用于发动机的燃气预热系统、发动机及车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发动机领域，具体地，涉及一种用于发动机的燃气预热系统。在此基础上，本实用新型还涉及具有所述燃气预热系统的发动机及具有该发动机的车辆。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展和人们生活水平的提高，以石油为燃料的传统能源车辆在给生产、生活带来便利的同时，也严重损害了人类赖以生存的环境，导致雾霾、光化学烟雾等恶劣天气的频繁出现。在此情形下，清洁能源车辆越来越受到人们的重视。所述清洁能源车辆包括混合动力汽车、电动汽车及以天然气、生物质燃料等为替代燃料的代用燃料汽车。其中，随着我国西气东输工程的不断推进，以压缩天然气(CNG)为燃料的新型发动机技术得到了空前的发展。
[0003]为保证天然气的充分燃烧，需在将其供给至燃烧室前进行预热，以免燃料在计量阀前或进气管路的其他位置结晶而影响计量准确性，且便于在进入燃烧室后适时燃烧，从而供给充足的动力。如图1所示为传统技术中一种燃气预热系统的连接示意图。其中，主要利用冷却液循环管路I输送的冷却液的热量加热将要输送至燃烧室的燃气，以达到上述目的。具体地，发动机本体6的水套出口 61排出的冷却液进入冷却液循环管路I，并在第一热交换装置3内与由CNG罐8通过进气管路2向发动机供给的燃气换热，以预热该燃气，使之具有较好的计量准确性和燃烧效率。换热后的冷却液经水套入口 62再次进入发动机本体6的水套内，以循环地进行冷却作业。
[0004]尽管上述燃气预热系统能够在一定程度上对燃气进行预热，但在某些工况下，这种系统并不能满足发动机正常运行的需要。例如，在高玮度地区的冬季，当发动机刚启动的一段时间内，冷却液升温缓慢，并不能给予燃气以足够的热量，进而导致燃气预热不足，无法良好地计量和燃烧。
[0005]在其他相关技术中，还提供了利用特别设置的生热装置(如加热器)对燃气预热的系统，尽管这能够在上述工况下提供充足热量，但这将导致发动机结构复杂，不便于布置，且需要相对较高的成本。
[0006]有鉴于此，有必要提供一种新型燃气预热系统，以解决上述现有技术存在的问题。【实用新型内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种燃气预热系统，该燃气预热系统能够在寒冷条件下的发动机刚启动阶段内提供充足的热量预热燃气，且具有结构简单、成本较低的优点。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于发动机的燃气预热系统，该燃气预热系统包括冷却液循环管路、用于向所述发动机供给燃气的进气管路、用于使该冷却液循环管路与进气管路换热的第一热交换装置以及用于使所述冷却液循环管路与所述发动机的排气管路换热的第二热交换装置，该第二热交换装置设置于所述冷却液循环管路的位于所述第一热交换装置和所述发动机的水套出口之间的管路部分。
[0009]优选地，所述冷却液循环管路包括分别连接所述水套出口的第一支路和第二支路，且该冷却液循环管路设置有用于使所述第一热交换装置选择性连通所述第一支路或所述第二支路的切换阀，所述第二热交换装置设置于所述第二支路和所述排气管路上。
[0010]优选地，所述排气管路上设置有尾气处理装置，所述第二热交换装置安装于所述排气管路的位于所述尾气处理装置之后的管路部分。
[0011]优选地，所述第二热交换装置连接至所述尾气处理装置上。
[0012]优选地，所述第二热交换装置包括环绕所述排气管路设置并具有冷却液容腔的环形件。
[0013]优选地，所述第二热交换装置通过所述环形件的端壁连接至所述尾气处理装置的远离发动机本体的一端。
[0014]优选地，所述环形件的周壁上设置有用于向所述冷却液容腔通入来自所述水套出口的冷却液的进液管和用于将该冷却液容腔内的冷却液通入至所述第一热交换装置的出液管。
[0015]优选地，所述尾气处理装置包括催化转换器。
[0016]在此基础上，本实用新型还提供一种具有上述燃气预热系统的发动机。
[0017]此外，本实用新型还提供具有上述发动机的车辆。
[0018]通过本实用新型的上述技术方案，由水套出口进入冷却液循环管路的冷却液可以首先通过第二热交换装置与排气管路排出的尾气换热，以使冷却液具有较高的温度;进而，该冷却液通过第一热交换装置与进气管路输送的燃气换热，以加热该燃气。由于排气管路中的尾气即使在寒冷条件下的发动机刚启动阶段也具有相对较高的温度，这些能量通过与冷却液换热而被用于加热燃气，从而能够有效改善燃气的预热效果。同时，本实用新型的燃气预热系统结构简单，无需特别设置生热装置，成本较低。
[0019]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0020]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:[0021 ]图1是传统技术中一种燃气预热系统的连接示意图；
[0022]图2是根据本实用新型一种优选实施方式的燃气预热系统的连接示意图；
[0023]图3a和图3b分别是图2中燃气预热系统的第二热交换装置的连接示意图及其剖视结构示意图。
[0024]附图标记说明
[0025]I 冷却液循环管路11 第一支路
[0026]12 第二支路12a 进液管
[0027]12b 出液管13 切换阀
[0028]2 进气管路3第一热交换装置
[0029]4 第二热交换装置5排气管路
[0030]6 发动机本体61 水套出口
[0031]62 水套入口7尾气处理装置
[0032]7a 冷却液容腔8CNG罐
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0034]首先需要说明的是，尽管本实用新型主要以天然气作为发动机的燃料(即燃气)进行说明，并利用本实用新型提供的燃气预热系统为来自CNG罐8的天然气进行预热，但并不限于此。在适当情况下，所述燃气还可以为其他任意适宜的能够用于发动机的燃气。
[0035]另外，本实用新型所述的各类管路，如冷却液循环管路1、进气管路2等并不限定为仅可以由输送管构成，其还可以例如(通过铸造等)集成在发动机中或由输送管和相关部件中的腔室构成。
[0036]参照图2所示，根据本实用新型一种优选实施方式的用于发动机的燃气预热系统，包括冷却液循环管路1、进气管路2以及用于使该冷却液循环管路I与进气管路2换热的第一热交换装置3。可以理解的是，此处及以下所述管路与管路的换热，指的是能够使管路中的输送介质换热，以达到让其中一种输送管路中的介质升温、另一种输送管路中的介质降温的目的。
[0037]所述冷却液循环管路I用于循环输送冷却液，以使发动机保持适宜的工作温度。所述进气管路2用于向发动机供给燃气，例如，可以在一端连接至CNG罐8，另一端连接至发动机进气道，以向燃烧室供给燃烧所需的天然气等。所述冷却液循环管路I和进气管路2均经过第一热交换装置3，以通过该第一热交换装置3使得冷却液与燃气换热，即利用冷却液循环管路I中的热冷却液加热进气管路2中的燃气。
[0038]本实用新型的燃气预热系统还包括能够使冷却液循环管路I与发动机的排气管路5换热的第二热交换装置4，该第二热交换装置4设置于所述冷却液循环管路I的位于所述第一热交换装置3和所述发动机的水套出口 61之间的管路部分。从而，从发动机的水套出口 61排出的冷却液首先通过第二热交换装置4与排气管路5输送的尾气换热，以达到更高的温度;然后在第一热交换装置3加热燃气。由于排气管路5中的尾气即使在寒冷条件下的发动机刚启动阶段也具有相对较高的温度，这些能量通过与冷却液换热而被用于加热燃气，从而能够有效改善燃气的预热效果。同时，本实用新型的燃气预热系统结构简单，无需特别设置生热装置，成本较低。
[0039]在图示优选实施方式中，冷却液循环管路I包括第一支路11和第二支路12，二者均连接至水套出口 61，且所述冷却液循环管路I设置有位于该第一支路11和第二支