一种发动机热循环管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种发动机热循环管理系统及方法，利用发动机工作介质流通的管路，在管路管壁设置夹层，在夹层内设置半导体热泵层，半导体热泵层两侧分别为内侧介质腔和外侧介质腔。工作过程中，根据实际所要进行冷却或加热的工作介质，选定所需的工作介质，让各工作介质在内侧介质腔和外侧介质腔流通；再利用温度检测单元去采集各工作介质的温度，由电控单元根据温度控制各工作介质的流量，以调整热量交换，达到加热或冷却的目的，当工作介质之间的热交换不能满足需求时，启动半导体热泵层去辅助加热或冷却，使工作介质获取所需的温度。可见，本发明专利技术将发动机各类工作介质的流通管路以及加热冷却系统进行了有机整合，提高了发动机热效率。

An engine thermal cycle management system and method

【技术实现步骤摘要】
一种发动机热循环管理系统及方法
本专利技术涉及发动机
，尤其涉及一种发动机热循环管理系统及方法。
技术介绍
发动机各类气体、液体等工作介质在发动机工作时，因其工作原理和环境影响，其温度变化较大，部分工作介质会在冬天凝固(如尿素溶液、柴油)，同时又有部分工作介质又温度特别高(如发动机的排气、中冷前温度等)。为解决各类工作介质保持合适的工作温度，一般使用辅助加热冷介质和辅助冷却热介质的方式保持其工作温度。现有的方式，存在以下缺点：1、热效率低下：发动机工作时产生的大部分热量被冷却系统带走，没有进行回收利用，造成热量损失；2、能耗高：各系统独立工作，制冷和制热都需要消耗能量，而整车中的能量提供者只有发动机，故现有方式增加了发动机载荷，导致油耗高，同时，由于电阻丝的加热原理为将电能直接转换为热能，即产生的热量多少与电能的消耗多少有关，其加热效率较低；3、各个系统相互独立工作，不便于统一协调组织加热策略，同时在发动机未工作的情况下，消耗较大的蓄电池能量，导致蓄电池寿命缩短。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种发动机热循环管理系统及方法，根据实际运行工况，自动选择所需介质及加热源或冷却源，利用设有半导体热泵层的管路进行热交换，提高了发动机热效率。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种发动机热循环管理系统，包括发动机工作介质流通的管路，所述管路管壁设置有夹层，所述夹层内设置有半导体热泵层，所述半导体热泵层将所述夹层分成内外设置的内侧介质腔和外侧介质腔；所述管路上分别设置有内介质接入管和外介质接入管，所述内介质接入管与所述内侧介质腔连通，且所述内介质接入管上设置有第一流量阀，所述外介质接入管与所述外侧介质腔连通，且所述外介质接入管上设置有第二流量阀；所述系统还包括电连接的电控单元和温度检测单元，所述温度检测单元分别检测所述管路内工作介质温度，所述内侧介质腔内工作介质温度和所述外侧介质腔内工作介质温度，所述温度检测单元传输对应的温度信号给所述电控单元，所述电控单元根据温度信号控制所述半导体热泵层、所述第一流量阀和所述第二流量阀。优选方式为，所述电控单元根据所述内侧介质腔流通的工作介质，控制所述半导体热泵层的电源极性。优选方式为，所述电控单元根据所述内侧介质腔和所述外侧介质腔流通的工作介质温差，控制流过所述半导体热泵层电流的大小。优选方式为，所述管路为尿素溶液流通管路，所述内侧介质腔流通的工作介质为柴油，所述外侧介质腔流通的工作介质为水；则，所述半导体热泵层的热端位于所述内侧介质腔，所述半导体热泵层的冷端位于所述外侧介质腔侧。优选方式为，所述温度检测单元包括用于检测所述管路流通工作介质温度的第一温度传感器、用于检测所述内侧介质腔流通工作介质温度的第二温度传感器、以及用于检测所述外侧介质腔流通工作介质温度的第三温度传感器。优选方式为，所述温度检测单元还包括用于检测环境温度的第四温度传感器，所述电控单元基于所述第四温度传感器采集的环境温度，控制所述半导体热泵层、所述第一流量阀和所述第二流量阀。一种发动机热循环管理方法，应用于上述的发动机热循环管理系统，所述管路为第一介质流通管路，所述内侧介质腔流通第二介质，所述外侧介质腔流通第三介质；所述方法，包括以下步骤：S10、获取环境温度；S11、判断环境温度是否与预设定温度值相匹配；S12、如果匹配，则获取第一介质温度和第二介质温度；S13、判断第一介质温度是否在预设定范围内；判断第二介质温度是否在预设定范围内；S14、如果第一介质温度在预设定范围内或第二介质温度不在预设定范围内，则控制第一流量阀，来调整第二介质流量加热或制冷第一介质；如果第一介质温度在预设定范围内或第二介质温度在预设定范围内，则，获取第三介质温度；S15、判断第三介质温度是否在预设定范围内；S16、如果不在，则获取第二介质和第三介质的温差；如果在，则反馈第三介质温度至第三介质控制系统；S17、判断温差是否与预设定值相匹配；S18、如果匹配，控制第二流量阀，来调整第三介质流量以同时加热或制冷第一介质和第二介质；如果不匹配，则关闭所述第二流量阀，启动所述半导体热泵层加热或制冷。优选方式为，所述第一介质为尿素溶液，所述第二介质为柴油，所述第三介质为水；所述方法，包括以下步骤：S10、获取环境温度；S11、判断环境温度是否小于预设定值；S12、如果小于，则获取尿素溶液温度和柴油温度；S13、判断尿素溶液温度是否小于预设定值；判断柴油温度是否小于预设定值；S14、如果尿素溶液小于预设定值或柴油温度不小于预设定值，则控制第一流量阀，来加大柴油流量加热尿素溶液；如果尿素溶液温度小于预设定值或柴油温度小于预设定值，则，获取水温度；S15、判断水温度是否小于预设定值；S16、如果不小于，则获取柴油和水的温差；如果小于，则反馈水温度至水温控制系统；S17、判断温差是否大于预设定值；S18、如果大于，控制第二流量阀，加大水流量，同时加热尿素溶液和柴油；如果不大于，则关闭所述第二流量阀，启动所述半导体热泵层加热。优选方式为，所述步骤S16中，如果水温小于预设定值，则反馈至水温控制系统。采用上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：由于本专利技术的发动机热循环管理系统及方法，利用发动机工作介质流通的管路，在管路管壁设置夹层，在夹层内设置半导体热泵层，该半导体热泵层两侧分别为内侧介质腔和外侧介质腔。发动机工作过程中，根据实际所要进行冷却或加热的工作介质，选定所需的工作介质，并让各工作介质在内侧介质腔和外侧介质腔流通；再利用温度检测单元去采集各工作介质的温度，由电控单元根据温度控制各工作介质的流量，以调整热量交换，达到加热或冷却的目的，当工作介质之间的热交换不能满足需求时，启动半导体热泵层去辅助加热或冷却，使工作介质获取所需的温度。可见，本专利技术将发动机各类工作介质的流通管路以及加热冷却系统进行了有机整合，提高了发动机热效率。由于电控单元根据内侧介质腔流通的工作介质，控制半导体热泵层的电源极性；使半导体热泵层的冷端和热端根据实际情况进行设置。由于电控单元根据内侧介质腔和外侧介质腔流通的工作介质温差，控制流过半导体热泵层电流的大小；根据实际需要进行加热或制冷，避免浪费电能。由于温度检测单元还包括用于检测环境温度的第四温度传感器，电控单元基于第四温度传感器采集的环境温度，控制半导体热泵层、第一流量阀和第二流量阀；使本专利技术以环境温度为参考，进行合理有机整合。附图说明图1是本专利技术发动机热循环管理系统的结构示意图；图2是本专利技术发动机热循环管理方法的流程图；图3是实施例的流程图；图中：1-管路，10-内侧介质腔，11-外侧介质腔，2-半导体热泵层，3-外介质接入管，4-内介质接入管。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机热循环管理系统，包括发动机工作介质流通的管路，其特征在于，所述管路管壁设置有夹层，所述夹层内设置有半导体热泵层，所述半导体热泵层将所述夹层分成内外设置的内侧介质腔和外侧介质腔；/n所述管路上分别设置有内介质接入管和外介质接入管，所述内介质接入管与所述内侧介质腔连通，且所述内介质接入管上设置有第一流量阀，所述外介质接入管与所述外侧介质腔连通，且所述外介质接入管上设置有第二流量阀；/n所述系统还包括电连接的电控单元和温度检测单元，所述温度检测单元分别检测所述管路内工作介质温度，所述内侧介质腔内工作介质温度和所述外侧介质腔内工作介质温度，所述温度检测单元传输对应的温度信号给所述电控单元，所述电控单元根据温度信号控制所述半导体热泵层、所述第一流量阀和所述第二流量阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种发动机热循环管理系统，包括发动机工作介质流通的管路，其特征在于，所述管路管壁设置有夹层，所述夹层内设置有半导体热泵层，所述半导体热泵层将所述夹层分成内外设置的内侧介质腔和外侧介质腔；
所述管路上分别设置有内介质接入管和外介质接入管，所述内介质接入管与所述内侧介质腔连通，且所述内介质接入管上设置有第一流量阀，所述外介质接入管与所述外侧介质腔连通，且所述外介质接入管上设置有第二流量阀；
所述系统还包括电连接的电控单元和温度检测单元，所述温度检测单元分别检测所述管路内工作介质温度，所述内侧介质腔内工作介质温度和所述外侧介质腔内工作介质温度，所述温度检测单元传输对应的温度信号给所述电控单元，所述电控单元根据温度信号控制所述半导体热泵层、所述第一流量阀和所述第二流量阀。


2.根据权利要求1所述的发动机热循环管理系统，其特征在于，所述电控单元根据所述内侧介质腔流通的工作介质，控制所述半导体热泵层的电源极性。


3.根据权利要求1所述的发动机热循环管理系统，其特征在于，所述电控单元根据所述内侧介质腔和所述外侧介质腔流通的工作介质温差，控制流过所述半导体热泵层电流的大小。


4.根据权利要求2所述的发动机热循环管理系统，其特征在于，所述管路为尿素溶液流通管路，所述内侧介质腔流通的工作介质为柴油，所述外侧介质腔流通的工作介质为水；则，所述半导体热泵层的热端位于所述内侧介质腔，所述半导体热泵层的冷端位于所述外侧介质腔侧。


5.根据权利要求1至4任一项所述的发动机热循环管理系统，其特征在于，所述温度检测单元包括用于检测所述管路流通工作介质温度的第一温度传感器、用于检测所述内侧介质腔流通工作介质温度的第二温度传感器、以及用于检测所述外侧介质腔流通工作介质温度的第三温度传感器。


6.根据权利要求5所述的发动机热循环管理系统，其特征在于，所述温度检测单元还包括用于检测环境温度的第四温度传感器，所述电控单元基于所述第四温度传感器采集的环境温度，控制所述半导体热泵层、所述第一流量阀和所述第二流量阀。


7.一种发动机热循环管理方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的发动机热...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄继轩，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37