本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量回收的綜合熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在高寒地區(qū)的低溫季節(jié)，發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停止工作后溫度較低，從啟動(dòng)到正常工作需要經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的暖機(jī)過(guò)程，在此階段內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)性能顯著惡化，機(jī)油與冷卻液溫度較低是低溫冷啟動(dòng)情況下造成其中一系列問(wèn)題的主要根源。啟動(dòng)時(shí)機(jī)油溫度過(guò)低，粘性大，會(huì)增大潤(rùn)滑零件間的摩擦力，提高啟動(dòng)時(shí)的阻力轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)磨損嚴(yán)重，約占使用總磨損量的50％，啟動(dòng)的阻力矩受摩擦的影響最大，其中潤(rùn)滑油粘度的作用明顯，而粘度隨溫度變化顯著；同時(shí)低溫狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃油燃燒不充分，增加了尾氣對(duì)環(huán)境的污染。所以，為了在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)快速提高機(jī)油和冷卻液的溫度，需要在汽車(chē)啟動(dòng)之前對(duì)機(jī)油和冷卻液進(jìn)行預(yù)熱。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般的預(yù)熱方式存在加熱效果差、暖機(jī)時(shí)間長(zhǎng)等缺陷，從而延長(zhǎng)了機(jī)油溫度升高到正常工作的時(shí)間，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)重要零部件的磨損，而且現(xiàn)有的預(yù)熱方式還需要消耗機(jī)外能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其增加了能源浪費(fèi)并造成環(huán)境污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量回收的綜合熱管理系統(tǒng)，暖機(jī)時(shí)間短，溫度升高快，并且能達(dá)到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的雙重目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量回收的綜合熱管理系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，其還包括冷卻液換熱裝置和機(jī)油換熱裝置，

所述冷卻液換熱裝置，包括冷卻液預(yù)熱箱和冷卻液換熱管，所述冷卻液預(yù)熱箱上分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口與所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的尾氣入口相連通，所述出氣口與所述機(jī)油換熱裝置相連接，所述冷卻液換熱管位于所述冷卻液預(yù)熱箱內(nèi)，且所述冷卻液換熱管內(nèi)通有冷卻液；

所述機(jī)油換熱裝置，包括機(jī)油換熱管和油底殼，所述機(jī)油換熱管位于所述油底殼中，且所述機(jī)油換熱管的兩端分別與所述出氣口和所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的尾氣出口相連通，所述油底殼內(nèi)設(shè)有機(jī)油，所述機(jī)油還與所述機(jī)油換熱管的外表面相接觸。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述冷卻液預(yù)熱箱與所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的尾氣入口之間還設(shè)有排氣支管，所述排氣支管上設(shè)有電控閥門(mén)，所述電控閥門(mén)用于控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的尾氣入口與所述排氣支管的通斷。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述機(jī)油換熱管還經(jīng)一單向閥與所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的尾氣出口相連通。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述機(jī)油換熱管包括內(nèi)管和外管，所述外管套合在所述內(nèi)管的外部，其中，所述內(nèi)管通有發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣，所述內(nèi)管和外管之間填充有導(dǎo)熱材料。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述內(nèi)管和外管之間填充的導(dǎo)熱材料為硫化石墨。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述冷卻液換熱管在所述冷卻液預(yù)熱箱內(nèi)呈蛇形分布，以及所述機(jī)油換熱管在所述油底殼內(nèi)呈蛇形分布。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述冷卻液換熱管的進(jìn)液口和出液口分別設(shè)置在所述冷卻液預(yù)熱箱的底部和頂部，所述進(jìn)氣口和出氣口分別對(duì)稱(chēng)分布在所述冷卻液預(yù)熱箱的左右兩側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述機(jī)油換熱管的入口和出口分別錯(cuò)位設(shè)置在所述油底殼的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)、在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中的排氣余熱對(duì)油底殼中的機(jī)油和冷卻液換熱管中的冷卻液進(jìn)行預(yù)熱，其有效縮短暖機(jī)時(shí)間，使機(jī)油溫度迅速達(dá)到正常工作溫度，降低了冷啟動(dòng)時(shí)阻力轉(zhuǎn)矩的影響，減小了潤(rùn)滑零件之間的摩擦磨損，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件的壽命；同時(shí)，其提高了燃燒效率，減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)由于燃燒不充分產(chǎn)生的污染物排放，達(dá)到環(huán)保的目的。

2)、利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱對(duì)機(jī)油和冷卻液進(jìn)行預(yù)熱，不需要消耗額外的能量對(duì)其進(jìn)行加熱，達(dá)到節(jié)能的目的。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量回收的綜合熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量回收的綜合熱管理系統(tǒng)的原理圖；

圖3是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量回收的綜合熱管理系統(tǒng)的機(jī)油換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱圖1-2所示，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量回收的綜合熱管理系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1，其還包括冷卻液換熱裝置2和機(jī)油換熱裝置3，

冷卻液換熱裝置2，包括冷卻液預(yù)熱箱21和冷卻液換熱管22，冷卻液預(yù)熱箱21上分別設(shè)有進(jìn)氣口23和出氣口24，進(jìn)氣口23與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1的尾氣入口11相連通，出氣口24與機(jī)油換熱裝置3相連接，冷卻液換熱管22位于冷卻液預(yù)熱箱21內(nèi)，且冷卻液換熱管22內(nèi)通有冷卻液；

機(jī)油換熱裝置3，包括機(jī)油換熱管31和油底殼32，機(jī)油換熱管31位于油底殼32中，且機(jī)油換熱管31的兩端分別與出氣口24和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1的尾氣出口12相連通，油底殼32內(nèi)設(shè)有機(jī)油，機(jī)油還與機(jī)油換熱管31的外表面相接觸。

本發(fā)明通過(guò)回收發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1中的排氣余熱來(lái)對(duì)機(jī)油和冷卻液進(jìn)行直接加熱，其大幅縮短了冷啟動(dòng)時(shí)所需要的暖機(jī)時(shí)間，縮短了機(jī)油溫度升高到正常工作的時(shí)間，以及減少的發(fā)動(dòng)機(jī)重要零部件的磨損和因燃燒不充分產(chǎn)生的污染物排放，并且不需要消耗額外的能量進(jìn)行加熱，其達(dá)到了節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的雙重目的。

具體地，為了方便對(duì)冷卻液換熱裝置2和機(jī)油換熱裝置3的加熱控制，以及便于冷卻液換熱裝置2和機(jī)油換熱裝置3的位置排布，冷卻液預(yù)熱箱2與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1的尾氣入口11之間還設(shè)有排氣支管13，排氣支管13上設(shè)有電控閥門(mén)14，電控閥門(mén)14用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1的尾氣入口11與排氣支管13的通斷。本發(fā)明中，電控閥門(mén)14為常閉式，在需要對(duì)機(jī)油和冷卻液進(jìn)行預(yù)熱時(shí)，電控閥門(mén)14才會(huì)打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1的排氣經(jīng)電控閥門(mén)14進(jìn)入排氣支管13內(nèi)，進(jìn)而對(duì)機(jī)油和冷卻液進(jìn)行預(yù)熱。

較佳的，機(jī)油換熱管31還經(jīng)一單向閥33與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1的尾氣出口12相連通。單向閥33可以保證冷卻液和機(jī)油在不需要預(yù)熱時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1的排氣直接排出而不會(huì)反向流回到冷卻液換熱裝置2和機(jī)油換熱裝置3內(nèi)，其有效提高了裝置的安全性。

參閱圖3所示，機(jī)油換熱管31包括內(nèi)管311和外管312，外管312套合在內(nèi)管311的外部，其中，內(nèi)管311通有發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣，內(nèi)管311和外管312之間填充有導(dǎo)熱材料313。優(yōu)選的，內(nèi)管311和外管312之間填充的導(dǎo)熱材料313為硫化石墨。導(dǎo)熱材料313的設(shè)置可以起到均勻加熱的作用，防止因發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣局部溫度過(guò)高造成機(jī)油變質(zhì)影響其工作性能。

本發(fā)明中，冷卻液換熱管22在冷卻液預(yù)熱箱21內(nèi)呈蛇形分布，其保證了冷卻液流經(jīng)冷卻液預(yù)熱箱22時(shí)可以與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣進(jìn)行充分接觸換熱，提高了冷卻液的換熱效率；以及機(jī)油換熱管31在油底殼32內(nèi)呈蛇形分布，其保證發(fā)動(dòng)機(jī)排氣在機(jī)油換熱管31內(nèi)可以與油底殼32內(nèi)的機(jī)油進(jìn)行充分接觸換熱，其提高了機(jī)油的換熱效率。

本發(fā)明實(shí)施例中，為了進(jìn)一步提高冷卻液和機(jī)油的換熱效率和換熱面積，減少加熱時(shí)間，冷卻液換熱管22的進(jìn)液口221和出液口222分別設(shè)置在冷卻液預(yù)熱箱21的底部和頂部，進(jìn)氣口23和出氣口24分別對(duì)稱(chēng)分布在冷卻液預(yù)熱箱21的左右兩側(cè)。以及，機(jī)油換熱管31的入口和出口分別錯(cuò)位設(shè)置在油底殼32的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上。

下面針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量回收的綜合熱管理系統(tǒng)的具體工作過(guò)程，來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的介紹：

當(dāng)汽車(chē)?yán)鋯?dòng)時(shí)，需要對(duì)冷卻液和機(jī)油進(jìn)行快速預(yù)熱，打開(kāi)電控閥門(mén)14，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1的排氣經(jīng)電控閥門(mén)14依次進(jìn)入到排氣支管13和冷卻液預(yù)熱箱21內(nèi)，同時(shí)，在冷卻液預(yù)熱箱21內(nèi)的冷卻液換熱管22內(nèi)通有冷卻液，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣填充在冷卻液預(yù)熱箱21內(nèi)，與冷卻液換熱管22內(nèi)的冷卻液進(jìn)行充分換熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻液的預(yù)熱；然后，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣從冷卻液預(yù)熱箱21的出氣口24排出后，進(jìn)入到機(jī)油換熱裝置3內(nèi)，在機(jī)油換熱管31內(nèi)與油底殼32內(nèi)的機(jī)油充分換熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)油的預(yù)熱；最后，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)機(jī)油預(yù)熱裝置3排出后，經(jīng)單向閥33通入到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1的尾氣出口12中，與原發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1內(nèi)的排氣混合，經(jīng)過(guò)尾氣處理裝置處理后排出；

當(dāng)需要停止對(duì)冷卻液和機(jī)油的預(yù)熱時(shí)，關(guān)閉電控閥門(mén)14，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1直接排出，不會(huì)進(jìn)入到排氣支管13內(nèi)，同時(shí)，單向閥33保證了此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣不會(huì)倒流進(jìn)入到冷卻液換熱裝置2和機(jī)油換熱裝置3內(nèi)。

以上，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。