一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統的製作方法

2023-05-18 05:00:21 2

一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，包括發動機、空調水泵、加熱裝置、除霜器、強制散熱器、消聲器、控制系統，發動機上設置有進水管及出水管，出水管與空調水泵配合連接，加熱裝置配合安裝在渦輪增壓器與消聲器之間，加熱裝置包括氣道控制裝置及熱交換器，熱交換器內形成水道，加熱裝置的水道與發動機出水管、空調水泵、強制散熱器、除霜器及發動機進水管通過水管連接形成迴路。本實用新型結構合理、結構新穎，通過設置在發動機排氣管之間的加熱裝置，可將發動機排出的高溫尾氣用於車內供暖，使廢氣再次利用、不耗燃油、無二次汙染、節約成本，設置的控制系統，方便操作、維護方便，實用性強，便於推廣應用。
【專利說明】一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種車用供暖裝置，具體涉及一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統。
【背景技術】
[0002]經濟高速發展的今天，汽車成為了人們日常的代步工具，尤其是隨著旅遊業的興起及大量農村人口湧入城市務工，迫使大巴旅遊車及城市公交數量的急劇增加，為了使車內乘客乘坐更舒適，現有車輛內均設置有供暖裝置，以便在寒冷的季節給車廂內供暖。目前，車內供暖裝置多採用燃油供熱，由於汽車燃油和汽車排放問題的加劇，汽車節油和環保問題日益突出，面對有限的石油資源和國家能源戰略遇到的威脅和挑戰，汽車節能與環保技術已成為汽車領域的研發熱點。現有公交車及大、中型客車多以柴油和天然氣作為燃料，一方面成本較高；另一方面，發動機燃料燃燒產生的大量高溫的尾氣直接排放到大氣中，以熱能的形式損失掉，有的發動機排氣口溫度高達800°C以上，是比較嚴重的能源浪費，另外，這些高溫尾氣直接排放到大氣中，增加了空氣汙染，不利於環保，同時還存在維修麻煩的缺點。
實用新型內容
[0003]針對現有技術中存在的問題，本實用新型目的在於提供一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統。
[0004]本實用新型通過以下技術方案加以實現:
[0005]所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，包括發動機、空調水泵、加熱裝置、除霜器、強制散熱器、消聲器、控制系統，所述發動機上設置有進水管及出水管，所述出水管與空調水泵配合連接，其特徵在於所述加熱裝置配合安裝在發動機排氣管的渦輪增壓器與消聲器之間，所述加熱裝置包括配合設置在殼體內氣道控制裝置及熱交換器，所述熱交換器內形成水道，加熱裝置的水道與發動機出水管、空調水泵、強制散熱器、除霜器及發動機進水管通過水管連接形成迴路。
[0006]述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述加熱裝置還包括配合設置在殼體內的電加熱裝置，所述電加熱裝置包括水箱、與水箱固定連接的發熱管及水溫傳感器、水箱進水管、水箱出水管，所述水箱進水管與加熱裝置的水道相連，水箱出水管與水管相連。
[0007]所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述電加熱裝置還包括溫控開關，所述溫控開關設置在水箱的外側。
[0008]所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述氣道控制裝置包括設置在殼體外側的搖臂、進氣門、出氣門、進氣門門軸、出氣門門軸、氣缸，所述氣缸控制進氣門及出氣門的關閉，搖臂與進氣門門軸及出氣門門軸配合連接，進氣門及出氣門將殼體內部分割成主氣道及旁通氣道。[0009]所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述進氣門及出氣門在關閉狀態與水平方向呈45度角設置。
[0010]所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述搖臂與進氣門及出氣門為聯動控制或分開控制，聯動控制為搖臂通過聯動杆分別與進氣門門軸和出氣門門軸配合連接，分開控制搖臂有兩個，分別通由兩個氣缸控制。
[0011]所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述控制系統由水泵開關、電加熱開關、數碼溫度控制器、進氣門控制繼電器、出氣門控制繼電器、發電機控制繼電器、加熱控制電源總開關、保險絲及線路組成。
[0012]所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述強制散熱器至少設
置有一個。
[0013]本實用新型結構合理、結構新穎，通過設置在發動機排氣管之間的加熱裝置，可將發動機排出的高溫尾氣用於車內供暖，使廢氣再次利用、不耗燃油、無二次汙染、節約成本，設置的控制系統，方便操作、維護方便，實用性強，便於推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型整體結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型氣道控制裝置一種實施例結構示意圖；
[0016]圖3為圖2的側面結構示意圖；
[0017]圖4為本實用新型氣道控制裝置的另一種實施例的結構示意圖；
[0018]圖5為圖4的側面結構示意圖；
[0019]圖6為圖4的爆炸圖；
[0020]圖7為實施例1的結構示意圖；
[0021]圖8為實施例2的結構示意圖；
[0022]圖9為實施例3的結構示意圖；
[0023]圖中，1-發動機，2-空調水泵，3-除霜器，4-散熱器，5-消聲器，6_進水管，7_出水管，8-排氣管，9-增壓器，10-殼體，11-熱交換器，12-水道，13-水箱，14-發熱管，15-水溫傳感器，16-水箱進水管，17-水箱出水管，18-溫控開關，19-搖臂，20-進氣門，21-出氣門，22-進氣門門軸，23-出氣門門軸，24-氣缸，25-主氣道，26-旁通氣道，27-聯動杆，28-水泵開關，29-電加熱開關，30-數碼溫度控制器，31-進氣門控制繼電器，32-出氣門控制繼電器，33-發電機控制繼電器。
【具體實施方式】
[0024]以下結合說明書附圖對本實用新型作進一步詳細說明，並給出【具體實施方式】。
[0025]如圖1-9所示,本實用新型一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統,包括發動機1、空調水泵2、加熱裝置、除霜器3、強制散熱器4、消聲器5、控制系統，發動機I工作時帶動空調發電機做旋轉運動，把加熱後的水在自身水泵的作用下輸送到加熱裝置內，空調水泵安裝在水路中的加熱裝置的前段或後端，加熱時水泵工作使系統中的水加速循環，強制散熱器4和除霜器3安裝在車廂內。發動機I上設置有進水管6及出水管7，出水管7與空調水泵2配合連接，加熱裝置配合安裝在發動機I排氣管8的渦輪增壓器9與消聲器5之間，力口熱裝置包括配合設置在殼體10內氣道控制裝置及熱交換器11，為了使加熱效果更好，還設置有電熱器裝置，熱交換器11由水道管、吸熱板組成，水道管內形成水道12，加熱裝置的水道12與發動機出水管7、空調水泵2、強制散熱器4、除霜器3及發動機進水管6通過水管連接形成迴路，其中，強制散熱器4可根據情況具體設置個數，至少設置一個。殼體10可根據內部結構不同的設置，其形狀可設置成近似長方形或正方形及多邊形等。電加熱裝置包括水箱13、與水箱13固定連接的發熱管14及水溫傳感器15、水箱進水管16、水箱出水管17，水箱進水管16與加熱裝置的水道12相連,水箱出水管17與水管相連。為了使用更安全，在水箱13上還設置有溫控開關18。具體連接方式為，在水箱13內開螺紋孔使發熱管14固定在水箱13側面，發熱部分插入水箱13內，接線端留在水箱外面，給發熱管14通電後將水箱內的水加熱；水溫傳感器15通過螺紋連接，一頭插入水箱內，另一頭留在水箱外面，檢測水箱內的溫度傳給控制系統；溫控開關18通過固定螺栓安裝在水箱13外，當水箱13溫度超過設定值時斷開觸點，當水箱溫度低於設定值時觸電閉合，對整個系統進行安全保護和調節水溫度的作用。控制系統由水泵開關28、電加熱開關29、數碼溫度控制器30、進氣門控制繼電器31、出氣門控制繼電器32、發電機控制繼電器33、加熱控制電源總開關、保險絲及線路組成。
[0026]氣道控制裝置包括設置在殼體10外側的搖臂19、進氣門20、出氣門21、進氣門門軸22、出氣門門軸23、氣缸24，氣缸24控制進氣門20及出氣門21的關閉，搖臂19與進氣門門軸22及出氣門門軸23配合連接，門軸的設置使氣門工作狀態呈V型，進氣門20及出氣門21將殼體內部分割成主氣道25及旁通氣道26，進氣門20和出氣門21在殼體內的相應位置處形成進氣口和出氣口。進氣門20及出氣門21在關閉狀態與水平方向呈45度角設置。加熱裝置不工作狀態下，進氣門20和出氣門21呈關閉狀態，主氣道25關閉，旁通氣道26打開，進來的廢氣只能從旁通氣道26經過，兩個氣門同時旋轉90度時，旁通氣道26關閉，主氣道25打開，廢氣從主氣道25經過。進、出氣門的動作由設置在殼體外側的搖臂19及氣缸24控制，搖臂19與進氣門20及出氣門21連接即可採用聯動控制，也可採用分開控制，聯動控制為搖臂通過聯動杆27分別與進氣門門軸22和出氣門門軸23配合連接，分開控制搖臂有兩個，分別通由兩個氣缸控制。
[0027]實施例1
[0028]如圖7所示，加熱裝置安裝在發動機排氣管的渦輪增壓器9與消聲器5之間。通過發動機I排氣管8的餘熱對熱交換器11加熱。加熱裝置的水道12與發動機出水管7、空調水泵2、強制散熱器4、除霜器3、發動機進水管6通過水管連接形成迴路。駕駛員啟動發動機後，發動機I工作產生熱量將水加熱後通過發動機水泵的作用下流入加熱裝置。此時駕駛員不打開水泵開關28時空調水泵不工作，加熱裝置中的氣道控制裝置的進氣門20和出氣門21在氣缸24的作用下都關閉。發動機I排出的廢氣通過氣道控制裝置的旁通氣道26和消聲器5排出。加熱裝置不產生熱量。駕駛員打開水泵開關後水泵工作，水在系統中加速循環。數碼溫度控制器30工作，通過傳感器檢測溫度，並顯示出來。出廠時設置好溫度控制在85度以下導通，以上斷開。回差溫度5度的最佳溫度狀態。當溫度低於設定值85度時，觸點輸出導通通電。氣缸工作將進進、出氣門同時打開。旁通氣道26關閉，發動機I產生的廢氣通過進氣門20入熱交換器11，廢氣的餘熱將交換器加熱後通過出氣門21流出，再通過消聲器5排出。此時水道12的溫度由發動機I和熱交換器11同時加熱，大大提高了水道12的溫度。車廂內的強制散熱器4工作，將熱量吹入車廂內，提高車內的溫度以供取暖。當水的溫度上升達到設定值85度時，數碼溫度控制器30觸點斷開不輸出電源，進、出氣門在氣缸24的作用下關閉，旁通氣道26打開，加熱裝置不產生熱量。但是水泵仍然工作，仍然顯示水溫，檢測水溫。當水溫下降到設定值下限80度時，數碼溫度控制器30又導通，加熱裝置再次投入工作，如此循環。溫控開關18在95度斷開，其作用當數碼溫度控制器故障失效時起到安全保護作用。
[0029]實施例2
[0030]如圖所示，加熱裝置的安裝位置同實施例1相同。其加熱還可以利用空調發電機發電通過電加熱裝置進行加熱，電加熱裝置和熱交換器通過水道串聯設置，與發動機出水管7、空調水泵2、強制散熱器4、除霜器3、發動機進水管6通過水管連接形成迴路。駕駛員啟動發動機後，發動機工作產生熱量將水加熱後通過發動機水泵的作用下流入加熱裝置。此時駕駛員不打開水泵開關時空調水泵2不工作，加熱裝置中的氣道控制裝置的進氣門20和出氣門21在氣缸24的作用下都關閉。發動機I排出的廢氣通過氣道控制裝置的旁通氣道26和消聲器5排出，加熱裝置不產生熱量。駕駛員打開水泵開關後水泵工作，水在系統中加速循環。數碼溫度控制器30工作，通過傳感器檢測溫度，並顯示出來。出廠時設置好溫度控制在85度以下導通，以上斷開。回差溫度5度的最佳溫度狀態。當溫度低於設定值85度時，觸點輸出導通通電。氣缸24工作將進、出氣門同時打開，旁通氣道26關閉，發動機產生的廢氣通過進氣門20入熱交換器11，廢氣的餘熱將交換器加熱後通過出氣門流出，再通過消聲器5排出。此時水道的溫度由發動機I和熱交換器11同時加熱，大大提高了水道的溫度。車廂內的強制散熱器4工作，將熱量吹入車廂內，提高車內的溫度以供取暖。當水的溫度上升達到設定值85度時，數碼溫度控制器30觸點斷開不輸出電源，進、出氣門在氣缸24的作用下關閉，旁通氣道26打開，加熱裝置不產生熱量。但是水泵仍然工作，仍然顯示水溫，檢測水溫。當水溫下降到設定值下限80度時，數碼溫度控制器30又導通，加熱裝置再次投入工作，如此循環。
[0031]駕駛員按下電加熱開關時，發電機發電通過發熱管14產生的熱量將水加熱，此時水溫由熱交換器11、發動機1、電加熱裝置三個部分同時加熱，加熱性能再次提高，數碼溫度控制器30對發電機加熱進行控制，將水溫調整在最佳溫度範圍，水泵開關控制電加熱開關，所以不打開水泵開關電加熱開關無效，溫控開關18控制了空調發電機發電，數碼溫度控制器30的溫度設置要低於溫控開關18的溫度設置，溫控開關18既調整熱交換器11的加熱溫度，同時也是數碼溫度控制器30失效時的一種保護，車內冷空調和暖空調同使用一個發電機，但是要求同時只能一個工作，他們之間通過空調繼電器進行控制。
[0032]實施例3
[0033]該實施例中，加熱裝置的設置位置同上述實施例中一樣，不同之處在於，增加了踩剎車時出氣門關閉功能，從而交換器溫度急速上升，該功能的實現，需要進、出氣門各用一個氣缸控制，在出氣門21控制線路上增加了一個出氣門繼電器32，當踩剎車時制動燈亮，將信號控制出氣門繼電器32常閉觸電斷開，切斷出氣門21的氣缸電源，出氣門控制氣缸斷電後自動收回關閉出氣門，發動起過來的廢氣停留在熱交換器內短時間不能排出去。當壓力上升克服出氣門氣缸彈簧阻力，將出氣門21推開後才有一部分廢氣流出出氣門21，此時熱交換器11內因壓力高、溫度高、水道內溫度更好得到提升。制動踏板鬆開，自動燈制動解除後制動燈滅，出氣門控制繼電器32常閉觸電閉合，出氣門氣缸接通電源工作伸出，出氣門21被打開，加熱後的廢氣從出氣門順暢流出，對發動機動力沒有影響，而對熱交換器水溫提高起到很好的效果。駕駛員再次踩剎車時制動燈亮，出氣門控制繼電器32再次接通通電後，常閉觸電再次斷開，出氣門氣缸又關閉，鬆開制動踏板後出氣門又打開，如此循環工作極大提升了水道內的溫度。
[0034]該實施例中，其工作過程同上述實施例，駕駛員按下電加熱裝置開關時，發電機發電通過發熱管產生熱量將水加熱，此時水溫由熱交換器11、發動機1、電加熱裝置三個不封同時加熱。
【權利要求】
1.一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，包括發動機(I)、空調水泵(2)、加熱裝置、除霜器(3)、強制散熱器(4)、消聲器(5)、控制系統，所述發動機(I)上設置有進水管(6)及出水管(7)，所述出水管(7)與空調水泵(2)配合連接，其特徵在於所述加熱裝置配合安裝在發動機(I)排氣管(8)的渦輪增壓器(9)與消聲器(5)之間，所述加熱裝置包括配合設置在殼體(10 )內氣道控制裝置及熱交換器(11)，所述熱交換器(11)內形成水道(12)，加熱裝置的水道與發動機(I)出水管(7)、空調水泵(2)、強制散熱器(4)、除霜器(3)及發動機進水管(6)通過水管連接形成迴路。
2.根據權利要求1所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述加熱裝置還包括配合設置在殼體(10)內的電加熱裝置，所述電加熱裝置包括水箱(13)、與水箱(13)固定連接的發熱管(14)及水溫傳感器(15)、水箱進水管(16)、水箱出水管(17)，所述水箱進水管(16)與加熱裝置的水道(12)相連,水箱出水管(17)與水管相連。
3.根據權利要求2所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述電加熱裝置還包括溫控開關(18 )，所述溫控開關(18 )設置在水箱(13 )的外側。
4.根據權利要求1所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述氣道控制裝置包括設置在殼體(10)外側的搖臂(19)、進氣門(20)、出氣門(21)、進氣門門軸(22)、出氣門門軸(23)、氣缸(24)，所述氣缸(24)控制進氣門(20)及出氣門(21)的關閉，搖臂(19 )與進氣門門軸(22 )及出氣門門軸(23 )配合連接，進氣門(20 )及出氣門(21)將殼體(10)內部分割成主氣道(25)及旁通氣道(26)。
5.根據權利要求4所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述進氣門(20)及出氣門(21)在關閉狀態與水平方向呈45度角設置。
6.根據權利要求4所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述搖臂(19)與進氣門(20)及出氣門(21)為聯動控制或分開控制，聯動控制為搖臂(19)通過聯動杆(27 )分別與進氣門門軸(22 )和出氣門門軸(23 )配合連接，分開控制搖臂(19 )有兩個，分別通由兩個氣缸控制。
7.根據權利要求1所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述控制系統由水泵開關(28)、電加熱開關(29)、數碼溫度控制器(30)、進氣門控制繼電器(31)、出氣門控制繼電器(32)、發電機控制繼電器(33)、加熱控制電源總開關、保險絲及線路組成。
8.根據權利要求1所述的一種利用汽車發動機尾氣的供暖系統，其特徵在於所述強制散熱器(4)至少設置有一個。
【文檔編號】B60H1/18GK203511223SQ201320616148
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月8日 優先權日:2013年10月8日
【發明者】劉景魁 申請人:劉景魁