汽车尾气余热回收再利用系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种应用于汽车发动机技术领域的汽车尾气余热回收再利用系统，所述的汽车尾气余热回收再利用系统的热交换器(6)的外层壳体(31)和内层壳体(32)之间靠近进气锥端(33)设置前端端板(35)，外层壳体(31)和内层壳体(32)之间靠近出气锥端(34)设置后端端板(36)，前端端板(35)和后端端板(36)之间插装多个扁管(37)，每个扁管(37)内分别插装翅片(38)，每个扁管(37)和插装在该扁管(37)内的翅片(38)之间设置缝隙部，本实用新型专利技术的汽车尾气余热回收再利用系统，在汽车冷启动时能够从汽车尾气中回收部分热量，再利用于加热汽车发动机冷却系统中的冷却液，快速可靠对发动机进行暖机，提高发动机冷启动时的热效率。

Automobile exhaust heat recovery and reuse system

【技术实现步骤摘要】
汽车尾气余热回收再利用系统
本技术属于汽车发动机
，更具体地说，是涉及一种汽车尾气余热回收再利用系统。
技术介绍
在全球能源局势越来越紧张，环境保护越来越刻不容缓，而世界各国汽车保有量又持续高涨的行业大背景下，传统燃油汽车和混合动力汽车面临巨大的节能减排压力。对于传统汽车发动机而言，冷启动时发动机水套中的水温较低，此时发动机各零部件润滑效果较差，摩擦力大，热效率较低，此时缸体内燃烧也较为不充分，所以有害气体的产生和排放均较高，目前没有较好的方法提升发动机冷启动时的热效率，减排也是依靠排气系统三元催化转化器来完成，冷启动时的排气温度和流量均较低，所以三元催化的效果并不好。此外，冬季客舱加热也受冷启动的影响较大，直至发动机水套中的冷却液温度升高至80℃左右大循环开启时客舱加热能量供应需求才能得以保证。传统汽车动力总成系统的热效率一般只有30-40％，发动机冷却系统散热和排气系统带走的热能各占30％左右。提高发动机本体热效率是一条技术路线，但是存在较大的技术难度，且提升空间十分有限。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：针对现有技术中存在的不足，提供一种结构简单，在汽车冷启动时能够通过热交换器快速、高效从汽车尾气中回收热量，再利用于加热汽车发动机冷却系统中的冷却液，从而快速可靠对发动机进行暖机，提高发动机冷启动时的热效率和缸内燃烧充分性，从而减少冷启动时燃烧不充分产生的大量有害气体，保护环境，同时还能够使得冬季客舱加热能够快速升温，提高车内驾乘人员人体热舒适性的汽车尾气余热回收再利用系统。>要解决以上所述的技术问题，本技术采取的技术方案为：本技术为一种汽车尾气余热回收再利用系统，所述的汽车尾气余热回收再利用系统包括发动机本体、排气歧管、排气管，所述的排气管包括排气管支管管路Ⅰ和排气管支管管路Ⅱ，排气管支管管路Ⅱ上设置热交换器，排气管上设置旁通阀致动器和旁通阀，旁通阀致动器7设置为能够控制旁通阀的阀片位置移动的结构，冷却液管路一端与发动机本体的冷却水路出水口连通，冷却液管路经过热交换器后再与发动机本体的冷却水路回水口连通，热交换器包括外层壳体、内层壳体，热交换器一端设置进气锥端，热交换器另一端设置出气锥端，外层壳体和内层壳体之间靠近进气锥端设置前端端板，外层壳体和内层壳体之间靠近出气锥端设置后端端板，前端端板和后端端板之间插装多个扁管，每个扁管内分别插装翅片，每个扁管和插装在该扁管内的翅片之间焊接连接，每个翅片内设置缝隙部，外层壳体上设置进液管和出液管，进液管与发动机本体的冷却管路连通，出液管与发动机本体的冷却管路连通，经过热交换器的冷却液管路部位设置热交换器出口冷却液温度传感器，所述的热交换器出口冷却液温度传感器与控制部件连接，旁通阀致动器与控制部件连接。所述的外层壳体和内层壳体之间形成环形的腔体部，前端端板和后端端板均为环形结构，前端端板上沿前端端板一周设置多个按间隙布置的前端开孔，后端端板上沿后端端板一周设置多个按间隙布置的后端开孔，每个扁管一端固定插装在前端端板上的一个前端开孔内，每个扁管另一端固定插装在后端端板上一个对应的后端开孔内。所述的外层壳体和内层壳体之间的不同扁管之间的间隙为水路腔体，所述的进液管和出液管分别与水路腔体连通；汽车尾气经过热交换器时，汽车尾气设置为能够从不同扁管内部的翅片的缝隙部经过的结构。每个扁管和插装在该扁管内的翅片之间钎焊装配。所述的旁通阀包括转轴、阀片，所述的转轴上固定安装阀片，转轴安装在内层壳体内，转轴延伸到外层壳体外部的一端与旁通阀致动器连接。所述的控制部件内设置为存储有热回收终止设定温度数值的结构，发动机本体启动后，当热交换器出口冷却液温度传感器检测到的热交换器出口冷却液实际温度数值低于热回收终止设定温度数值时，控制部件设置为能够控制旁通阀致动器控制旁通阀的阀片移动封堵排气管支管管路Ⅰ的结构。所述得控制部件内设置为存储有热回收终止设定温度数值的结构，发动机本体启动后，当热交换器出口冷却液温度传感器检测到的热交换器出口冷却液实际温度数值高于热回收终止设定温度数值时，控制部件设置为能够控制旁通阀致动器控制旁通阀的阀片移动封堵排气管支管管路Ⅱ的结构。所述的汽车尾气余热回收再利用系统还包括暖风芯体，暖风芯体一端通过暖风管路Ⅰ与发动机本体的冷却水路出水口连通，暖风芯体另一端通过暖风管路Ⅱ与发动机本体的冷却水路回水口连通，暖风芯体侧面设置鼓风机。所述的冷却液管路包括冷却液管路A段、冷却液管路B段，冷却液管路的冷却液管路A段一端与发动机本体的冷却水路出水口连通，冷却液管路A段另一端与热交换器的进液管连通，热交换器的出液管与冷却液管路B段一端连通，冷却液管路B段另一端与发动机本体的冷却水路回水口连通。所述的排气管包括排气管前段、排气管支管管路Ⅰ和排气管支管管路Ⅱ、排气管后段，排气管支管管路Ⅰ一端与排气管前段连通，排气管支管管路Ⅰ另一端与排气管后段连通，排气管支管管路Ⅱ一端与排气管前段连通，排气管支管管路Ⅱ另一端与排气管后段连通。采用本技术的技术方案，能得到以下的有益效果：本技术所述的汽车尾气余热回收再利用系统，为实现余热回收再利用，从发动机冷却系统和排气系统方面着手，从温度角度考虑，发动机冷却系统的余热品质比排气系统低很多，所以汽车尾气余热回收系统成为研究重点。通过上述结构设置，当发动机本体(发动机)冷启动时，控制部件通过热交换器出口冷却液温度传感器检测冷却液温度，当检测到的实际温度低于热回收终止设定温度TSET(一般在80℃左右)，此时，控制部件通过旁通阀致动器控制旁通阀的阀片位置发生移动，从而封堵排气管支管管路Ⅰ，这时，排出的汽车尾气全部进入热交换器内，而发动机小循环中的冷却液通过冷却液管路进入热交换器，汽车尾气的热能先通过对流换热传递到翅片和扁管内侧，再通过热传导传递到扁管外侧，再通过对流换热传递到热交换器内的冷却液中，对冷却液进行加热，实现汽车尾气的热能的回收。而经过热交换器后的尾气再排出。这样，经过汽车尾气热能回收而加热的冷却液流回发动机水套中，完成发动机的冷却液小循环，对发动机进行暖机，这样，大大缩短了现有发动机的暖机时间，提升发动机冷启动时间间隔内的热效率。因为发动机冷却液小循环和暖风冷却液回路成并联关系，因此，在有乘客舱有加热需求时，启动发动机并进入热回收模式时，从汽车尾气中回收的热能不仅可以对发动机进行暖机，也可以经过暖风冷却液回路对乘客舱进行加热，迅速提升乘客舱驾乘人员人体舒适性。具体来说：吸热升温后冷却液从发动机水套中流出，经过暖风管路Ⅰ进入暖风芯体，放热给暖通风道中的空气，然后经暖风管路Ⅱ返回发动机水套中，完成暖风冷却液回路循环；暖通风道中的空气先经过暖风芯体的空气侧吸热升温，然后经过鼓风机吹入乘客舱。而当热交换器出口冷却液温度传感器检测到的冷却液温度高于热回收终止设定温度TSET(一般在80℃左右)时，热回收阶段结束。此时，传感器向控制部件反馈信号，控制部件通过旁通阀致动器控制旁通阀的阀片位置发生变化，阀片封堵排气管支管管路Ⅱ，排气管支管管路Ⅰ开通，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车尾气余热回收再利用系统，其特征在于：所述的汽车尾气余热回收再利用系统包括发动机本体(1)、排气歧管(2)、排气管(3)，所述的排气管(3)包括排气管支管管路Ⅰ(4)和排气管支管管路Ⅱ(5)，排气管支管管路Ⅱ(5)上设置热交换器(6)，排气管(3)上设置旁通阀致动器(7)和旁通阀(8)，旁通阀致动器(7)设置为能够控制旁通阀(8)的阀片位置移动的结构，冷却液管路(9)一端与发动机本体(1)的冷却水路出水口连通，冷却液管路(9)经过热交换器(6)后再与发动机本体(1)的冷却水路回水口连通，热交换器(6)包括外层壳体(31)、内层壳体(32)，热交换器(6)一端设置进气锥端(33)，热交换器(6)另一端设置出气锥端(34)，外层壳体(31)和内层壳体(32)之间靠近进气锥端(33)设置前端端板(35)，外层壳体(31)和内层壳体(32)之间靠近出气锥端(34)设置后端端板(36)，前端端板(35)和后端端板(36)之间插装多个扁管(37)，每个扁管(37)内分别插装翅片(38)，每个扁管(37)和插装在该扁管(37)内的翅片(38)之间焊接连接，每个翅片(38)内设置缝隙部，外层壳体(31)上设置进液管(39)和出液管(40)，进液管(39)与发动机本体(1)的冷却管路连通，出液管(40)与发动机本体(1)的冷却管路连通，经过热交换器(6)的冷却液管路(9)部位设置热交换器出口冷却液温度传感器(11)，所述的热交换器出口冷却液温度传感器(11)与控制部件(12)连接，旁通阀致动器(7)与控制部件(12)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种汽车尾气余热回收再利用系统，其特征在于：所述的汽车尾气余热回收再利用系统包括发动机本体(1)、排气歧管(2)、排气管(3)，所述的排气管(3)包括排气管支管管路Ⅰ(4)和排气管支管管路Ⅱ(5)，排气管支管管路Ⅱ(5)上设置热交换器(6)，排气管(3)上设置旁通阀致动器(7)和旁通阀(8)，旁通阀致动器(7)设置为能够控制旁通阀(8)的阀片位置移动的结构，冷却液管路(9)一端与发动机本体(1)的冷却水路出水口连通，冷却液管路(9)经过热交换器(6)后再与发动机本体(1)的冷却水路回水口连通，热交换器(6)包括外层壳体(31)、内层壳体(32)，热交换器(6)一端设置进气锥端(33)，热交换器(6)另一端设置出气锥端(34)，外层壳体(31)和内层壳体(32)之间靠近进气锥端(33)设置前端端板(35)，外层壳体(31)和内层壳体(32)之间靠近出气锥端(34)设置后端端板(36)，前端端板(35)和后端端板(36)之间插装多个扁管(37)，每个扁管(37)内分别插装翅片(38)，每个扁管(37)和插装在该扁管(37)内的翅片(38)之间焊接连接，每个翅片(38)内设置缝隙部，外层壳体(31)上设置进液管(39)和出液管(40)，进液管(39)与发动机本体(1)的冷却管路连通，出液管(40)与发动机本体(1)的冷却管路连通，经过热交换器(6)的冷却液管路(9)部位设置热交换器出口冷却液温度传感器(11)，所述的热交换器出口冷却液温度传感器(11)与控制部件(12)连接，旁通阀致动器(7)与控制部件(12)连接。


2.根据权利要求1所述的汽车尾气余热回收再利用系统，其特征在于：所述的外层壳体(31)和内层壳体(32)之间形成环形的腔体部，前端端板(35)和后端端板(36)均为环形结构，前端端板(35)上沿前端端板(35)一周设置多个按间隙布置的前端开孔，后端端板(36)上沿后端端板(36)一周设置多个按间隙布置的后端开孔，每个扁管(37)一端固定插装在前端端板(35)上的一个前端开孔内，每个扁管(37)另一端固定插装在后端端板(36)上一个对应的后端开孔内。


3.根据权利要求1或2所述的汽车尾气余热回收再利用系统，其特征在于：所述的外层壳体(31)和内层壳体(32)之间的不同扁管(37)之间的间隙为水路腔体(41)，所述的进液管(39)和出液管(40)分别与水路腔体(41)连通；汽车尾气经过热交换器(6)时，汽车尾气设置为能够从不同扁管(37)内部的翅片(38)的缝隙部经过的结构。


4.根据权利要求1或2所述的汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨健春，严清梅，李后良，姜倩，范礼，于芳，
申请(专利权)人：杰锋汽车动力系统股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34