发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发动机尾气水蒸汽的循环利用系统，更具体来说，涉及利用在发动机尾气中含有的水分，对发动机的进气进行降温的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统。
【背景技术】
[0002]在现有的涡轮增压发动机中，在电子节气门(ETB)的进气口前都会安装有中冷器，其作用就是要降低进气温度。由于发动机排出的废气温度很高，废气的热会通过增压器的热传导而使进气温度升高，另外，从发动机的进气端口进入的空气在被压缩的过程中密度会升高，这必然也会导致进气温度的升高，进而影响发动机的充气效率。
[0003]有数据表明，在相同的空燃比条件下，增压空气每下降10°C，发动机功率就能提高3% _5%。换言之，如果想要进一步提高充气效率，就需要尽量降低进气温度。
[0004]另外，如果过高的温度进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率之外，还容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震故障。此外，还会使得发动机的燃烧不完全，导致发动机废气中的NOx的含量增加，最终造成空气污染。
[0005]因此，如何能够降低进入发动机的进气温度，进而提高发动机的充气效率，并且避免因发动机燃烧温度过高而造成爆震故障，同时，防止因发动机的燃烧不完全而导致的环境污染便成为亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种发动机尾气水蒸汽的循环利用系统，通过发动机尾气水蒸汽的循环利用系统，能够降低进入发动机的进气温度，进而提高发动机的充气效率，并且避免因发动机燃烧温度过高而造成爆震故障，同时，防止因发动机的燃烧不完全而导致的环境污染。
[0007]本实用新型第一方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的特征是，由一个或多个尾气分岔管、储水箱、出水管、一个或多个雾化喷嘴构成，其中:一个或多个上述尾气分岔管分岔形成在发动机系统的排气管的比催化器罐更靠尾气排放的下游侧的一个或多个位置处，在一个或多个上述尾气分岔管中分别依次设置有抽气栗和冷凝器，上述抽气栗能在ECU的控制下打开或关闭，上述冷凝器能使尾气中的水蒸汽冷凝，进而吸附在上述尾气分岔管上，上述储水箱设置有液位传感器、抽水栗以及通风口，上述液位传感器能对储存在上述储水箱中的液位进行感测，上述通风口能保持发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的气压平衡，上述出水管的一端与储水箱的抽水栗连接，另一端与上述雾化喷嘴连接。
[0008]根据如上所述构成，能降低进入发动机的进气温度，进而提高发动机的充气效率。此外，能够避免因发动机燃烧温度过高而造成爆震故障，同时，能够防止因发动机的燃烧不完全而导致的环境污染。
[0009]另外，根据如上所述构成，由于能利用发动机尾气中的水蒸汽，因此，能够避免发动机尾气中的水蒸汽无谓地浪费，同时，也能减少车辆内的冷却水的循环量。
[0010]本实用新型第二方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统是在本实用新型第一方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的基础上，其特征是，多个上述雾化喷嘴中的一个雾化喷嘴的一端与上述出水管的另一端连接，在上述出水管的中途分岔形成有与多个上述雾化喷嘴中的其它雾化喷嘴连接的分支管，在上述分支管的中途设置有将上述分支管打开关闭的开闭阀。
[0011]本实用新型第三方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统是在本实用新型第一方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的基础上，其特征是，发动机尾气水蒸汽的循环利用系统具有一个雾化喷嘴，该雾化喷嘴设置在上述发动机系统的电子节气门的进气方向上游侧，以向电子节气门的进气方向上游侧的进气喷水。
[0012]本实用新型第四方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统是在本实用新型第一方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的基础上，其特征是，发动机尾气水蒸汽的循环利用系统具有多个雾化喷嘴，多个上述雾化喷嘴中的一部分雾化喷嘴设置在上述发动机系统的电子节气门的进气方向上游侧，以向电子节气门的进气方向上游侧的进气喷水，多个上述雾化喷嘴中的另一部分雾化喷嘴设置在上述发动机系统的电子节气门的进气方向下游侧，以向电子节气门的进气方向下游侧的进气喷水。
[0013]本实用新型第五方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统是在本实用新型第一方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的基础上，其特征是，所述雾化喷嘴的喷射时间与实际进气温度间满足如下关系= (J* X P s X JT Xr2Xd)/(? X P水 XA) X (T-25)......(I) ο
[0014]本实用新型第五方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统是在本实用新型第一方面的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的基础上，其特征是，所述雾化喷嘴的喷射时间与实际进气温度间满足如下关系= (J水X P空X π Xr2XdXF)/(J空X P水 XA) X (Τ-25)……(2)，F = (P0/P) L2X (Τ/Τ0)0.6.........(3)。
【附图说明】
[0015]图1是表示本实用新型一实施方式的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的示意结构图。
[0016]图2是表示图1所示的实施方式的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的控制流程的流程图。
[0017]图3是表示本实用新型另一实施方式的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的示意结构图。
[0018]图4是表示图3所示的另一实施方式的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统的主控制流程的流程图。
【具体实施方式】
[0019]以下，参照图1至图4，对本实用新型的各实施方式的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统进行说明。
[0020]首先，根据图1和图2，对本实用新型一实施方式的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统200进行说明。图1是表示本实用新型一实施方式的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统200的示意结构图。
[0021]汽油是化工生产的混合物，最主要的成份是“辛烷”，这是汽油中最重要的成分，市售的92、95号汽油就是指汽油中辛烷含量。
[0022]辛烷燃烧产生的水只是其中一部分水蒸汽，还有一部分水蒸汽来至于汽油中的乙醇，目前国内乙醇在汽油中的占比在10% -15%之间，这种混合乙醇的汽油在国内已经基本上得到全面推广。乙醇燃烧后也会生成水。
[0023]因此，汽油中的这两部分便是发动机尾气中水蒸汽的主要来源，乙醇汽油燃烧后产生的水是以水蒸汽的形式存在的，这时水蒸汽遇冷凝结成小水滴，吸附在冰冷的排气管上，凝结成一滴一滴的水。
[0024]如图1所示，实施方式I的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统200由一个或多个尾气分岔管210、储水箱220、出水管230、雾化喷嘴240构成。
[0025]—个或多个尾气分岔管210 (在本实施方式中为两个尾气分岔管210、210)分岔形成从发动机系统100的排气管110的比催化器罐120更靠尾气排放的下游侧的多个位置处。
[0026]在一个或多个尾气分岔管210中分别依次设置有抽气栗211和冷凝器212。抽气栗211在ECU的控制下打开或关闭。当打开抽气栗211时，一部分尾气被从发动机系统100的排气管110中吸入至尾气分岔管210中，并流过冷凝器212。利用冷凝器212，使尾气中的水蒸汽冷凝，而凝结成小水滴，吸附在尾气分岔管210上，凝结成水。
[0027]在设置有多个尾气分岔管210的情况下，多个尾气分岔管210可分别直接与储水箱220连接，也可以汇流后与储水箱220连接。
[0028]另外，储水箱220设置有液位传感器221、抽水栗222以及通风口 223，其中，上述液位传感器221对储存在储水箱220中的液位进行感测，当储水箱220中的液位达到警戒液位时，液位传感器221发出信号，以控制E⑶来关闭上述抽气栗211。另外，通过上述通风口 223，能将去除水蒸汽的尾气排出，同时，在没有打开抽气栗211的情况下，通风口 223能够保持发动机尾气水蒸汽的循环利用系统200的气压平衡。
[0029]上述出水管230的一端与储水箱220的抽水栗222连接，另一端与雾化喷嘴240连接。另外，位于出水管230的另一端的雾化喷嘴240设置在发动机系统100的电子节气门ETB的进气方向上游侧，以向电子节气门ETB的进气方向上游侧的进气喷水。
[0030]当接收到来自ECU的抽水指令时，启动抽水栗222，将水从储水箱220抽出，并经由出水管230和雾化喷嘴240向发动机系统100的电子节气门ETB的进气方向上游侧喷射雾化水。
[0031]下面，对发动机尾气水蒸汽的循环利用系统200的控制流程进行说明。图2是表示图1所示的实施方式的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统200的控制流程的流程图。如图2所示，当车辆启动(步骤S100)时，同时开始发动机运转(步骤S200)和水收集(步骤S300)ο
[0032]在开始水收集(步骤S300)后，利用液位传感器221对储存在储水箱220中的液位进行检测(步骤S310)。
[0033]当储水箱220中的液位低于或等于警戒液位(即步骤S310中判断为“低液位”)时，打开抽气栗211 (步骤S320)。
[0034]当储水箱220中的液位高于警戒液位(即步骤S310中判断为“低液位”)时，关闭抽气栗211(步骤S330)。
[0035]另外，在开始发动机运转(步骤S330)后，对进气温度进行判断(步骤S210)。
[0036]当进气温度T大于25°C (在步骤S210中判断为“T > 25°C”)时，计算当前进气温度T与25°C间的温度差(步骤S220)，接着，根据后述的热力学公式(I)计算出雾化喷嘴240的喷射时间t (步骤S230) ο
[0037]随后，E⑶发出指令，使雾化喷嘴240进行喷射(步骤S240)。在完成喷射后，发动机进入正常运转(步骤S250)。
[0038]另一方面，当进气温度T低于或是等于25°C (在步骤S210中判断为“T > 25°C”)，不进行步骤S220?S240的步骤，此时，发动机进入正常运转(步骤S250)。
[0039]接着，进行停机判断(步骤S400)。如果没有收到停机指令(即步骤S400中判断为“否”)，则继续使发动机运转(步骤S200)，并且继续进行水收集(步骤S300)。反之，如果收到停机指令(即步骤S400中判断为“是”)，则结束整个控制流程(步骤S500)。
[0040]接着，根据图3和图4，对本实用新型另一实施方式的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统200’进行说明。图3是表示本实用新型另一实施方式的发动机尾气水蒸汽的循环利用系统200’的示意结构图。在实施方式2中，与实施方式I的不同之处在于利用多喷嘴对进气进行喷水。更具体来说，在实施方式I中，发动机尾气水蒸汽的循环利用系统200由一个或多个尾气分岔管210、储水箱220、出水管230和一个雾化喷嘴240构成，但本实施方式2中，发动机尾气水蒸汽的循环利用系