自动调节式汽车尾气供暖装置及其控制方法
【专利摘要】一种自动调节式汽车尾气供暖装置及控制方法，装置包括发动机排气管、消音器、热交换器、水泵壳体和与水泵驱动轴传动连接的水泵以及与控制模块连接的温度传感器，其中热交换器的外侧设置密封腔，密封腔上设置有两个水管接头，水泵壳体中设置有中部有涡轮叶片的水泵驱动轴，水泵驱动轴的两端与水泵壳体之间设置有磁悬浮轴承，水泵的进口通过水管与一个水管接头连接，水泵出口通过水管依次连接流量阀、散热器和另一个水管接头形成回路，流量阀与受控制模块控制的电磁阀连接。本发明利用发动机高温尾气通过热交换器、水泵、流量阀、散热器等将余热提供给汽车驾驶室，达到余热利用的目的。本发明结构简单，控制准确，操作方便，节能安全，供暖效果好。
【专利说明】自动调节式汽车尾气供暖装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车尾气热量的回收利用装置及其控制方法，具体涉及一种自动调节式汽车发动机尾气供暖装置及其控制方法，属于汽车【技术领域】。
【背景技术】
[0002]汽车在冬季使用过程中，最主要的问题是汽车的保暖问题，由于冬季气温在零下20多度，汽车驾驶室的温度尤为重要，现代汽车驾驶室的保暖是将发动机的热量通过散热器提供给驾驶室，而发动机供热系统不能有效的提供驾驶室热量，冬季汽车发动机温度低，驾驶员和乘客非常的冷，驾驶员长时间驾驶汽车操作不灵活，经常会出现交通事故，特别是东北地区冬季气候寒冷，汽车就停放在零下30°C的室外，需要一种高热量的供暖装置给汽车驾驶室供暖，但是目前的供暖装置一般采用发动机机体的冷却水作为热源，当汽车在低温环境时，发动机的冷却水温度较低，提供的热量有限，也有一些采用汽车尾气作为驾驶室供暖的供暖装置，但是其结构和控制都很复杂，而且功能单一。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种汽车尾气供暖装置，该装置利用发动机的高温尾气，使热交换器内冷却液温度迅速升高，再利用水泵使高温冷却液循环，利用散热器将热量散发到驾驶室，使驾驶室内温度快速升高，保证汽车冬季行驶的驾驶室温度。
[0004]为达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案是:
[0005]一种自动调节式汽车尾气供暖装置，包括发动机排气管和消音器，还包括连通所述发动机排气管和所述消音器的热交换器和水泵壳体，所述热交换器的外侧设置有装有冷却液的环形密封腔，所述密封腔上设置有连通外部的两个水管接头，所述水泵壳体中垂直于排气方向上设置有中部有涡轮叶片的水泵驱动轴，所述水泵驱动轴的两端与所述水泵壳体之间设置有磁悬浮轴承，还包括与所述水泵驱动轴传动连接的水泵，所述水泵的进口通过水管与一个水管接头连接，所述水泵出口通过水管依次连接流量阀、散热器和另一个水管接头形成回路，所述流量阀与受控制模块控制的电磁阀连接，还包括与所述控制模块连接的温度传感器。
[0006]尾气从发动机排气管中排出，经过所述热交换器时，使冷却液受热。经过所述水泵壳体排向所述消音器时，所述涡轮叶片被尾气冲刷转动，从而带动所述水泵，由于所述水泵驱动轴与所述水泵壳体之间采用磁悬浮轴承转动阻力极小，从而使得所述发动机排气的背压降低到可接受的范围，其背压接近于涡轮增压发动机，受热的冷却液被所述水泵加压后通过流量阀进入散热器，所述散热器可以设置在驾驶室或者其他需要加热的地方，冷却液流经所述散热器时，可以将其携带的热量通过散热器散发出去，从而起到对外界加热的作用，所述流量阀受所述控制模块控制，当温度传感器检测到温度低时，所述控制模块通过控制所述电磁阀使得所述流量阀开口增大，相反，当温度传感器检测到温度高时，所述控制模块通过控制所述电磁阀使得所述流量阀开口减小甚至闭合。
[0007]优选的，所述热交换器与所述发动机排气管和所述水泵壳体之间，所述水泵壳体与所述消音器之间通过螺栓连接。
[0008]优选的，所述散热器和所述温度传感器设置在驾驶室内。
[0009]为达到上述目的，本发明还提供另一个技术方案是:
[0010]本发明的一种自动调节式汽车尾气供暖装置的控制方法，包括如下步骤::
[0011]a.启动发动机；
[0012]b.所述控制模块控制所述电磁阀使得所述流量阀打开；
[0013]c.所述控制模块定时检测所述温度传感器，若所述温度传感器所检测到的温度低于预设值，则控制所述电磁阀使得所述流量阀的开度变大，若所述温度传感器所检测到的温度高于预设值，则控制所述电磁阀使得所述流量阀的开度变小。
[0014]进一步，所述水泵驱动轴与所述水泵之间还可以设置离合器。
[0015]在不需要尾气供暖时，可以控制所述离合器，使得所述水泵与所述水泵驱动轴之间的传动连接断开，从而避免所述水泵一直工作。
[0016]对于上述设置 有离合器的自动调节式汽车尾气供暖装置的控制方法，包括如下步骤:
[0017]a.启动发动机；
[0018]b.控制所述离合器闭合使所述水泵与所述水泵驱动轴之间传动连接；
[0019]c.所述控制模块控制所述电磁阀使得所述流量阀打开；
[0020]d.所述控制模块定时检测所述温度传感器，若所述温度传感器所检测到的温度低于预设值，则控制所述电磁阀使得所述流量阀的开度变大，若所述温度传感器所检测到的温度高于预设值，则控制所述电磁阀使得所述流量阀的开度变小。
[0021]本发明的优点和有益效果是:
[0022]1、本发明利用发动机高温尾气通过本发明的装置中的热交换器、水泵、流量阀、散热器、控制模块、温度传感器等将排出的热量提供给汽车驾驶室，使驾驶室温度提高，保证冬季驾驶室的室内温度，使驾驶员能够正常驾驶汽车，达到余热利用的目的。夏季关闭该装置，恢复汽车正常工作系统。
[0023]2、本发明的装置结构简单，控制准确，操作方便，节能安全，供暖效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例一的原理示意图；
[0025]图中:1为发动机排气管、2为螺栓、3为热交换器、4为密封腔、5为水泵壳体、6为磁悬浮轴承、7为涡轮叶片、8为水泵驱动轴、9为消音器、10为水泵、11为水管、12为流量阀、13为电磁阀、14为控制模块、15为温度传感器、16为散热器、17为水管接头。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0027]实施例一
[0028]如图1所示，一种自动调节式汽车尾气供暖装置，包括发动机排气管I和消音器9，还包括连通所述发动机排气管I和所述消音器9的热交换器3和水泵壳体5，所述热交换器3的外侧设置有装有冷却液的环形密封腔4，所述密封腔4上设置有连通外部的两个水管接头7，所述水泵壳体5中垂直于排气方向上设置有中部有涡轮叶片8的水泵驱动轴7，所述水泵驱动轴7的两端与所述水泵壳体5之间设置有磁悬浮轴承6，还包括与所述水泵驱动轴7传动连接的水泵10，所述水泵10的进口通过水管11与一个水管接头17连接，所述水泵10出口通过水管11依次连接流量阀12、散热器16和另一个水管接头17形成回路，所述流量阀12与受控制模块14控制的电磁阀13连接，还包括与所述控制模块14连接的温度传感器15。
[0029]所述热交换器3与所述发动机排气管I和所述水泵壳体5之间，所述水泵壳体5与所述消音器9之间通过螺栓2连接。
[0030]如图1所示，本发明的一种自动调节式汽车尾气供暖装置的控制方法，包括如下步骤:
[0031]c.启动发动机；
[0032]d.所述控制模块14控制所述电磁阀13使得所述流量阀12打开；
[0033]c.所述控制模块14定时检测所述温度传感器15，若所述温度传感器15所检测到的温度低于预设值，则控制所述电磁阀13使得所述流量阀12的开度变大，若所述温度传感器15所检测到的温度高于预设值，则控制所述电磁阀13使得所述流量阀12的开度变小。
[0034]实施例二
[0035]如图1所示，一种自动调节式汽车尾气供暖装置，在实施例一的基础上还设置有离合器的自动调节式汽车尾气供暖装置的控制方法，包括如下步骤:
[0036]d.启动发动机；
[0037]e.控制所述离合器闭合使所述水泵10与所述水泵驱动轴8之间传动连接；
[0038]f.所述控制模块14控制所述电磁阀13使得所述流量阀12打开；
[0039]d.所述控制模块14定时检测所述温度传感器15，若所述温度传感器15所检测到的温度低于预设值，则控制所述电磁阀13使得所述流量阀12的开度变大，若所述温度传感器15所检测到的温度高于预设值，则控制所述电磁阀13使得所述流量阀12的开度变小。
[0040]工作原理:尾气从所述发动机排气管I中排出，经过所述热交换器3时，使冷却液受热。经过所述水泵壳体5排向所述消音器9时，所述涡轮叶片7被尾气冲刷转动，从而带动所述水泵10，由于所述水泵驱动轴8与所述水泵壳体5之间采用所述磁悬浮轴承6转动阻力极小，从而使得发动机排气的背压降低到可接受的范围，受热的冷却液被所述水泵10加压，通过所述流量阀12进入所述散热器16，冷却液流经所述散热器16时，可以将其携带的热量通过所述散热器16散发出去，从而起到对外界加热的作用，所述流量阀12受所述控制模块14控制，当所述温度传感器15检测到温度低时，所述控制模块14通过控制所述电磁阀13使得所述流量阀12开口增大，相反，当所述温度传感器15检测到温度高时，所述控制模块14通过控制所述电磁阀13使得所述流量阀12开口减小甚至闭合。
[0041]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种自动调节式汽车尾气供暖装置，包括发动机排气管(I)和消音器(9)，其特征在于:还包括连通所述发动机排气管(I)和所述消音器(9)的热交换器(3)和水泵壳体(5)，所述热交换器(3)的外侧设置有装有冷却液的环形密封腔(4)，所述密封腔(4)上设置有连通外部的两个水管接头(17)，所述水泵壳体(5)中垂直于排气方向上设置有中部有涡轮叶片(8)的水泵驱动轴(7)，所述水泵驱动轴(7)的两端与所述水泵壳体(5)之间设置有磁悬浮轴承(6)，还包括与所述水泵驱动轴(7)传动连接的水泵(10)，所述水泵(10)的进口通过水管(11)与一个水管接头(17)连接，所述水泵(10)出口通过水管(11)依次连接流量阀(12)、散热器(16)和另一个水管接头(17)形成回路，所述流量阀(12)与受控制模块(14)控制的电磁阀(13)连接，还包括与所述控制模块(14)连接的温度传感器(15)。
2.根据权利要求1所述的一种自动调节式汽车尾气供暖装置，其特征在于:所述热交换器(3)与所述发动机排气管(I)和所述水泵壳体(5)之间，所述水泵壳体(5)与所述消音器(9)之间通过螺栓(2)连接。
3.根据权利要求1所述的一种自动调节式汽车尾气供暖装置，其特征在于:所述散热器(16)和所述温度传感器(15)设置在驾驶室内。
4.根据权利要求1所述的一种自动调节式汽车尾气供暖装置，其特征在于:所述水泵驱动轴(7)与所述水泵(10)之间还设置有离合器。
5.一种如权利要求1所述的自动调节式汽车尾气供暖装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤: a.启动发动机； b.所述控制模块(14)控制所述电磁阀(13)使得所述流量阀(12)打开； c.所述控制模块(14)定时检测所述温度传感器(15)，若所述温度传感器(15)所检测到的温度低于预设值，则控制所述电磁阀(13)使得所述流量阀(12)的开度变大，若所述温度传感器(15)所检测到的温度高于预设值，则控制所述电磁阀(13)使得所述流量阀(12)的开度变小。
6.根据权利要求5所述的自动调节式汽车尾气供暖装置的控制方法，其特征在于:所述控制方法还包括控制所述离合器闭合使所述水泵(10)与所述水泵驱动轴(7)之间的传动连接。
【文档编号】B60H1/20GK104002640SQ201410243263
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】周炳强, 刘波 申请人:镇江市高等专科学校