4栗出的循環(huán)介質(zhì)的溫度;底循環(huán)終溫傳感器22采集循環(huán)介質(zhì)經(jīng)三級(jí)換熱18之后的最終溫度；
[0043]冷卻水溫傳感器3、駕駛室溫度傳感器8、一級(jí)冷卻水溫傳感器10、底循環(huán)初溫傳感器13、底循環(huán)終溫傳感器22均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)16連接;所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)16與數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)15連接;所述數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)15與底循環(huán)驅(qū)動(dòng)栗14開關(guān)、駕駛室制熱總成7的三通電磁閥6和底循環(huán)一級(jí)換熱器11的三通電磁閥連接；
[0044]發(fā)動(dòng)機(jī)I在工作過程中，冷卻水栗26將冷卻水從冷卻水箱23輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)I，在與機(jī)體進(jìn)行換熱之后進(jìn)入散熱環(huán)節(jié)，最終回到冷卻水箱23中進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)I的排氣分為兩部分，一部分進(jìn)入廢氣渦輪增壓器24，在渦輪機(jī)中膨脹做功(這部分功用于驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)壓縮即將進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的新鮮空氣和EGR廢氣的混合氣)，然后經(jīng)排氣后處理系統(tǒng)和二級(jí)換熱器9進(jìn)入到大氣中。
[0045]在底循環(huán)中，循環(huán)工質(zhì)在驅(qū)動(dòng)栗14的作用下流動(dòng)，在三個(gè)換熱器中吸熱最終形成過熱蒸汽，過熱蒸汽在高速膨脹器20中膨脹做功，驅(qū)動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終剩余的乏氣經(jīng)冷凝器17放熱形成不飽和液體進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。在此過程中，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將電能儲(chǔ)存在蓄電池中。利用該系統(tǒng)在這一循環(huán)將原本要浪費(fèi)掉的熱能收集，轉(zhuǎn)化為可用的電能。
[0046]本發(fā)明在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的情況下，通過底循環(huán)最大限度的利用燃油燃燒所放出但未被發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的那一部分化學(xué)能。該底循環(huán)以發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣和廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)中的熱能作為熱源，對(duì)循環(huán)工質(zhì)進(jìn)行多級(jí)加熱，使之充分吸收熱量，隨后在膨脹器中膨脹做功，驅(qū)動(dòng)與膨脹器同軸的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，并把發(fā)出的電能儲(chǔ)存在蓄電池中，完成熱能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。此外，該系統(tǒng)及方法還可以實(shí)現(xiàn)在寒冷天氣對(duì)駕駛室進(jìn)行制熱的功能。
[0047]一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的控制方法，包括以下步驟:
[0048]S201:在底循環(huán)進(jìn)行時(shí)，位于驅(qū)動(dòng)栗出口端的初溫傳感器和位于一級(jí)換熱器前方的一級(jí)冷卻水溫傳感器分別將此時(shí)工作質(zhì)的溫度和冷卻水的溫度經(jīng)信號(hào)采集系統(tǒng)，傳遞給數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)；
[0049]S202:數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)將這兩個(gè)溫度進(jìn)行對(duì)比；如果相差超過10% (可人為設(shè)定，并不局限于此處的10%)，數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)一級(jí)換熱器的兩個(gè)三通電磁閥發(fā)出指令，電磁閥位于換熱器通暢狀態(tài)；否則不在一級(jí)換熱器中進(jìn)行熱交換，直接跳過下一步驟S203，進(jìn)行 S204;
[0050]S203:循環(huán)工質(zhì)在一級(jí)換熱器中與冷卻水進(jìn)行熱交換；
[0051 ] S204:循環(huán)工質(zhì)在二級(jí)、三級(jí)換熱器進(jìn)行熱交換，循環(huán)工質(zhì)吸熱；
[0052]S205:判斷工作質(zhì)溫度是否大于飽和溫度:若為是，則說明工作質(zhì)已達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài);若為否則說明工作質(zhì)吸熱不夠，當(dāng)前工況不適宜進(jìn)行底循環(huán)，系統(tǒng)暫停5分鐘(可人為設(shè)定，并不局限于此處的5分鐘)后，重新進(jìn)行S201;
[0053]S206:循環(huán)工質(zhì)對(duì)膨脹器做功，在冷凝器中放熱；
[0054]S207:判斷是否有停機(jī)請(qǐng)求，若為是，則循環(huán)結(jié)束;若為否，則到S201進(jìn)行下一個(gè)新的循環(huán)。
[0055]車輛在較冷天氣條件下行駛時(shí)，駕駛員可根據(jù)自身需要選擇打開車輛制熱系統(tǒng)，此時(shí)位于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口的溫度傳感器和駕駛室內(nèi)的溫度傳感器分別將冷卻水溫度和駕駛室內(nèi)溫度經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳遞給數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)。若冷卻水溫度高于駕駛室溫度十度(可人為設(shè)定，并不局限于此處的十度)，則數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)向駕駛室制熱總成的三通電磁閥和駕駛室散熱風(fēng)扇發(fā)出指令，電磁閥轉(zhuǎn)換到散熱器狀態(tài)，風(fēng)扇打開，此時(shí)冷卻水流經(jīng)散熱器，在散熱器風(fēng)扇的作用下進(jìn)行強(qiáng)制換熱，提高駕駛室內(nèi)溫度。否則，電磁閥位于流管狀態(tài)，風(fēng)扇關(guān)閉，使用發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)空調(diào)進(jìn)行制熱。
[0056]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的系統(tǒng)，其特征是，包括動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，所述動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī);所述發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣一部分經(jīng)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)、二級(jí)換熱器和排氣后處理系統(tǒng)后排到大氣，另一部分經(jīng)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)后隨新鮮空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行新的循環(huán);發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水進(jìn)行處理的同時(shí)還與駕駛室制熱總成連接;信號(hào)采集系統(tǒng)接受溫度傳感器采集的溫度，并送給數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行處理； 底循環(huán)系統(tǒng)以發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣和廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱能作為熱源，對(duì)循環(huán)工質(zhì)進(jìn)行多級(jí)加熱，使之充分吸收熱量，隨后在膨脹器中膨脹做功，驅(qū)動(dòng)與膨脹器同軸的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，并把發(fā)出的電能儲(chǔ)存在蓄電池中，完成熱能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。2.如權(quán)利要求1所述一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的系統(tǒng)，其特征是，所述動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)還包括與發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)軸依次連接的變速箱、緩速器和驅(qū)動(dòng)橋。3.如權(quán)利要求1所述一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的系統(tǒng)，其特征是，所述底循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次循環(huán)連接的驅(qū)動(dòng)栗、一級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器、三級(jí)換熱器、膨脹器及冷凝器;所述膨脹器與發(fā)電機(jī)通過傳動(dòng)軸連接。4.如權(quán)利要求3所述一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的系統(tǒng)，其特征是，所述驅(qū)動(dòng)栗與一級(jí)換熱器之間的連接管路上設(shè)有底循環(huán)初溫傳感器;所述三級(jí)換熱器與膨脹器之間的連接管路上設(shè)有底循環(huán)終溫傳感器，所有的溫度傳感器均與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)連接;數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)栗開關(guān)電連接。5.如權(quán)利要求1所述一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的系統(tǒng)，其特征是，所述廢氣渦輪增壓系統(tǒng)包括廢氣渦輪增壓器，廢氣渦輪增壓器的壓氣機(jī)進(jìn)氣端通過空氣管路與進(jìn)氣管相連接，出氣端通過空氣管路與增壓中冷器和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管依次連接； 廢氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)進(jìn)氣端與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管通過空氣管路相連接，出氣端與發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)和底循環(huán)系統(tǒng)的二級(jí)換熱器通過空氣管路相連接。6.如權(quán)利要求5所述一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的系統(tǒng)，其特征是，所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的廢氣來自發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管，然后通過空氣管路經(jīng)底循環(huán)系統(tǒng)的三級(jí)換熱器，進(jìn)入廢氣渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)氣端。7.如權(quán)利要求1所述一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的系統(tǒng)，其特征是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)包括通過冷卻水管路依次循環(huán)連接的冷卻水箱、冷卻水栗、發(fā)動(dòng)機(jī)、駕駛室制熱總成、底循環(huán)系統(tǒng)的一級(jí)換熱器及發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器。8.如權(quán)利要求7所述一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的系統(tǒng)，其特征是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與駕駛室制熱總成之間的連接管路上設(shè)有冷卻水溫傳感器;所述駕駛室制熱總成上設(shè)有駕駛室溫度傳感器;所述駕駛室制熱總成與底循環(huán)系統(tǒng)之間的連接管路上設(shè)有一級(jí)冷卻水溫傳感器，所有的溫度傳感器均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)連接;所述數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)與駕駛室制熱總成的三通電磁閥和一級(jí)換熱器的三通電磁閥連接。9.一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的控制方法，其特征是，包括以下步驟: S201:在底循環(huán)進(jìn)行時(shí)，檢測(cè)驅(qū)動(dòng)栗出口端和位于一級(jí)換熱器前端的工作質(zhì)的溫度和冷卻水的溫度，傳遞給數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)； S202:數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)將這兩個(gè)溫度進(jìn)行對(duì)比；如果相差超過設(shè)定值，數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)一級(jí)換熱器的兩個(gè)三通電磁閥發(fā)出指令，電磁閥位于換熱器通暢狀態(tài)；否則不在一級(jí)換熱器中進(jìn)行熱交換，直接進(jìn)行S204; S203:循環(huán)工質(zhì)在一級(jí)換熱器中與冷卻水進(jìn)行熱交換； S204:循環(huán)工質(zhì)在二級(jí)換熱器和三級(jí)換熱器進(jìn)行熱交換，循環(huán)工質(zhì)吸熱； 5205:判斷工作質(zhì)溫度是否大于飽和溫度:若為是，則說明工作質(zhì)已達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài);若為否則說明工作質(zhì)吸熱不夠，當(dāng)前工況不適宜進(jìn)行底循環(huán)，系統(tǒng)暫停設(shè)定時(shí)間后，重新進(jìn)行S201; 5206:循環(huán)工質(zhì)對(duì)膨脹器做功，在冷凝器中放熱； S207:判斷是否有停機(jī)請(qǐng)求，若為是，則循環(huán)結(jié)束;若為否，則到S201進(jìn)行下一個(gè)新的循環(huán)。10.一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的控制方法，其特征是，還包括，車輛在較冷天氣條件下行駛時(shí)，駕駛員根據(jù)自身需要選擇打開車輛制熱系統(tǒng)，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口的冷卻水溫度和駕駛室內(nèi)的溫度，傳遞給數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)； 若冷卻水溫度高于駕駛室溫度超過設(shè)定值，則數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)向駕駛室制熱總成的三通電磁閥和駕駛室散熱風(fēng)扇發(fā)出指令，三通電磁閥轉(zhuǎn)換到散熱器狀態(tài)，散熱風(fēng)扇打開，此時(shí)冷卻水流經(jīng)散熱器，在散熱風(fēng)扇的作用下進(jìn)行強(qiáng)制換熱，提高駕駛室內(nèi)溫度;否則，三通電磁閥位于流管狀態(tài)，散熱風(fēng)扇關(guān)閉，使用發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)空調(diào)進(jìn)行制熱。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高EGR發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率的系統(tǒng)及控制方法，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣一部分經(jīng)過廢氣渦輪增壓系統(tǒng)、二級(jí)換熱器和排氣后處理系統(tǒng)，另一部分經(jīng)過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水進(jìn)行處理的同時(shí)還與駕駛室制熱總成連接；信號(hào)采集系統(tǒng)接受溫度傳感器采集的溫度，并送給數(shù)據(jù)分析執(zhí)行系統(tǒng)；底循環(huán)系統(tǒng)以發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣和廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱能作為熱源，對(duì)循環(huán)工質(zhì)進(jìn)行多級(jí)加熱，隨后在膨脹器中膨脹做功，驅(qū)動(dòng)與膨脹器同軸的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，并把發(fā)出的電能儲(chǔ)存在蓄電池中，完成熱能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。通過底循環(huán)最大限度的利用燃油燃燒所放出但未被發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的那一部分化學(xué)能。
【IPC分類】B60H1/04, F02G5/04
【公開號(hào)】CN105697189
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610195051
【發(fā)明人】張強(qiáng), 李培新, 韓奎超, 劉琨然, 李孟涵
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日