能模式、充電節(jié)能模式、駐車模
式，在夏季節(jié)能模式下包括蓄冷節(jié)能模式、充電節(jié)能模式、駐車模式；在冬季或夏季節(jié)能模
式下，當(dāng)汽車行駛在較長下坡時都可以人工切換為強制節(jié)能模式，而在汽車停車熄火后自
動轉(zhuǎn)換為駐車模式；切換為普通模式時，除電磁閥F1夕卜，汽車其它各設(shè)備工作在沒有改進
前的普通狀態(tài)，節(jié)能控制器M根據(jù)發(fā)動機水溫高低控制電磁閥Fl開啟或關(guān)閉。 所述節(jié)能控制器輸入端與溫度傳感器R1-R5、制動傳感器、擋位傳感器、離合器傳
感器、油門傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、空調(diào)取樣電路、蓄電量取樣電路連接，用于對汽車的工作狀態(tài)進行監(jiān)測，獲取監(jiān)測信號。 節(jié)能控制器(M)輸出端通過繼電器J1-J16與發(fā)動機起動機Q1、發(fā)動機噴油器公共 端Q2、怠速提升機構(gòu)控制端Q3、充電電路、電磁閥Fl-F6、水泵1_2、風(fēng)機盤管M2、壓縮機離合 器7、四通閥6及發(fā)動機供電電路連接，對相應(yīng)設(shè)備進行智能化控制，達到保護汽車與節(jié)能 減排的目的。 節(jié)能控制器還包括一個遙控模塊、一個定時模塊，在發(fā)動機熄火后自動轉(zhuǎn)換為駐 車模式，在駐車模式下，可以遙控、定時或自動啟動發(fā)動機。啟動發(fā)動機時，繼電器Jl、 J16 都接通；發(fā)動機啟動后，繼電器Jl斷開，起動機斷電；需要關(guān)閉發(fā)動機時繼電器J16斷開， 發(fā)動機熄火。 部分必須同時工作的設(shè)備可以共用一個繼電器控制，比如電磁閥F4與F3等，這
樣，節(jié)能控制器M富余的端子可以供以后功能擴展需要。 2)動力系統(tǒng)的改進措施包括 在原本沒有安裝制動傳感器、擋位傳感器、離合器傳感器、油門傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn) 速傳感器的汽車上安裝相應(yīng)傳感器，或者利用汽車原有傳感器；適當(dāng)調(diào)整剎車制動、離合 器、油門行程，使相應(yīng)傳感器為較靈敏狀態(tài)。 通過傳感器將制動信號、油門信號、擋位信號、離合器信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號作為 汽車工作狀態(tài)信號提供給節(jié)能控制器M。 繼電器J16連接在發(fā)動機供電電路中，并將繼電器Jl與發(fā)動機起動機Ql控制端 連接；在冬季駐車時，當(dāng)保溫水箱4的水溫下降至設(shè)定值f時，繼電器J16、 Jl接通，起動機 Ql轉(zhuǎn)動，發(fā)動機啟動后Jl即斷開；當(dāng)保溫水箱4水溫上升至設(shè)定值a時，繼電器J16斷開， 發(fā)動機系統(tǒng)斷電，發(fā)動機熄火。繼電器J1、 J16在一般情況下均處于斷開狀態(tài)。繼電器J1 可以采用小繼電器驅(qū)動大電流繼電器的方法連接。
權(quán)利要求一種節(jié)能減排汽車，包括汽車控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、發(fā)電機充電系統(tǒng)，其特征在于，包括節(jié)能控制器(M)、風(fēng)機盤管(M2)、水冷式熱交換器(5)、保溫水箱(4)、電磁閥(F1-F6)、水泵(1-2)、繼電器(J1-J16)、制動傳感器、擋位傳感器、離合器傳感器、油門傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器(R1-R5)、蓄電量取樣電路、空調(diào)取樣電路、空調(diào)壓縮機(M3)、四通閥(6)、壓縮機離合器(7)、發(fā)動機及其附件、發(fā)動機供電電路、發(fā)電機充電電路、發(fā)動機起動機(Q1)、怠速提升機構(gòu)控制端(Q2)、發(fā)動機噴油器公共端(Q3)以及冷卻水管道；其中發(fā)動機(M1)、散熱水箱(3)、風(fēng)機盤管(M2)、熱交換器(5)及保溫水箱(4)之間連接有冷卻水管道，冷卻水管道上安裝有電磁閥(F1-F6)以及水泵(1、2)，其中電磁閥(F1)安裝在散熱水箱(3)一側(cè)，電磁閥(F2、F3)分別安裝在連接發(fā)動機(M1)與保溫水箱(4)之間的兩根管道上；電磁閥(F4)及水泵(1)安裝在保溫水箱(4)兩側(cè)或同一側(cè)；電磁閥(F6)及水泵(2)安裝在水冷式熱交換器(5)兩側(cè)或同一側(cè)；電磁閥(F5)安裝在風(fēng)機盤管(M2)一側(cè)；發(fā)動機起動機(Q1)、怠速提升機構(gòu)控制端(Q2)分別與繼電器(J1、J2)連接，發(fā)動機噴油器公共端(Q3)與繼電器(J3)連接，發(fā)電機充電電路與繼電器(J4)連接，冷卻水管道上的電磁閥(F1-F6)與繼電器(J5-J10)連接；水泵(1、2)與繼電器(J11、J12)連接，風(fēng)機盤管(M2)、壓縮機離合器(7)、四通閥(6)、發(fā)動機供電電路分別與繼電器(J13、J14、J15、J16)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能減排汽車，其特征在于所述節(jié)能控制器(M)的控制電路采用單片機結(jié)構(gòu)，其輸入端與溫度傳感器(Rl-R5)、制 動傳感器、擋位傳感器、離合器傳感器、油門傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、空調(diào)取樣電路、蓄 電量取樣電路連接；節(jié)能控制器(M)輸出端與繼電器(J1-J16)連接；節(jié)能控制器(M)的按 鍵包括冬季節(jié)能模式鍵、夏季節(jié)能模式鍵、強制節(jié)能模式鍵、普通模式鍵、參數(shù)設(shè)置鍵。
專利摘要本實用新型涉及一種節(jié)能減排汽車，包括汽車的控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、發(fā)電機充電系統(tǒng)等，其中包括節(jié)能控制器M、風(fēng)機盤管M2、水冷式熱交換器5、保溫水箱4、電磁閥F1-F6、水泵1-2、繼電器J1-16等設(shè)備，通過節(jié)能控制器對汽車進行監(jiān)測與控制，判斷出汽車工作過程中的熱能與機械能過剩的時機，利用過剩的熱能及機械能進行蓄熱、蓄冷、蓄電，并且在機械能過剩期間切斷發(fā)動機燃料供應(yīng)，降低能耗，使汽車可以在各種節(jié)能模式及普通模式下工作，最終達到節(jié)能減排的目的。
文檔編號F25B27/02GK201516800SQ20092008115
公開日2010年6月30日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者胡志超, 胡禮斌 申請人:胡志超