[發明專利]一種汽車發動機廢氣熱交換系統

有效

• 申請號: 201310317447.7
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103410591A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 賈殿臣;段景輝;魏洪偉
• 申請（專利權）人: 長城汽車股份有限公司
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;F02M31/087
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;雷秋芬

技術領域

本發明涉及一種熱交換系統，尤其是一種汽車發動機廢氣熱交換系統，屬于內燃機技術領域。

背景技術

二十一世紀的汽車工業正朝著智能、經濟、綠色環保的方向發展，特別是在發動機領域智能啟停、輕量化、噴油策略、提高熱效率等技術的研究越來越受到重視，與此同時人們對車輛駕乘舒適性也提出了更高的要求。

目前汽車發動機存在以下方面的缺陷：一是燃料燃燒產生的熱能大部分隨發動機的排氣帶走，發動機的熱效率較低；二是在起動或暖機工況及環境溫度較低的時候，進氣溫度及燃料燃燒溫度偏低，燃料不能被充分燃燒，不僅影響了車輛的經濟性能，而且使得HC排放達不到標準要求；三是由于冬季氣候寒冷，為提高駕駛室內溫度，需要由發動機水冷卻系統與發動機缸體熱交換為暖風機提供熱量，由此導致車輛燃油消耗量增大，經濟性變差，同時還存在駕駛室內暖風快速響應性差的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種能充分利用發動機的廢氣能量、提高發動機的熱效率、改善發動機經濟性和排放性能，滿足車輛駕乘舒適性要求的汽車發動機廢氣熱交換系統。

本發明所述問題是以下述技術方案實現的：

一種汽車發動機廢氣熱交換系統，它包括汽車暖風機循環管路、發動機排氣管路和發動機進氣管路，所述汽車暖風機循環管路中充滿循環水介質，它與汽車暖風機的進水口和出水口連接，其特別之處在于：在汽車暖風機循環管路上設有與發動機排氣管路并聯的第一熱交換水套和與發動機進氣管路并聯的第二熱交換水套。

上述汽車發動機廢氣熱交換系統，所述暖風機循環管路上還設有電子水泵，所述電子水泵安裝在暖風機出水口與第一熱交換水套進水口之間，電子水泵由發動機ECU控制。

上述汽車發動機廢氣熱交換系統，所述發動機排氣管路與廢氣渦輪增壓器的渦輪機部分連通，在發動機排氣管路上設有三元催化轉化器和排氣組合管，所述三元催化轉化器進氣口與廢氣渦輪增壓器的廢氣出口連接，其出氣口與排氣組合管進氣口連接，所述排氣組合管套裝在汽車暖風機循環介質管路的第一熱交換水套內腔中。

上述汽車發動機廢氣熱交換系統，所述發動機進氣管路與廢氣渦輪增壓器的壓氣機部分連通，在發動機進氣管路上設有中冷器和進氣組合管，所述中冷器出氣口與進氣組合管的進氣口連接，所述進氣組合管套裝在汽車暖風機循環介質管路的第二熱交換水套內腔中。

上述汽車發動機廢氣熱交換系統，所述發動機進氣管路上還設有第一進氣溫度傳感器，所述第一進氣溫度傳感器位于廢氣渦輪增壓器的壓氣機部分空氣入口前面；所述發動機進氣管路上還設有第二進氣溫度傳感器，所述第二進氣溫度傳感器位于進氣組合管的后面；當第一進氣溫度傳感器檢測到環境溫度低于設定的參數時，?發動機ECU發出指令驅動電子水泵運轉，使循環水介質在暖風機循環管路中流動，通過第二熱交換水套對空氣進行預熱，直至進氣溫度達到適宜溫度時，ECU接受第二進氣溫度傳感器信號，發出停止電子水泵運轉的命令。

本發明通過暖風機循環管路上第一熱交換水套實現循環水介質與發動機高溫廢氣的熱交換，由循環水介質吸收廢氣熱量，使循環水介質溫度升高；本發明通過暖風機循環管路上第二熱交換水套實現循環水介質與發動機進氣的熱交換，當發動機處于起動或暖機工況及環境溫度較低的時候，由循環水介質釋放部分能量，使發動機進氣溫度提高，滿足了發動機正常運轉要求，同時循環水介質為暖風機提供熱交換能量；本發明通過第一進氣溫度傳感器、第二進氣溫度傳感器檢測發動機進氣管路不同位置處的進氣溫度，并由發動機ECU控制電子水泵的工作狀態，當位于廢氣渦輪增壓器的空氣入口前面的第一進氣溫度傳感器檢測到環境溫度低于設定的參數（進氣溫度＜5℃）時，?發動機ECU發出指令驅動電子水泵運轉，使循環水介質在暖風機循環管路中流動，通過第二熱交換水套對空氣進行預熱，直至進氣溫度達到適宜溫度（20℃）時，ECU會接受位于進氣組合管后面的第二進氣溫度傳感器信號，發出停止電子水泵運轉的命令；同樣，在寒冷的冬季時，當駕駛室內的溫度低于設定值（12℃）時，發動機?ECU發出指令，電子水泵運轉，通過第一熱交換水套使循環水介質吸收廢氣熱量，為暖風機提供熱交換能量。