使用尾氣余熱降低發(fā)動機排放及油耗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及內(nèi)燃發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種使用尾氣余熱降低發(fā)動機排放及油 耗的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃發(fā)動機是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機械能的能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)，它把空氣和 燃油按比例混合霧化成可燃混合氣引入氣缸，然后將進入氣缸的可燃混合氣壓縮，點燃，燃 燒膨脹產(chǎn)生高壓推動活塞作功，最后排出燃燒后的尾氣。發(fā)動機的燃油利用率較低，大約 35%的熱能隨尾氣排放，尾氣通常經(jīng)過Ξ元催化器的處理后，經(jīng)消聲器排入大氣。機動車冷 車運行時，潤滑油尚未升溫到理想工況，運時，內(nèi)燃發(fā)動機往往潤滑效果不佳，工作效率偏 低，尤其是在城市內(nèi)行駛的機動車中的發(fā)動機，由于城市交通往往行走距離不遠，并且低速 或怠速運行所占時間比例很大，因此，發(fā)動機通常處于冷車工作工況，運對內(nèi)燃發(fā)動機耗油 的影響是很大的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種使用尾氣余熱降低發(fā)動機排放及油耗的方法，W充分利 用尾氣余熱來降低發(fā)動機的排放及燃油消耗，減少能源浪費。
[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:運種使用尾氣余熱降低發(fā)動機油 耗的方法為，將發(fā)動機排出的尾氣用于加熱發(fā)動機潤滑油，使發(fā)動機潤滑油盡快達到設(shè)定 的理想潤滑工作溫度。
[0005] 上述使用尾氣余熱降低發(fā)動機油耗的方法的技術(shù)方案中，更具體的技術(shù)方案還可 W是:將發(fā)動機尾氣和從發(fā)動機潤滑通道內(nèi)引出的發(fā)動機潤滑油導入熱交換器內(nèi)進行熱交 換后，得到低溫尾氣和高溫潤滑油，將所述高溫潤滑油引入所述發(fā)動機滑道內(nèi)作為潤滑介 質(zhì)循環(huán)使用，同時排放所述低溫尾氣。
[0006] 進一步的，通過控制參與熱交換的發(fā)動機尾氣流量，來控制進入所述發(fā)動機潤滑 通道內(nèi)的所述高溫潤滑油的溫度。
[0007] 進一步的，通過控制參與熱交換的發(fā)動機潤滑油的流量，來控制進入所述發(fā)動機 潤滑通道內(nèi)的所述高溫潤滑油的溫度。
[000引由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果： 1、 利用發(fā)動機尾氣與發(fā)動機潤滑油進行熱交換，使發(fā)動機潤滑油快速升溫，發(fā)動機潤 滑油的黏度隨溫度上升而降低，合適的發(fā)動機潤滑油溫度會降低潤滑油內(nèi)部及發(fā)動機機件 之間的摩擦，從而降低燃油消耗； 2、 使用尾氣加熱潤滑油，能大大縮短熱機時間，使得發(fā)動機汽缸內(nèi)的澤滅區(qū)很快減薄， 發(fā)動機能夠快速進入閉環(huán)控制模式，從而降低HC和C0的排放，有效改善環(huán)境特別是城市環(huán) 境質(zhì)量。同時，由于對油溫進行了控制，還能確保潤滑處于最佳狀態(tài)，降低了發(fā)動機機件的 磨損，提高了機件的可靠性，延長了發(fā)動機壽命。
[0009] 3、通過控制參與熱交換的尾氣流量，來控制潤滑油溫度，其操控簡單、便捷。
[0010] 5、提高了冷車運行的效率，特別是在嚴寒的環(huán)境下，能顯著改善冷車潤滑效果。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明實施例的流程圖。
[0012] 圖2是潤滑油黏度隨溫度的變化情況的示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳述： 本發(fā)明將發(fā)動機排出的尾氣用于加熱發(fā)動機潤滑油，使發(fā)動機潤滑油盡快達到設(shè)定的 理想潤滑工作溫度并保持在理想潤滑工作溫度。如圖1所示，本發(fā)明實施例使用尾氣余熱降 低發(fā)動機油耗的方法的步驟如下:將發(fā)動機尾氣和從發(fā)動機潤滑通道內(nèi)引出的發(fā)動機潤滑 油導入熱交換器內(nèi)進行熱交換后，得到低溫尾氣和高溫潤滑油，將高溫潤滑油引入發(fā)動機 滑道內(nèi)作為潤滑介質(zhì)循環(huán)使用，同時排放低溫尾氣;在進行熱交換的過程中，通過控制參與 熱交換的發(fā)動機尾氣流量，控制進入發(fā)動機潤滑通道內(nèi)的高溫潤滑油的溫度在設(shè)定的理想 潤滑工作溫度。其中，熱機階段，所有尾氣經(jīng)過熱交換器參與熱交換，W達到最快的對潤滑 油的加熱效果;熱機完成后，調(diào)整經(jīng)過熱交換器的尾氣流量，或完全關(guān)閉熱交換器，W維持 潤滑油在最佳工作溫度。優(yōu)選的，使用溫度傳感器測量進入發(fā)動機前的潤滑油溫度，根據(jù)溫 度信號通過控制器調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥的閥片位置，調(diào)整經(jīng)過熱交換器的尾氣流量，從而控制 潤滑油溫度。
[0014] 在另一實施例中可通過控制參與熱交換的發(fā)動機潤滑油的流量，來控制進入所述 發(fā)動機潤滑通道內(nèi)的所述高溫潤滑油的溫度，使用溫度傳感器測量進入發(fā)動機前的潤滑油 溫度，根據(jù)溫度信號通過控制器調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥的閥片位置，調(diào)整流經(jīng)潤滑油旁路及熱交 換器的潤滑油的比例，從而將潤滑油溫度控制在最佳范圍。
[0015] 如圖2所示，隨溫度升高，各種牌號的潤滑油粘度均呈下降趨勢。100°C時的粘度大 約只有20度時的1%。對配裝排量為1.化的汽油發(fā)動機的某型號的同一輛整車，在整車轉(zhuǎn)鼓 上按《GB/T 19233-2008輕型汽車燃料消耗量試驗方法》及其引用的《GB 18352.3-2005輕 型汽車污染物排放限值及測量方法（中國III、IV階段)》進行排放及油耗測試，對比常規(guī)的 發(fā)動機排放及油耗和使用了本節(jié)油方法的發(fā)動機排放及油耗，測試結(jié)果見下表：
注:帶本發(fā)明的兩次測試，控制的機油溫度不同 本發(fā)明對潤滑油進行快速加熱，縮短了發(fā)動機預熱時間。常規(guī)方法的潤滑油溫度從25 度達到40度需要250秒，達到50度需要400秒，使用本方法后，潤滑油達到相應(yīng)溫度的時間縮 短到60秒、150秒。因此降低了發(fā)動機冷啟動階段的CO及HC的排放。CO的排放量主要取決于 空燃比，在油溫、水溫沒有達到設(shè)定值之前，發(fā)動機未能進入閉環(huán)控制狀態(tài)，空燃比發(fā)生偏 離W及為迅速提高排氣溫度而在發(fā)動機標定時的燃油加濃等原因?qū)е掳l(fā)動機本身的C0排 放量要遠遠高于熱機狀態(tài)。由于采用本技術(shù)后大大縮短熱機時間，從而降低了C0的排放。由 于燃燒室表面溫度遠低于火焰溫度，造成火焰無法到達燃燒室表面0.1-0.7mm范圍內(nèi)，在燃 燒室表面形成一層薄薄的沒有燃燒的"氣膜"，同時，火焰也無法到達活塞與汽缸之間的間 隙之中，運些區(qū)域都稱為澤滅區(qū)，其中包含大量沒有燃燒的HC化合物，運部分氣體隨廢氣排 出，造成HC排放升高。由于加熱了潤滑油，使得澤滅區(qū)很快減薄，從而降低了HC的排放。在相 同條件下，測試常規(guī)尾氣排放指標和使用本發(fā)明的尾氣排放指標的結(jié)果，見上表，由表中數(shù) 據(jù)可看出，應(yīng)用本方法后，可W有效降低污染物的排放。
【主權(quán)項】
1. 一種使用尾氣余熱降低發(fā)動機排放及油耗的方法，其特征在于:將發(fā)動機排出的尾 氣用于加熱發(fā)動機潤滑油，使發(fā)動機潤滑油盡快達到設(shè)定的理想潤滑工作溫度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用尾氣余熱降低發(fā)動機排放及油耗的方法，其特征在于:將 發(fā)動機尾氣和從發(fā)動機潤滑油道內(nèi)引出的發(fā)動機潤滑油導入熱交換器內(nèi)進行熱交換后，得 至繼溫尾氣和高溫潤滑油，將所述高溫潤滑油引入所述發(fā)動機潤滑油道內(nèi)作為潤滑介質(zhì)循 環(huán)使用，同時排放所述低溫尾氣。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用尾氣余熱降低發(fā)動機排放及油耗的方法，其特征在于:通 過控制參與熱交換的發(fā)動機尾氣流量，來控制進入所述發(fā)動機潤滑通道內(nèi)的所述高溫潤滑 油的溫度。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的使用尾氣余熱降低發(fā)動機排放及油耗的方法，其特征在于:使 用溫度傳感器測量進入發(fā)動機前的潤滑油溫度，根據(jù)溫度信號通過控制器調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥 的閥片位置，調(diào)整經(jīng)過熱交換器的尾氣流量。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用尾氣余熱降低發(fā)動機油耗的方法，其特征在于:通過控制 參與熱交換的發(fā)動機潤滑油的流量，來控制進入所述發(fā)動機潤滑通道內(nèi)的所述高溫潤滑油 的溫度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種使用尾氣余熱降低發(fā)動機排放及油耗的方法，涉及發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括將發(fā)動機排出的尾氣用于加熱發(fā)動機潤滑油，使發(fā)動機潤滑油盡快達到設(shè)定的理想潤滑工作溫度并保持在理想潤滑工作溫度。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，充分利用尾氣余熱來降低發(fā)動機的排放及燃油消耗，減少能源浪費。
【IPC分類】F01M5/02, F01N5/02, F01M5/00
【公開號】CN105569788
【申請?zhí)枴緾N201510925484
【發(fā)明人】鄭宇波, 黃相之
【申請人】黃相之
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月14日