一种发动机余热管理系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术涉及余热利用技术领域，具体涉及一种发动机余热管理系统及其使用方法。余热管理系统包括发动机本体、发动机水泵和换热器，发动机水泵的出液口与发动机本体的进液口连通，发动机本体的出液口与发动机水泵的进液口连通，发动机水泵的出液口与换热器的进液口连通，换热器的出液口分别与EGR冷却器、电气化附件及水空中冷器连通，EGR冷却器、电气化附件及水空中冷器分别与发动机水泵的进液口连通；使用方法为将冷却液引入换热器降温，然后降温后的冷却液与EGR冷却器、电气化附件和水空中冷器换热。本发明专利技术通过设置换热器对冷却液进行冷却；低温的冷却液可分配给EGR冷却器、水空中冷器及电气化附件，满足各系统冷却要求。满足各系统冷却要求。满足各系统冷却要求。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机余热管理系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及余热利用
，具体涉及一种发动机余热管理系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]柴油发动机的增压器空气、EGR系统以及电机等电气化附件，均需要冷却液进行冷却。
[0003]目前增压器空气通过布置在散热器前端的空空中冷器进行冷却，冷却效率会受限于散热器大小、风扇以及环境温度等因素限制，同时冷却效率的提升也会导致空空中冷器阻力增大。而且，增压空气冷却后，进入气缸前的理想温度约为40℃左右，目前的空空中冷器仅通过电控风扇调节冷却量大小，很难使中冷后温度维持在40℃左右，影响发动机的经济性。并且这部分能量直接通过散热的方式进入的空气中，浪费能源。
[0004]现阶段，EGR系统以及电气化附件的冷却，一般采用将其串联或者并联在发动机冷却水路中通过发动机冷却液进行冷却的方法，冷却后的冷却液会通过散热器排放到空气中，造成能源浪费和温室效应。
[0005]一般情况下，发动机冷却液冷区后温度90℃
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110℃左右，该部分冷却液直接进入发动机水泵进行加压，会增加水泵的功耗。
[0006]基于此，为利用发动机冷却液余热，有必要提供一种发动机余热管理系统及其使用方法。

技术实现思路

[0007]针对空空中冷器冷却的增压空气温度偏高以及冷却余热的浪费问题，本专利技术提供一种发动机余热管理系统及其使用方法，通过设置换热器对冷却液进行冷却，使冷却液温度由105℃左右降低至40℃
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45℃，换热量可用于回收电能；通过设置第二水路控制阀和第三水路控制阀，将低温的冷却液分配给EGR冷却器、水空中冷器以及电气化附件，满足各系统冷却要求。
[0008]第一方面，本专利技术提供一种发动机余热管理系统，包括发动机本体、发动机水泵和换热器，所述发动机水泵的出液口与发动机本体的进液口连通，所述发动机本体的出液口与发动机水泵的进液口连通，所述发动机水泵的出液口还通过第一水路控制阀与换热器的进液口连通，所述换热器的出液口通过第二水路控制阀与EGR冷却器的进液口连通，所述换热器的出液口通过第三水路控制阀与电气化附件的进液口连通，所述换热器的出液口还与水空中冷器的进液口连通，所述EGR冷却器的出液口、电气化附件的出液口及水空中冷器的出液口分别与发动机水泵的进液口连通。
[0009]进一步的，所述发动机本体的出液口与发动机水泵的进液口之间的连接管道上设有止回阀，止回阀用于防止EGR冷却器、电气化附件及水空中冷器排出的冷却液倒灌入发动机本体的冷却系统。
[0010]进一步的，所述电气化附件为电机和/或控制器。
[0011]进一步的，还包括散热器，所述发动机水泵的出液口与散热器的进液口连通，所述散热器的出液口与发动机本体的进液口连通，所述第一水路控制阀布置于发动机水泵下游、散热器上游。
[0012]进一步的，所述发动机本体上设置有风扇。
[0013]进一步的，所述换热器为带有余热回收单元的换热器。通过集成有余热回收单元的换热器，可将发动机EGR冷却器、增压空气和电气化附件所产生的废热回收为电能，节约能源。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种上述发动机余热管理系统的使用方法，具体为将发动机本体冷却后的冷却液经过第一水路控制阀引入换热器，换热器对冷却液进行降温，然后经换热器降温后的冷却液分别与EGR冷却器、电气化附件和水空中冷器进行换热，之后冷却液再次通过发动机水泵进入发动机本体的冷却系统；其中，经换热器降温后的冷却液温度保持在30℃
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40℃，EGR冷却器冷却后的废气温度保持在110℃
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130℃，水空中冷器冷却后的增压空气温度保持在40℃
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45℃。
[0015]进一步的，使用方法还包括：调节第二水路控制阀和第三水路控制阀，控制EGR冷却器、电气化附件和水空中冷器中的冷却液流量。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]第一方面，本专利技术提供的发动机余热管理系统，可以实现对增压气体、电气化附件的低温冷却，有益于发动机的性能提升和电气化附件的可靠性，有益于EGR系统的小型化，节约成本。
[0018]第二方面，本专利技术提供的发动机余热管理系统的使用方法，限定EGR冷却器冷却后的废气温度保持在110℃
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130℃，可以避免过热和过冷造成的EGR系统的可靠性问题，同时兼顾性能；限定冷却后的增压空气保持在40℃
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45℃，对发动机性能最优。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是实施例1的发动机余热管理系统的连接关系示意图。
[0021]图中，1
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发动机本体，2
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发动机水泵，3
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散热器，4
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电控硅油风扇，5
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止回阀，6
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第一水路控制阀，7
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余热回收单元，8
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换热器，9
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第二水路控制阀，10
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EGR冷却器，11
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第三水路控制阀，12
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电气化附件，13
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水空中冷器。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例1
[0024]一种发动机余热管理系统，包括发动机本体1、发动机水泵2和散热器3，发动机本体1上设置有电控硅油风扇4，发动机水泵2的出液口分别与发动机本体1的进液口及散热器3的进液口连通，散热器3的出液口与发动机本体1的进液口连通，发动机本体1的出液口与发动机水泵2的进液口连通，发动机本体1的出液口与发动机水泵2的进液口之间的连接管道上设有止回阀5，发动机水泵2的出液口还通过第一水路控制阀6与带有余热回收单元7的换热器8的进液口连通，第一水路控制阀6布置于发动机水泵2下游、散热器3上游，换热器8的出液口通过第二水路控制阀9与EGR冷却器10的进液口连通，换热器8的出液口通过第三水路控制阀11与待冷却的电气化附件12(如电机、控制器等)的进液口连通，换热器8的出液口还与水空中冷器13的进液口连通，EGR冷却器10的出液口、电气化附件12的出液口及水空中冷器13的出液口分别与发动机水泵2的进液口连通。
[0025]实施例1的发动机余热管理系统可适用于M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机余热管理系统，其特征在于，包括发动机本体(1)、发动机水泵(2)和换热器(8)，所述发动机水泵(2)的出液口与发动机本体(1)的进液口连通，所述发动机本体(1)的出液口与发动机水泵(2)的进液口连通，所述发动机水泵(2)的出液口还通过第一水路控制阀(6)与换热器(8)的进液口连通，所述换热器(8)的出液口通过第二水路控制阀(9)与EGR冷却器(10)的进液口连通，所述换热器(8)的出液口通过第三水路控制阀(11)与电气化附件(12)的进液口连通，所述换热器(8)的出液口还与水空中冷器(13)的进液口连通，所述EGR冷却器(10)的出液口、电气化附件(12)的出液口及水空中冷器(13)的出液口分别与发动机水泵(2)的进液口连通。2.如权利要求1所述的发动机余热管理系统，其特征在于，所述发动机本体(1)的出液口与发动机水泵(2)的进液口之间的连接管道上设有止回阀(5)。3.如权利要求1所述的发动机余热管理系统，其特征在于，所述电气化附件(12)为电机和/或控制器。4.如权利要求1所述的发动机余热管理系统，其特征在于，还包括散热器(3)，所述发动机水泵(2)的出液口与散热器(3)的进液口连通，所述散热器(3)的出液口与发动机本体(1)的进液口连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘怀强，李聪，王超，刘吉庆，侯乐福，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：