[发明专利]一种汽车发动机废气热交换系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换系统，尤其是一种汽车发动机废气热交换系统，属于内燃机技术领域。

背景技术

二十一世纪的汽车工业正朝着智能、经济、绿色环保的方向发展，特别是在发动机领域智能启停、轻量化、喷油策略、提高热效率等技术的研究越来越受到重视，与此同时人们对车辆驾乘舒适性也提出了更高的要求。

目前汽车发动机存在以下方面的缺陷：一是燃料燃烧产生的热能大部分随发动机的排气带走，发动机的热效率较低；二是在起动或暖机工况及环境温度较低的时候，进气温度及燃料燃烧温度偏低，燃料不能被充分燃烧，不仅影响了车辆的经济性能，而且使得HC排放达不到标准要求；三是由于冬季气候寒冷，为提高驾驶室内温度，需要由发动机水冷却系统与发动机缸体热交换为暖风机提供热量，由此导致车辆燃油消耗量增大，经济性变差，同时还存在驾驶室内暖风快速响应性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种能充分利用发动机的废气能量、提高发动机的热效率、改善发动机经济性和排放性能，满足车辆驾乘舒适性要求的汽车发动机废气热交换系统。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种汽车发动机废气热交换系统，它包括汽车暖风机循环管路、发动机排气管路和发动机进气管路，所述汽车暖风机循环管路中充满循环水介质，它与汽车暖风机的进水口和出水口连接，其特别之处在于：在汽车暖风机循环管路上设有与发动机排气管路并联的第一热交换水套和与发动机进气管路并联的第二热交换水套。

上述汽车发动机废气热交换系统，所述暖风机循环管路上还设有电子水泵，所述电子水泵安装在暖风机出水口与第一热交换水套进水口之间，电子水泵由发动机ECU控制。

上述汽车发动机废气热交换系统，所述发动机排气管路与废气涡轮增压器的涡轮机部分连通，在发动机排气管路上设有三元催化转化器和排气组合管，所述三元催化转化器进气口与废气涡轮增压器的废气出口连接，其出气口与排气组合管进气口连接，所述排气组合管套装在汽车暖风机循环介质管路的第一热交换水套内腔中。

上述汽车发动机废气热交换系统，所述发动机进气管路与废气涡轮增压器的压气机部分连通，在发动机进气管路上设有中冷器和进气组合管，所述中冷器出气口与进气组合管的进气口连接，所述进气组合管套装在汽车暖风机循环介质管路的第二热交换水套内腔中。

上述汽车发动机废气热交换系统，所述发动机进气管路上还设有第一进气温度传感器，所述第一进气温度传感器位于废气涡轮增压器的压气机部分空气入口前面；所述发动机进气管路上还设有第二进气温度传感器，所述第二进气温度传感器位于进气组合管的后面；当第一进气温度传感器检测到环境温度低于设定的参数时， 发动机ECU发出指令驱动电子水泵运转，使循环水介质在暖风机循环管路中流动，通过第二热交换水套对空气进行预热，直至进气温度达到适宜温度时，ECU接受第二进气温度传感器信号，发出停止电子水泵运转的命令。

本发明通过暖风机循环管路上第一热交换水套实现循环水介质与发动机高温废气的热交换，由循环水介质吸收废气热量，使循环水介质温度升高；本发明通过暖风机循环管路上第二热交换水套实现循环水介质与发动机进气的热交换，当发动机处于起动或暖机工况及环境温度较低的时候，由循环水介质释放部分能量，使发动机进气温度提高，满足了发动机正常运转要求，同时循环水介质为暖风机提供热交换能量；本发明通过第一进气温度传感器、第二进气温度传感器检测发动机进气管路不同位置处的进气温度，并由发动机ECU控制电子水泵的工作状态，当位于废气涡轮增压器的空气入口前面的第一进气温度传感器检测到环境温度低于设定的参数（进气温度＜5℃）时， 发动机ECU发出指令驱动电子水泵运转，使循环水介质在暖风机循环管路中流动，通过第二热交换水套对空气进行预热，直至进气温度达到适宜温度（20℃）时，ECU会接受位于进气组合管后面的第二进气温度传感器信号，发出停止电子水泵运转的命令；同样，在寒冷的冬季时，当驾驶室内的温度低于设定值（12℃）时，发动机 ECU发出指令，电子水泵运转，通过第一热交换水套使循环水介质吸收废气热量，为暖风机提供热交换能量。