[發明專利]一種發動機余熱管理系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202111328201.0
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114109577A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 劉懷強;李聰;王超;劉吉慶;侯樂福
• 申請（專利權）人: 中國重汽集團濟南動力有限公司
• 主分類號: F01P3/20
• 分類號: F01P3/20;F01P7/14;F02B29/04;F02G5/00;F02M26/28;F02M26/33;H05K7/20
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 侯緒軍

本發明涉及余熱利用技術領域，具體涉及一種發動機余熱管理系統及其使用方法。余熱管理系統包括發動機本體、發動機水泵和換熱器，發動機水泵的出液口與發動機本體的進液口連通，發動機本體的出液口與發動機水泵的進液口連通，發動機水泵的出液口與換熱器的進液口連通，換熱器的出液口分別與EGR冷卻器、電氣化附件及水空中冷器連通，EGR冷卻器、電氣化附件及水空中冷器分別與發動機水泵的進液口連通；使用方法為將冷卻液引入換熱器降溫，然后降溫后的冷卻液與EGR冷卻器、電氣化附件和水空中冷器換熱。本發明通過設置換熱器對冷卻液進行冷卻；低溫的冷卻液可分配給EGR冷卻器、水空中冷器及電氣化附件，滿足各系統冷卻要求。

技術領域

本發明涉及余熱利用技術領域，具體涉及一種發動機余熱管理系統及其使用方法。

背景技術

柴油發動機的增壓器空氣、EGR系統以及電機等電氣化附件，均需要冷卻液進行冷卻。

目前增壓器空氣通過布置在散熱器前端的空空中冷器進行冷卻，冷卻效率會受限于散熱器大小、風扇以及環境溫度等因素限制，同時冷卻效率的提升也會導致空空中冷器阻力增大。而且，增壓空氣冷卻后，進入氣缸前的理想溫度約為40℃左右，目前的空空中冷器僅通過電控風扇調節冷卻量大小，很難使中冷后溫度維持在40℃左右，影響發動機的經濟性。并且這部分能量直接通過散熱的方式進入的空氣中，浪費能源。

現階段，EGR系統以及電氣化附件的冷卻，一般采用將其串聯或者并聯在發動機冷卻水路中通過發動機冷卻液進行冷卻的方法，冷卻后的冷卻液會通過散熱器排放到空氣中，造成能源浪費和溫室效應。

一般情況下，發動機冷卻液冷區后溫度90℃-110℃左右，該部分冷卻液直接進入發動機水泵進行加壓，會增加水泵的功耗。

基于此，為利用發動機冷卻液余熱，有必要提供一種發動機余熱管理系統及其使用方法。

發明內容

針對空空中冷器冷卻的增壓空氣溫度偏高以及冷卻余熱的浪費問題，本發明提供一種發動機余熱管理系統及其使用方法，通過設置換熱器對冷卻液進行冷卻，使冷卻液溫度由105℃左右降低至40℃-45℃，換熱量可用于回收電能；通過設置第二水路控制閥和第三水路控制閥，將低溫的冷卻液分配給EGR冷卻器、水空中冷器以及電氣化附件，滿足各系統冷卻要求。

第一方面，本發明提供一種發動機余熱管理系統，包括發動機本體、發動機水泵和換熱器，所述發動機水泵的出液口與發動機本體的進液口連通，所述發動機本體的出液口與發動機水泵的進液口連通，所述發動機水泵的出液口還通過第一水路控制閥與換熱器的進液口連通，所述換熱器的出液口通過第二水路控制閥與EGR冷卻器的進液口連通，所述換熱器的出液口通過第三水路控制閥與電氣化附件的進液口連通，所述換熱器的出液口還與水空中冷器的進液口連通，所述EGR冷卻器的出液口、電氣化附件的出液口及水空中冷器的出液口分別與發動機水泵的進液口連通。

進一步的，所述發動機本體的出液口與發動機水泵的進液口之間的連接管道上設有止回閥，止回閥用于防止EGR冷卻器、電氣化附件及水空中冷器排出的冷卻液倒灌入發動機本體的冷卻系統。

進一步的，所述電氣化附件為電機和/或控制器。

進一步的，還包括散熱器，所述發動機水泵的出液口與散熱器的進液口連通，所述散熱器的出液口與發動機本體的進液口連通，所述第一水路控制閥布置于發動機水泵下游、散熱器上游。

進一步的，所述發動機本體上設置有風扇。

進一步的，所述換熱器為帶有余熱回收單元的換熱器。通過集成有余熱回收單元的換熱器，可將發動機EGR冷卻器、增壓空氣和電氣化附件所產生的廢熱回收為電能，節約能源。