本發(fā)明屬于工程機(jī)械車輛技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工程機(jī)械車輛排氣系統(tǒng)熱量利用裝置及其控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工程機(jī)械車輛動(dòng)力系統(tǒng)全部使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)全部安裝在車輛尾部（例如挖掘機(jī)、裝載機(jī)和平地機(jī)等）。柴油機(jī)普遍使用廢氣渦輪增加裝置，且整個(gè)排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。工程機(jī)械車輛在在低溫和寒冷條件下工作，由于氣候原因?qū)?huì)導(dǎo)致柴油的流動(dòng)性降低，柴油黏度增大，增加燃油系統(tǒng)供油阻力，導(dǎo)致高壓泵油系統(tǒng)的精密偶件磨損，影響噴油器霧化；在極端嚴(yán)寒溫度下，柴油會(huì)凝固，燃油系統(tǒng)不能供油，柴油機(jī)不能工作，工程機(jī)械車輛不能使用，無(wú)法完成施工作業(yè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種工程機(jī)械車輛排氣系統(tǒng)熱量利用裝置及其控制系統(tǒng)，對(duì)工程機(jī)械柴油機(jī)排氣系統(tǒng)的主要熱量產(chǎn)生區(qū)域排氣歧管的廢氣渦輪增壓器處和排氣凈化裝置與消聲器處的熱量加以回收利用。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種工程機(jī)械車輛排氣系統(tǒng)熱量利用裝置，在油箱的下方設(shè)有潤(rùn)滑油散熱器以及冷卻液散熱器，所述的潤(rùn)滑油散熱器上設(shè)有儲(chǔ)油器，潤(rùn)滑油散熱器的進(jìn)油管和回油管均與廢氣渦輪增壓器的主軸相連，所述的進(jìn)油管上設(shè)有進(jìn)油閥門，所述的回油管上設(shè)有回油閥門，在進(jìn)油管上還設(shè)有油泵和潤(rùn)滑油溫度傳感器，油泵由電動(dòng)機(jī)Ⅰ驅(qū)動(dòng)，所述的潤(rùn)滑油溫度傳感器用于控制潤(rùn)滑油散熱器下方風(fēng)扇Ⅰ的轉(zhuǎn)速；所述的冷卻液散熱器的進(jìn)水管和回水管均與冷卻液交換器相連，所述的冷卻液交換器套裝在排氣管上，冷卻液交換器與排氣管間使用若干支架連接使得冷卻液交換器與排氣管間留有間隙，所述的進(jìn)水管上設(shè)有水泵、冷卻液溫度傳感器和節(jié)溫器，所述的水泵由電動(dòng)機(jī)Ⅱ驅(qū)動(dòng)，所述的冷卻液溫度傳感器用于控制冷卻液散熱器下方的風(fēng)扇Ⅱ的轉(zhuǎn)速，當(dāng)進(jìn)水管內(nèi)的冷卻液達(dá)到特定值時(shí)，節(jié)溫器打開儲(chǔ)液器進(jìn)行降溫。

進(jìn)一步地，還包含有導(dǎo)風(fēng)罩，所述的導(dǎo)風(fēng)罩將油箱、潤(rùn)滑油散熱器和冷卻液散熱器包含在其內(nèi)部，導(dǎo)風(fēng)罩與油箱、潤(rùn)滑油散熱器和冷卻液散熱器間的間隙形成熱氣通道。

進(jìn)一步地，所述的冷卻液交換器使用四根支架固定在排氣管上。

進(jìn)一步地，所述的冷卻液交換器與排氣管間的間隙為10mm～20mm。

進(jìn)一步地，所述的排氣管上設(shè)有尾氣凈化裝置。

進(jìn)一步地，所述的排氣管上設(shè)有消聲器。

一種工程機(jī)械車輛排氣系統(tǒng)熱量利用裝置的控制系統(tǒng)，蓄電池的正極通過(guò)保險(xiǎn)絲Ⅰ與電源開關(guān)的一端和主控繼電器常開觸點(diǎn)的一端相連，電源開關(guān)的另一端與主控繼電器線圈觸點(diǎn)一端相連，主控繼電器線圈觸點(diǎn)的另一端與蓄電池的負(fù)極相連，主控繼電器常開觸點(diǎn)的另一端與保險(xiǎn)絲Ⅱ、保險(xiǎn)絲Ⅲ、保險(xiǎn)絲Ⅳ、保險(xiǎn)絲Ⅴ的一端相連，保險(xiǎn)絲Ⅱ的另一端與電動(dòng)機(jī)Ⅰ的一端相連，電動(dòng)機(jī)Ⅰ的另一端與蓄電池負(fù)極相連，保險(xiǎn)絲Ⅲ的另一端與電動(dòng)機(jī)Ⅱ的一端相連，電動(dòng)機(jī)Ⅱ的另一端與蓄電池負(fù)極相連，潤(rùn)滑系統(tǒng)控制繼電器線圈觸點(diǎn)的一端、潤(rùn)滑系統(tǒng)控制繼電器常開觸點(diǎn)的一端、潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇低溫控制開關(guān)的一端、潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇高溫控制開關(guān)的一端與保險(xiǎn)絲Ⅳ的另一端相連，潤(rùn)滑系統(tǒng)控制繼電器線圈觸點(diǎn)的另一端與蓄電池負(fù)極相連，潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇低溫控制開關(guān)的另一端與電阻Ⅰ的一端相連，潤(rùn)滑系統(tǒng)控制繼電器常開觸點(diǎn)的另一端、潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇高溫控制開關(guān)的另一端、電阻Ⅰ的另一端與潤(rùn)滑油散熱器風(fēng)扇電機(jī)的一端相連，潤(rùn)滑油散熱器風(fēng)扇電機(jī)的另一端與蓄電池負(fù)極相連，冷卻液風(fēng)扇控制繼電器線圈觸點(diǎn)的一端、冷卻液風(fēng)扇控制繼電器常開觸點(diǎn)的一端、冷卻液風(fēng)扇低溫控制開關(guān)的一端、冷卻液風(fēng)扇高溫控制開關(guān)的一端與保險(xiǎn)絲Ⅴ的另一端相連，冷卻液風(fēng)扇控制繼電器線圈觸點(diǎn)的另一端與蓄電池負(fù)極相連，冷卻液風(fēng)扇低溫控制開關(guān)的另一端與電阻Ⅱ的一端相連，冷卻液風(fēng)扇控制繼電器常開觸點(diǎn)的另一端、冷卻液風(fēng)扇高溫控制開關(guān)的另一端、電阻Ⅱ的另一端與冷卻液散熱器風(fēng)扇電機(jī)的一端相連，冷卻液散熱器風(fēng)扇電機(jī)的另一端與蓄電池負(fù)極相連。

本發(fā)明的有益效果是：在油箱下安裝渦輪增壓器潤(rùn)滑油散熱器和排氣系統(tǒng)冷卻液散熱器，利用高速電動(dòng)風(fēng)扇對(duì)兩個(gè)散熱器進(jìn)行空氣冷卻，冷卻后產(chǎn)生熱風(fēng)，在油箱周圍安裝空氣導(dǎo)流裝置，散熱器產(chǎn)生熱風(fēng)通過(guò)油箱底部和四周，通過(guò)熱空氣對(duì)柴油箱進(jìn)行加熱，完成熱量轉(zhuǎn)換，提高了柴油流動(dòng)性，避免柴油凝固。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明油箱加熱示意圖；

圖3為本發(fā)明冷卻液交換器與排氣管配合示意圖；

圖4為本發(fā)明控制系統(tǒng)圖；

圖中，1、主軸，2、廢氣渦輪增壓器，3、柴油機(jī)，4、柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)油閥門，5、進(jìn)油閥門，6、進(jìn)油管，7、尾氣凈化裝置，8、油泵，9、電動(dòng)機(jī)Ⅰ，10、冷卻液交換器，11、排氣管，12、回水管，13、進(jìn)水管，14、消聲器，15、水泵，16、電動(dòng)機(jī)Ⅱ，17、冷卻液溫度傳感器，18、節(jié)溫器，19、儲(chǔ)液器，20、潤(rùn)滑油散熱器，21、風(fēng)扇Ⅱ，22、風(fēng)扇Ⅰ，23、冷卻液散熱器，24、油箱，25、導(dǎo)風(fēng)罩，26、儲(chǔ)油器，27、潤(rùn)滑油溫度傳感器，28、回油管，29、回油閥門，30、柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)回油閥門，31、蓄電池，32、潤(rùn)滑油散熱器風(fēng)扇電機(jī)，33、冷卻液散熱器風(fēng)扇電機(jī)，34、保險(xiǎn)絲Ⅰ，35、電源開關(guān)，36、主控繼電器，37、保險(xiǎn)絲Ⅱ，38、保險(xiǎn)絲Ⅲ，39、保險(xiǎn)絲Ⅳ，40、潤(rùn)滑系統(tǒng)控制繼電器，41、潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇低溫控制開關(guān)，42、潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇高溫控制開關(guān)，43、電阻Ⅰ，44、冷卻液風(fēng)扇控制繼電器，45、冷卻液風(fēng)扇低溫控制開關(guān)，46、冷卻液風(fēng)扇高溫控制開關(guān)，47、電阻Ⅱ，48、保險(xiǎn)絲Ⅴ。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1至圖3所示，一種工程機(jī)械車輛排氣系統(tǒng)熱量利用裝置，在油箱24的下方設(shè)有潤(rùn)滑油散熱器20以及冷卻液散熱器23，所述的潤(rùn)滑油散熱器20上設(shè)有儲(chǔ)油器26，潤(rùn)滑油散熱器20的進(jìn)油管6和回油管28均與廢氣渦輪增壓器2的主軸1相連，所述的進(jìn)油管6上設(shè)有進(jìn)油閥門5，所述的回油管28上設(shè)有回油閥門28，在進(jìn)油管6上還設(shè)有油泵8和潤(rùn)滑油溫度傳感器27，油泵8由電動(dòng)機(jī)Ⅰ9驅(qū)動(dòng)，所述的潤(rùn)滑油溫度傳感器27用于控制潤(rùn)滑油散熱器20下方風(fēng)扇Ⅰ22的轉(zhuǎn)速；所述的冷卻液散熱器23的進(jìn)水管13和回水管12均與冷卻液交換器10相連，所述的冷卻液交換器10套裝在排氣管11上，冷卻液交換器10與排氣管11間使用若干支架連接使得冷卻液交換器10與排氣管11間留有間隙，所述的進(jìn)水管13上設(shè)有水泵15、冷卻液溫度傳感器17和節(jié)溫器18，所述的水泵15由電動(dòng)機(jī)Ⅱ16驅(qū)動(dòng)，所述的冷卻液溫度傳感器17用于控制冷卻液散熱器23下方的風(fēng)扇Ⅱ21的轉(zhuǎn)速，當(dāng)進(jìn)水管13內(nèi)的冷卻液達(dá)到特定值時(shí)，節(jié)溫器18打開儲(chǔ)液器19進(jìn)行降溫。

還包含有導(dǎo)風(fēng)罩25，所述的導(dǎo)風(fēng)罩25將油箱24、潤(rùn)滑油散熱器20和冷卻液散熱器23包含在其內(nèi)部，導(dǎo)風(fēng)罩25與油箱24、潤(rùn)滑油散熱器20和冷卻液散熱器23間的間隙形成熱氣通道，使油箱24四周均勻加熱。

所述的冷卻液交換器10使用四根支架固定在排氣管11上，保證冷卻液交換器10能牢靠的固定在排氣管11上。

所述的冷卻液交換器10與排氣管11間的間隙為10mm～20mm，在保護(hù)冷卻液交換器10的同時(shí)又能使冷卻液交換器10內(nèi)的冷卻液得到足夠的熱能。

進(jìn)一步地，所述的排氣管11上設(shè)有尾氣凈化裝置7對(duì)尾氣進(jìn)行處理。

進(jìn)一步地，所述的排氣管11上設(shè)有消聲器14以消除噪聲影響。

如圖4所示，一種工程機(jī)械車輛排氣系統(tǒng)熱量利用裝置的控制系統(tǒng)，蓄電池31的正極通過(guò)保險(xiǎn)絲Ⅰ34與電源開關(guān)35的一端和主控繼電器36常開觸點(diǎn)的一端相連，電源開關(guān)35的另一端與主控繼電器36線圈觸點(diǎn)一端相連，主控繼電器36線圈觸點(diǎn)的另一端與蓄電池31的負(fù)極相連，主控繼電器36常開觸點(diǎn)的另一端與保險(xiǎn)絲Ⅱ37、保險(xiǎn)絲Ⅲ38、保險(xiǎn)絲Ⅳ39、保險(xiǎn)絲Ⅴ48的一端相連，保險(xiǎn)絲Ⅱ37的另一端與電動(dòng)機(jī)Ⅰ9的一端相連，電動(dòng)機(jī)Ⅰ9的另一端與蓄電池31負(fù)極相連，保險(xiǎn)絲Ⅲ38的另一端與電動(dòng)機(jī)Ⅱ16的一端相連，電動(dòng)機(jī)Ⅱ16的另一端與蓄電池31負(fù)極相連，潤(rùn)滑系統(tǒng)控制繼電器40線圈觸點(diǎn)的一端、潤(rùn)滑系統(tǒng)控制繼電器40常開觸點(diǎn)的一端、潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇低溫控制開關(guān)41的一端、潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇高溫控制開關(guān)42的一端與保險(xiǎn)絲Ⅳ39的另一端相連，潤(rùn)滑系統(tǒng)控制繼電器40線圈觸點(diǎn)的另一端與蓄電池31負(fù)極相連，潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇低溫控制開關(guān)41的另一端與電阻Ⅰ43的一端相連，潤(rùn)滑系統(tǒng)控制繼電器40常開觸點(diǎn)的另一端、潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇高溫控制開關(guān)42的另一端、電阻Ⅰ43的另一端與潤(rùn)滑油散熱器風(fēng)扇電機(jī)32的一端相連，潤(rùn)滑油散熱器風(fēng)扇電機(jī)32的另一端與蓄電池31負(fù)極相連，冷卻液風(fēng)扇控制繼電器44線圈觸點(diǎn)的一端、冷卻液風(fēng)扇控制繼電器44常開觸點(diǎn)的一端、冷卻液風(fēng)扇低溫控制開關(guān)45的一端、冷卻液風(fēng)扇高溫控制開關(guān)46的一端與保險(xiǎn)絲Ⅴ48的另一端相連，冷卻液風(fēng)扇控制繼電器44線圈觸點(diǎn)的另一端與蓄電池31負(fù)極相連，冷卻液風(fēng)扇低溫控制開關(guān)45的另一端與電阻Ⅱ47的一端相連，冷卻液風(fēng)扇控制繼電器44常開觸點(diǎn)的另一端、冷卻液風(fēng)扇高溫控制開關(guān)46的另一端、電阻Ⅱ47的另一端與冷卻液散熱器風(fēng)扇電機(jī)33的一端相連，冷卻液散熱器風(fēng)扇電機(jī)33的另一端與蓄電池31負(fù)極相連。

工程機(jī)械車輛普遍使用24V直流電源，當(dāng)工程機(jī)械車輛柴油機(jī)3起動(dòng)時(shí)，接通電源開關(guān)35，潤(rùn)滑系統(tǒng)電機(jī)9帶動(dòng)油泵8工作，潤(rùn)換油循環(huán)，冷卻系統(tǒng)電機(jī)16帶動(dòng)水泵15旋轉(zhuǎn)工作，冷卻系統(tǒng)循環(huán)。潤(rùn)滑油溫度傳感器27和冷卻液溫度傳感器17實(shí)時(shí)監(jiān)控液體溫度，各溫度傳感器獨(dú)立控制各系統(tǒng)散熱器風(fēng)扇，當(dāng)溫度分別達(dá)到40℃時(shí)，接通潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇低溫控制開關(guān)41和冷卻液風(fēng)扇低溫控制開關(guān)45，風(fēng)扇Ⅱ21和風(fēng)扇Ⅰ22開始工作，向散熱器吹風(fēng)，經(jīng)過(guò)散熱器的冷空氣被加熱成熱空氣吹向油箱24底部，通過(guò)導(dǎo)風(fēng)罩在流向油箱24四周，油箱24被均勻加熱。當(dāng)油溫和冷卻也溫度達(dá)到90℃時(shí)，接通潤(rùn)滑系統(tǒng)風(fēng)扇高溫控制開關(guān)42和冷卻液風(fēng)扇高溫控制開關(guān)46，散熱器風(fēng)扇風(fēng)扇Ⅱ21和風(fēng)扇Ⅰ22高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，能產(chǎn)生更大氣流吹向散熱器，經(jīng)散熱器能產(chǎn)生更大熱空氣吹向油箱，油箱內(nèi)的柴油溫度能進(jìn)一步提高，保證柴油正常流動(dòng)。兩個(gè)獨(dú)立冷卻風(fēng)扇，由各自溫度傳感器控制，能有效保整個(gè)系統(tǒng)的可靠有效工作。

一、本發(fā)明設(shè)計(jì)原理

工程機(jī)械柴油機(jī)排氣系統(tǒng)裝置主要熱量產(chǎn)生區(qū)域在排氣歧管的廢氣渦輪增壓器處和尾氣凈化裝置與消聲器處。

1、工程機(jī)械車輛柴油機(jī)普遍采用廢氣渦輪增壓器，廢氣渦輪增壓器的主軸需要潤(rùn)滑，增壓器主軸的潤(rùn)滑是依靠柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)來(lái)完成的。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，廢氣渦輪增壓器的主軸潤(rùn)滑采用一套獨(dú)立的潤(rùn)滑裝置，增壓器產(chǎn)生的熱量通過(guò)潤(rùn)滑油帶走，送至潤(rùn)滑油散熱器將熱量傳遞給油箱，對(duì)油箱進(jìn)行加熱。

2、在工程機(jī)械柴油機(jī)排氣系統(tǒng)中，由于柴油機(jī)排氣量大，排氣系統(tǒng)緊湊，整個(gè)排氣管短而粗。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)尾氣進(jìn)化裝置與消聲器之間排氣管的熱量加以回收，通過(guò)冷卻液散熱器將排氣熱量傳遞給油箱，對(duì)柴油進(jìn)行加熱。

二、本發(fā)明工作流程

廢氣渦輪增壓器熱量轉(zhuǎn)換裝置：在低溫或嚴(yán)寒條件下使用這套系統(tǒng)對(duì)油箱進(jìn)行加熱。通過(guò)關(guān)閉柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)油閥門4和柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)回油閥門30將柴油機(jī)3的潤(rùn)滑系統(tǒng)與廢氣渦輪增壓器2的主軸1斷開，打開進(jìn)油閥門5和回油閥門29，進(jìn)油管6上安裝油泵8和驅(qū)動(dòng)油泵的電動(dòng)機(jī)9來(lái)提供潤(rùn)滑油的循環(huán)。潤(rùn)滑油溫度傳感器27來(lái)檢測(cè)潤(rùn)滑油溫度，進(jìn)而控制潤(rùn)滑油散熱器20下面的風(fēng)扇Ⅰ22的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)散熱量，風(fēng)扇Ⅰ22產(chǎn)生的高速氣流吹向潤(rùn)滑油散熱器20片間的間隙，將潤(rùn)滑油散熱器20內(nèi)高溫潤(rùn)滑油的熱量帶走，同時(shí)空氣被加熱，熱空氣吹向油箱24底部，使油箱24底部均勻加熱，按照導(dǎo)風(fēng)罩25的導(dǎo)向作用，熱空氣繼續(xù)吹向油箱24四周，油箱24四周也均勻被加熱。

排氣管熱量轉(zhuǎn)換裝置：冷卻液交換器10套裝在排氣管11上不予排氣管11接觸，進(jìn)水管13上安裝驅(qū)動(dòng)冷卻液循環(huán)的水泵15，水泵由電機(jī)帶動(dòng)16；進(jìn)水管16上安裝一個(gè)節(jié)溫器18，用來(lái)控制冷卻液的循環(huán)溫度，當(dāng)溫度超過(guò)90℃時(shí)，節(jié)溫器18自動(dòng)打開讓儲(chǔ)液器19里面的冷卻液流入循環(huán)系統(tǒng)來(lái)降低冷卻液溫度；進(jìn)水管上安裝冷卻液溫度傳感器17，用來(lái)檢測(cè)冷卻液溫度，控制冷卻液散熱器23下面的風(fēng)扇Ⅱ21轉(zhuǎn)速，適時(shí)改變散熱強(qiáng)度，風(fēng)扇Ⅱ21產(chǎn)生的高速氣流吹向冷卻液散熱器23片間的間隙，將冷卻液散熱器23內(nèi)高溫冷卻液的熱量帶走，同時(shí)空氣被加熱，熱空氣吹向油箱24底部，使油箱24底部均勻加熱，按照導(dǎo)風(fēng)罩25的導(dǎo)向作用，熱空氣繼續(xù)吹向油箱24四周，油箱24四周也均勻被加熱。