本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)的汽車。

背景技術(shù)：

汽車廢氣帶走汽車燃油產(chǎn)生熱量的20%左右，且其所含熱量的品質(zhì)也較高，對(duì)廢氣能量加以綜合利用可以提高整車經(jīng)濟(jì)性，減少二氧化碳的排放及空氣污染。

因此如何對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的利用成為汽車領(lǐng)域的一個(gè)重要問題，現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)如中國專利CN106194493A公開的“一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量回收的綜合熱管理系統(tǒng)”，該綜合熱管理系統(tǒng)包括與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連的設(shè)置有電控閥門的排氣支路，綜合熱管理系統(tǒng)還包括冷卻液預(yù)熱箱即廢氣-冷卻液熱交換器，廢氣-冷卻液熱交換器的氣口串在所述排氣支路上，廢氣-冷卻液熱交換器的水口串在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻回路上。當(dāng)汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)，需要對(duì)冷卻液進(jìn)行快速預(yù)熱，打開電控閥門，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的廢氣對(duì)冷卻液進(jìn)行加熱，當(dāng)需要停止對(duì)冷卻液進(jìn)行預(yù)熱時(shí)，關(guān)閉電控閥門，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的廢氣直接經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出。

現(xiàn)有的這種發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)存在的問題在于：發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣僅用于暖機(jī)使用，然而暖機(jī)過程所需要的熱量有限，這就意味著還是會(huì)有大部分的廢氣熱量沒有被利用而直接排放，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的利用率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用率的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)；本實(shí)用新型的目的還在于提供一種使用該發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)的汽車。

為了解決上述問題，本實(shí)用新型中發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)的技術(shù)方案為：

發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)，包括廢氣-冷卻液熱交換器，廢氣-冷卻液熱交換器的進(jìn)水口連接有用于與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口相連的進(jìn)水管路，廢氣-冷卻液熱交換器的出水口連接有并聯(lián)設(shè)置的水暖管路和暖機(jī)管路，水暖管路上設(shè)置有水暖散熱器，暖機(jī)管路上設(shè)置有預(yù)熱閥門，水暖管路上設(shè)置有第一水暖閥門。

進(jìn)水管路上連接有出水口與廢氣-冷卻液熱交換器下游的所述水暖管路相連的水暖支路，所述水暖支路上設(shè)置有第二水暖閥門。

所述水暖管路上于所述水暖散熱器的下游設(shè)置有水暖出水溫度傳感器。

發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)還包括散熱器，散熱器的進(jìn)水口連接有用于與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口相連的上游冷卻管路，散熱器的出水口連接有用于與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口相連的下游冷卻管路，暖機(jī)管路包括連接于廢氣-冷卻液熱交換液與上游冷卻管路之間的第一暖機(jī)管路段和連接于上游冷卻管路與下游冷卻管路之間的第二暖機(jī)管路段。

下游冷卻管路與第二暖機(jī)管路段的連接位置處設(shè)置有節(jié)溫器。

本實(shí)用新型中汽車的技術(shù)方案為：

汽車，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣管和廢氣-冷卻液熱交換器，廢氣-冷卻液熱交換器的進(jìn)水口連接有與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口相連的進(jìn)水管路，廢氣-冷卻液熱交換器的進(jìn)氣口與所述排氣管相連，廢氣-冷卻液熱交換器的出水口連接有并聯(lián)設(shè)置的水暖管路和暖機(jī)管路，水暖管路上設(shè)置有水暖散熱器，暖機(jī)管路上設(shè)置有預(yù)熱閥門，水暖管路上設(shè)置有第一水暖閥門。

排氣管包括第一排氣支管和第二排氣支管，第一排氣支管上設(shè)置有廢氣旁通閥門，第二排氣支管上設(shè)置有廢氣加熱閥門，廢氣-冷卻液熱交換的進(jìn)氣口連接在第二排氣支管上。

進(jìn)水管路上連接有出水口與廢氣-冷卻液熱交換器下游的所述水暖管路相連的水暖支路，所述水暖支路上設(shè)置有第二水暖閥門。

所述水暖管路上于所述水暖散熱器的下游設(shè)置有水暖出水溫度傳感器。

汽車還包括散熱器，散熱器的進(jìn)水口連接有用于與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口相連的上游冷卻管路，散熱器的出水口連接有用于與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口相連的下游冷卻管路，暖機(jī)管路包括連接于廢氣-冷卻液熱交換液與上游冷卻管路之間的第一暖機(jī)管路段和連接于上游冷卻管路與下游冷卻管路之間的第二暖機(jī)管路段，下游冷卻管路與第二暖機(jī)管路段的連接位置處設(shè)置有節(jié)溫器。

本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型中，廢氣-冷卻液熱交換器的出水口連接有并聯(lián)設(shè)置的暖機(jī)管路和水暖管路，當(dāng)需要廢氣暖機(jī)使用時(shí)，利用廢氣熱量對(duì)暖機(jī)管路進(jìn)行加熱，當(dāng)需要對(duì)車內(nèi)供暖時(shí)，廢氣可以通過對(duì)冷卻液加熱來實(shí)現(xiàn)輔助車內(nèi)供暖，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)加速暖機(jī)和車內(nèi)增強(qiáng)取暖均利用廢氣熱量，從而提高了廢氣的綜合利用率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型中汽車的一個(gè)實(shí)施例中發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的配合示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中廢氣-冷卻液熱交換器與排氣管的連接示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中控制器的控制邏輯圖；

圖4是本實(shí)用新型中車輛預(yù)熱啟動(dòng)時(shí)的冷卻液流向圖；

圖5是本實(shí)用新型中冷卻液流經(jīng)廢氣-冷卻液熱交換器和水暖散熱器的冷卻液流向圖；

圖6是本實(shí)用新型中冷卻液不流經(jīng)廢氣-冷卻液熱交換器而直接流向水暖散熱器的冷卻液流向圖。

具體實(shí)施方式

汽車的實(shí)施例如圖1~6所示：汽車包括發(fā)動(dòng)機(jī)10、排氣管和廢氣冷卻液熱交換器2，排氣管包括進(jìn)氣端相連的第一排氣支管18和第二排氣支管19，第一排氣支管18上設(shè)置有廢氣旁通閥門21，第二排氣支管19上設(shè)置有廢氣加熱閥門20，廢氣-冷卻液熱交換器2的氣口串設(shè)在第二排氣支管19上。廢氣-冷卻液熱交換器2的進(jìn)水口連接有與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口相連的進(jìn)水管路1，廢氣-冷卻液熱交換器的出水口連接有并聯(lián)設(shè)置的水暖管路5和暖機(jī)管路11，水暖管路5上設(shè)置有水暖散熱器8，暖機(jī)管路11上設(shè)置有預(yù)熱閥門3，水暖管路5上設(shè)置有第一水暖閥門4。進(jìn)水管路1上連接有出水口與廢氣-冷卻液熱交換器下游的水暖管路相連的水暖支路7，水暖支路7上設(shè)置有第二水暖閥門6。水暖管路上于水暖熱水器的下游設(shè)置有水暖出水溫度傳感器9。

汽車還包括散熱器17，散熱器17的進(jìn)水口連接有用于與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口相連的上游冷卻管路13，散熱器17的出水口連接有用于與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水出口相連的下游冷卻管路15，暖機(jī)管路11包括連接于廢氣-冷卻液熱交換液與上游冷卻管路之間的第一暖機(jī)管路段12和連接于上游冷卻管路與下游冷卻管路之間的第二暖機(jī)管路段14，下游冷卻管路與第二暖機(jī)管路段的連接位置處設(shè)置有節(jié)溫器16。

上述實(shí)施例中進(jìn)水管路、廢氣-冷卻液熱交換器、水暖支路、水暖管路、暖機(jī)管路、上游冷卻管路、下游冷卻管路、散熱器以及對(duì)于管路上的閥門等部件構(gòu)成了汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)中，第一水暖閥門、第二水暖閥門、預(yù)熱閥門、廢氣旁通閥門、廢氣加熱閥門均為由控制器控制通斷的電控閥門，水暖出水水溫傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)自帶的水溫傳感器共同向控制器輸出信號(hào)。通過控制器對(duì)各閥門的控制，本發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下工作模式：

1.發(fā)動(dòng)機(jī)不需要預(yù)熱，則預(yù)熱閥門關(guān)閉，控制器判斷水暖是否開啟。

1.1如果水暖不開啟，則關(guān)閉水暖所有閥門，同時(shí)廢氣走第一排氣支管；

1.2如果水暖開啟，則繼續(xù)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，判斷出水溫度是否過低或過高：出水溫度過高，關(guān)閉第一水暖閥門，以關(guān)閉廢氣輔助水暖功能。同時(shí)為了防止廢氣加熱靜態(tài)冷卻液，廢氣旁通閥門開啟，廢氣走第一排氣支管；出水溫度過低則廢氣加熱功能開啟，廢氣、冷卻液均流經(jīng)廢氣-冷卻液熱交換器。

2.發(fā)動(dòng)機(jī)需要預(yù)熱，預(yù)熱閥門開啟，廢氣加熱閥門開啟，廢氣、冷卻液流經(jīng)廢氣-冷卻液熱交換器。預(yù)熱結(jié)束后，廢氣加熱閥門關(guān)閉?？刂破髋袛嗨欠耖_啟。

2.1如果水暖不開啟，則關(guān)閉水暖所有閥門，同時(shí)廢氣走第一排氣支管；

2.2如果水暖開啟，則繼續(xù)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，判斷出水溫度是否過低或過高：出水溫度過高，關(guān)閉第一水暖閥門，以關(guān)閉廢氣輔助水暖功能。同時(shí)為了防止廢氣加熱靜態(tài)冷卻液，廢氣旁通閥門開啟，廢氣走第一排氣支管；出水溫度過低則廢氣加熱功能開啟，廢氣、冷卻液均流經(jīng)廢氣-冷卻液熱交換器。

以冬季行車為例對(duì)本廢氣利用系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的工作方式進(jìn)行詳細(xì)說明：

1）、如圖4所示：車輛預(yù)熱啟動(dòng)時(shí)，此時(shí)節(jié)溫器關(guān)閉，控制器控制預(yù)熱閥門開啟，暖機(jī)管路系統(tǒng)關(guān)閉，冷卻液流經(jīng)廢氣-冷卻液熱交換器和水暖管路，迅速提升發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度，減少暖機(jī)時(shí)間，節(jié)省燃油消耗。圖中箭頭表示冷卻液流向。

2）、如圖5所示：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液水溫達(dá)到暖風(fēng)開啟溫度時(shí)（此溫度一般設(shè)置比節(jié)溫器開啟溫度低），此時(shí)節(jié)溫器關(guān)閉，暖風(fēng)系統(tǒng)開啟，為了保證暖風(fēng)效果及較高的發(fā)動(dòng)機(jī)工作水溫，預(yù)熱閥門關(guān)閉，第一水暖閥門開啟，冷卻液一部分經(jīng)第二暖機(jī)管路段循環(huán)，一部分經(jīng)廢氣-冷卻液熱交換器之后流經(jīng)水暖散熱器之后回到發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣可以保證較高的發(fā)動(dòng)機(jī)水溫和較好的采暖效果。圖中箭頭表示冷卻液流向。

3）、如圖6所示：實(shí)現(xiàn)與冷卻管路的耦合，對(duì)于安裝有電子風(fēng)扇或電磁離合器風(fēng)扇的車輛，隨著車輛運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液水溫及水暖出水溫度逐步上升，發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度達(dá)到車輛冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇開啟溫度時(shí)（此時(shí)節(jié)溫器一般處于半開狀態(tài)），關(guān)閉第一水暖閥門，開啟第二水暖閥門，冷卻液不經(jīng)廢氣-冷卻液熱交換器而直接經(jīng)水暖散熱器。防止水溫進(jìn)一步升高引起冷卻系統(tǒng)功耗增加。當(dāng)水暖出水溫度達(dá)到相應(yīng)的溫度（如節(jié)溫器工作溫度范圍中間某一數(shù)值），關(guān)閉第一水暖閥門，開啟第二水暖閥門，這樣保證較好采暖的同時(shí)，也保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作水溫較佳，冷卻系統(tǒng)功耗最小，很明顯的可以提升車輛燃油經(jīng)濟(jì)性。圖中箭頭表示冷卻液流向。

在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中：為防止第二排氣支路中排氣壓力過高，可以在第二排氣支路上設(shè)置壓力傳感器，當(dāng)?shù)诙艢庵穬?nèi)壓力過高時(shí)，廢氣旁通閥門開啟；是否需要廢氣輔助暖機(jī)可以通過控制器采集發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度來智能判斷，也可以設(shè)置相應(yīng)的手柄或按鈕開關(guān)來人工判斷；各閥門也可以是通過操作人員手動(dòng)操作的手控閥門。

發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)的實(shí)施例如圖1~6所示：發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)與上述各汽車實(shí)施例中所述的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣利用系統(tǒng)相同，在此不再詳述。