[發明專利]發動機的儲熱系統

有效

• 申請號: 201310035265.0
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103244308A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: M·萊文;F·Z·謝克;D·H·德米托夫;D·曼什;J·P·奧尼爾
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02G5/04
• 分類號: F02G5/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

車輛可以回收排氣熱量以便傳遞到內燃發動機中的各種其他系統。

背景技術

本公開的發明人認識到在大多數系統中不可獲得在發動機起動時的快速加熱，因為這些系統需要排氣系統在廢棄的發動機熱量能夠用來加熱各種組件以前首先暖機。進一步，在冷起動運行期間使熱量從排氣系統轉移出來延遲了催化轉換器的“起燃”。結果，催化轉換器沒有在有效溫度下運行以便燃燒所捕集的碳氫化合物，從而增加了排氣排放物。

發明內容

同樣，一種解決上述問題的示例性方法是權利要求1。

根據一個實施例，一種用于回收排氣熱量的方法包含減少循環傳熱流體的體積并使儲熱裝置放熱以便加熱發動機組件。所述方法進一步包括將循環傳熱流體分配到一個或更多個發動機系統。同樣，熱量可以從熱量回收系統直接排放并提供到另一發動機系統。進一步，可以通過減少循環傳熱流體的體積來再充儲熱裝置。這種構造使得來自先前的發動機操作的儲存熱量在發動機起動時可用，以便快速地暖機各種發動機組件。

在另一示例中，發動機的熱量回收系統包括：與排氣系統熱接觸的第一熱交換器；與發動機系統熱接觸的第二熱交換器；包含與第一和第二熱交換器流體連通的傳熱流體的管道；和在第一熱交換器的下游和第二熱交換器的上游的儲熱裝置。

在另一示例中，所述系統進一步包括一個或更多個控制閥/控制氣門和流體耦合第一和第二熱交換器的第二管道，所述第二管道繞過儲熱裝置。

在另一示例中，傳熱流體流經第二管道以便調節傳熱流體的溫度。

在另一示例中，所述系統進一步包括流體耦合儲熱裝置和第一熱交換器并且繞過第二熱交換器的第三管道。

在另一示例中，傳熱流體流經第三管道以便再充儲熱裝置。

在另一示例中，用于發動機的傳熱系統包括：驅動傳熱流體循環通過管道系統的泵；與排氣管道熱接觸并且流體地耦合管道系統的排氣熱交換器；多個系統熱交換器，其中每一個都與發動機系統熱接觸并且流體地耦合所述管道系統；和流體地耦合管道系統并且保存從先前發動機操作回收的儲存熱量的儲熱裝置。

在另一示例中，多個系統熱交換器并聯地流體地耦合到管道系統。

在另一示例中，多個系統熱交換器串聯地流體地耦合到管道系統。

在另一示例中，所儲存的熱量在發動機起動時從儲熱裝置排出，以便在排放控制裝置上游的位置處加熱排氣管道。

在另一示例中，所儲存的熱量在沒有起動發動機的情況下從儲熱裝置排出。

在另一示例中，傳熱系統進一步包括定位在多個系統熱交換器中的每一個的上游的控制閥，以便調節傳熱流體的分配。

應當明白的是提供上述發明內容以便以簡化的形式介紹精選的概念，它在具體實施方式中將被進一步描述。這并不意味著所要求主題的關鍵或根本特征，所要求主題的范圍由隨附于說明書的權利要求而唯一限定。而且，所要求主題不限于解決以上或本公開任一部分中所提到的任一缺點的實施方式。

附圖說明

圖1A-1B示意性示出可以被包含在排氣系統中的示例性儲熱裝置。

圖1C示意性示出可以耦合到圖1A-1B所示的儲熱裝置的示例性熱交換器。

圖2示意性示出包含圖1A-1B所示的儲熱裝置的示例性熱量回收系統。

圖3示意性示出用于運行圖2所示的熱量回收系統的示例性方法。

具體實施方式

以下描述涉及包含相變材料的傳熱系統，其被設置成如下方式，即使得能夠回收來自排氣系統的熱能。本公開所描述的示范性設置允許熱能被回收并儲存，以便之后用于例如乘客車廂的加熱。即使當發動機在沒有運行的時候，傳熱系統也可以利用儲熱裝置來傳遞熱量。例如，儲熱裝置可以與在催化轉換器下游的排氣系統組件流體地連通，比如經由熱交換器。這樣，即使在發動機不再運行以后，熱量也可以從儲熱裝置傳遞出。例如，儲熱裝置可以是絕熱的，以便儲存從排氣系統回收的熱量，這可用于發動機起動時的立即使用。

另外，傳熱系統可以包含各種傳熱流體，以便在各種不同工況下從排氣系統汲取熱能。這樣，根據需要，熱能可以從排氣系統回收以便向各種其他系統（比如艙室加熱系統、潤滑系統和/或其他排氣系統組件）提供熱量。