一种利用发动机排气余热的车用座椅加热系统的制作方法

本发明属于汽车技术领域，具体涉及为一种利用发动机排气余热的车用座椅加热系统。

背景技术：

汽车已经成为人们生活与工作最主要的交通工具，目前我国汽车的保有量已经达到了3.19亿量。汽车给人们的生活、工作带来便利的同时也对环境带来的沉重的负担，例如汽车尾气的热量加重了温室效应以及城市热岛效应。

目前汽车座椅加热均采用电加热的形式，消耗电能；发动机排气的热量没有经过二次利用，直接排放到空气中，不仅加剧了温室效应以及城市热岛效应，还浪费热能。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种利用发动机排气余热的车用座椅加热系统，本发明可利用发动机排气的余热对汽车座椅进行加热。

本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：

一种利用发动机排气余热的车用座椅加热系统，包括蛇形管、导流管、进气管、第一排气管。

所述的蛇形管安装于汽车座椅坐垫下方。

导流管设置于发动机排气管道上，导流管直径大于发动机排气管道直径，导流管内部设有倾斜布置的导流板，导流板靠近导流管进气口的一端低于靠近导流管排气口的一端，导流板仅有靠近导流管进气口的一端与导流管内壁之间留有空隙。

进气管进气端与导流管贯通连接，进气管进气口位于导流板上方，进气管排气端与蛇形管进口贯通连接，进气管上设有电控阀门，进气管直径小于发动机排气管道直径。

第一排气管进气端与蛇形管出口贯通连接，第一排气管排气端与发动机排气管道贯通连接，第一排气管上设有第二单向阀。

优选的，蛇形管进口处设有进口连接管，进口连接管上设有入口电磁三通阀，蛇形管出口处设有出口连接管，出口连接管上设有出口电磁三通阀。

入口电磁三通阀两个入口分别贯通连接有进气管以及降温用进液管，出口电磁三通阀两个出口分别贯通连接有第一排气管以及降温后回气管。

所述的降温后回气管末端设有冷凝器，冷凝器下方设有集液箱，冷凝器以及集液箱设置于汽车进气格栅后方，冷凝器的总回液管与集液箱贯通连接，集液箱内部装有制冷剂。

所述的集液箱内部设有潜水泵，所述的潜水泵排液口与降温用进液管贯通连接，所述的潜水泵的驱动轴末端穿设至集液箱外部，驱动轴末端圆周面上均布有若干片叶片，叶片外部罩设有风力驱动器。

所述的风力驱动器内腔为圆柱形，叶片顶面与风力驱动器内壁接触，风力驱动器上设有进气口以及出气口。

所述的导流管与进气管之间设有接气管，所述的接气管出口处设有第一电磁三通阀，第一电磁三通阀两个出口分别与进气管以及吹气管贯通连接。

吹气管与风力驱动器的进气口贯通连接，风力驱动器的出气口贯通连接有第二排气管。

第二排气管出口以及第一排气管出口均与排气总管贯通连接，排气总管出口与发动机排气管道贯通连接，排气总管出口与发动机排气管道贯通连接处位于导流管与尾气后处理装置之间。

优选的，所述的冷凝器包括若干根垂直布置的翅片管、上端u型管、下端u型管、下液管、集液管以及总回液管。

相邻两根翅片管之间通过上端u型管或下端u型管贯通连接，上端u型管以及下端u型管交替使用。

下液管垂直布置与下端u型管下方，集液管布置于下液管下方，下液管将下端u型管与集液管贯通连接。

集液管与总回液管贯通连接，总回液管与冷凝器末端的翅片管下端开口贯通连接。

降温后回气管与冷凝器前端首根翅片管上端开口贯通连接。

优选的，所述的第二排气管上设有第三单向阀。

优选的，所述的吹气管与风力驱动器的进气口之间设有喷管，喷管直径由吹气管向进气口方向逐渐减小。

优选的，所述的风力驱动器进气口直径小于出气口直径，进气口轴线与出气口轴线之间的夹角为60°～120°。

优选的，所述的排气总管入口处设有第二电磁三通阀，第二电磁三通阀入口与第一排气管、第二排气管贯通连接，第二电磁三通阀两个出口分别与排气总管以及废气再循环连接管贯通连接，废气再循环连接管与发动机进气管贯通连接。

排气总管与发动机排气管道连接部分倾斜布置，排气总管沿发动机排气管道气流方向逐渐靠近发动机排气管道。

优选的，所述的蛇形管进口向下贯通连接有进口处垂直管道，蛇形管出口向下贯通连接有出口处垂直通道，蛇形管出口与出口连接管之间设有挡条。

进口处垂直管道与出口处垂直通道之间设有存储管，存储管两端分别与进口处垂直管道以及出口处垂直通道下端贯通连接，存储管内部设有一个清洁球。

存储管下方两端分别设有进口升降装置以及出口升降装置，进口升降装置位于进口处垂直管道正下方，出口升降装置位于出口处垂直管道正下方。

进口升降装置伸缩杆末端穿设至存储管内部，并设有第一托板，第一托板上方固定有连接杆，连接杆位于第一托板靠近进口连接管的圆周面上，连接杆上方固定有密封板，密封板与第一托板之间的距离大于存储管的直径，第一托板以及密封板可于进口处垂直管道内部上下滑动。

出口升降装置伸缩杆末端穿设至存储管内部，并设有第二托板，第二托板可于出口处垂直管道内部上下滑动。

存储管位于进口处垂直管道的一端端面上贯通连接有引流管，引流管另一端与第一排气管贯通连接。

优选的，所述的引流管上设有第一单向阀；

所述的进口升降装置以及出口升降装置均采用电缸；

所述的出口处垂直通道的上方设有第一光电对射传感器组件，所述的入口处垂直通道的下方设有第二光电对射传感器组件。

一种汽车发动机尾气的使用方法，包括以下步骤：

a、天气冷，需要对汽车座椅进行加热时：调整第一电磁三通阀、出口电磁三通阀以及入口电磁三通阀的管路连接关系，使导流管内部的部分发动机尾气流入到进气管内部，通过调节电控阀门的阀门开度，来调节进气管流入到蛇形管内部尾气量，实现蛇形管的温度调节，蛇形管排出的尾气通过第一排气管、排气总管流入到发动机排气管道，然后通过尾气后处理装置处理后，通过汽车排气管排出；

b、天气热，需要对汽车座椅降温时：调整第一电磁三通阀、出口电磁三通阀以及入口电磁三通阀的管路连接关系，导流管内部的部分发动机尾气流入到吹气管内部，通过喷管提速后喷入到风力驱动器内部，吹动叶片旋转，带动潜水泵工作，将集液箱内部的制冷剂泵入到降温用进液管内部。

做功后的尾气通过第二排气管、排气总管流入到发动机排气管道，然后通过尾气后处理装置处理后，通过汽车排气管排出。

降温用进液管内部的制冷剂流入到蛇形管内部，吸收热量蒸发，降低蛇形管的温度，起到给汽车座椅坐垫降温的作用，气化的制冷剂通过降温后回气管流入到冷凝器内部，放热液化后在流入到集液箱内部；

c、蛇形管内部清洁：关闭出口电磁三通阀，调整入口电磁三通阀的连接管路，使进气管与进口连接管贯通连接，出口升降装置将第二托板下降到存储管底部。

进气管吹入到蛇形管内部的尾气经出口处垂直通道流入到存储管内部，然后将存储管内部的清洁球吹入到第一托板上，尾气通过引流管排出。

第二光电对射传感器检测到清洁球就位后，入口升降装置推动第一托板上升，将清洁球运输到蛇形管内部。

进气管吹入的尾气推动清洁球在蛇形管内部移动，擦拭蛇形管内壁。

第一光电对射传感器检测到清洁球时，入口升降装置带动第一托板下移至最低点，等待清洁球再次移动到第一托板上。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：

(1)发动机的排气可以流入到座椅坐垫下方的蛇形管内部，对座椅坐垫进行加热，改变了以往电加热的模式，起到节能环保的作用。

(2)通过调整电动阀门的开度来控制流入到蛇形管内部尾气量，进而实现蛇形管加热温度的控制。

(3)天热需要对坐垫进行冷却室，可以通过发动机排气带动潜水泵运行，将制冷剂注入到蛇形管内部，对坐垫进行降温，提高乘坐人员的舒适性。

(4)排气总管上接有废气再循环连接管，可将一部分发动机排气排入的发动机进气管内部，实现废气再循环，改善发动机内部燃烧效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明一种利用发动机排气余热的车用座椅加热系统第一布置图，

图2为本发明第二布置图，

图3为本发明第三布置图，

图4为本发明座椅辅热组件局部放大图，

图5为本发明座椅辅热组件剖视图，

图6为本发明座椅辅热组件进气端垂直面剖视图，

图7为本发明座椅辅热组件排气段垂直面剖视图，

图8为本发明清洁球进气端升降机构，

图9为本发明清洁球排气端升降机构，

图10为本发明冷凝机构局部放大图，

图11为本发明冷凝机构剖视图，

图12为本发明供液机构局部放大图，

图13为本发明供液机构驱动端剖视图，

图14为本发明导流管剖视图，

图15为本发明取出下液管以及集液罐的冷凝结构局部放大图。

图中：1-蛇形管、101-进口连接管、102-出口连接管、1021-挡条、103-进口处垂直通道、104-出口处垂直通道、105-第一光电对射传感器组件、106-第二光电对射传感器组件；

2-出口电磁三通阀、3-入口电磁三通阀；

4-存储管、401-引流管、4011-第一单向阀402-进口升降装置、4021-第一托板、4022-密封板、4023-连接杆、403-出口升降装置、4031-第二托板、404-清洁球；

5-发动机排气管道、501-导流管、5011-导流板、502-接气管、5021-第一电磁三通阀、503-进气管、5031-电控阀门、504-吹气管、5041-喷管、505-尾气后处理装置；

6-第一排气管、601-第二单向阀；

7-第二排气管、701-第三单向阀；

8-排气总管、801-第二电磁三通阀、802-废气再循环连接管；

9-冷凝器、901-翅片管、902-上端u型管、903-下端u型管、904-下液管、905-集液管、906-总回液管；

10-集液箱；

11-风力驱动器、1101-安装板、1102-进气口、1103-出气口；

12-潜水泵、1201-驱动轴、1202-叶片；

13-降温后回气管；

14-降温用进液管。

具体实施方式

附图为该一种利用发动机排气余热的车用座椅加热系统的最佳实施例，下面结合附图对本发明进一步详细的说明。

由附图1、附图2、附图3所示，一种利用发动机排气余热的车用座椅加热系统，包括蛇形管1、导流管501、进气管503、第一排气管6。

所述的蛇形管1安装于汽车座椅坐垫下方。

导流管501设置于发动机排气管道5上，导流管501直径大于发动机排气管道5直径，由附图14所示，导流管501内部设有倾斜布置的导流板5011。导流板5011靠近导流管501进气口的一端低于靠近导流管501排气口的一端，即导流板5011沿导流管501内部气体流动方向由低到高布置。导流板5011仅有靠近导流管501进气口的一端与导流管501内壁之间留有空隙，即仅仅导流板5011底部与导流管501内壁之间留有空隙。

进气管503进气端与导流管501贯通连接，进气管503进气口位于导流板5011上方，进气管503排气端与蛇形管1进口贯通连接，进气管503上设有电控阀门5031，进气管503直径小于发动机排气管道5直径。

第一排气管6进气端与蛇形管1出口贯通连接，第一排气管6排气端与发动机排气管道5贯通连接，第一排气管6上设有第二单向阀601，第二单向阀601开启方向为气体从蛇形管1流向发动机排气管道5。

由附图4所示，蛇形管1进口处设有进口连接管101，进口连接管101上设有入口电磁三通阀3，蛇形管1出口处设有出口连接管102，出口连接管102上设有出口电磁三通阀2。出口电磁三通阀2以及入口电磁三通阀3均可以由一个三通管与两个电控阀门组合进行替代。

入口电磁三通阀3两个入口分别贯通连接有进气管503以及降温用进液管14，出口电磁三通阀2两个出口分别贯通连接有第一排气管6以及降温后回气管13。

由附图10以及附图11所示，所述的降温后回气管13末端设有冷凝器9，冷凝器9下方设有集液箱10，冷凝器9以及集液箱10设置于汽车进气格栅后方，汽车行驶过程中通过进气格栅流入的空气可对冷凝器9以及集液箱10进行风冷。

所述的冷凝器9包括若干根垂直布置的翅片管901、上端u型管902、下端u型管903、下液管904、集液管905以及总回液管906。

相邻两根翅片管901之间通过上端u型管902或下端u型管903贯通连接，上端u型管902以及下端u型管903交替使用。

下液管904垂直布置与下端u型管903下方，集液管905布置于下液管904下方，下液管904将下端u型管903与集液管905贯通连接。

集液管905与总回液管906贯通连接，总回液管906与冷凝器9末端的翅片管901下端开口贯通连接，总回液管906与集液箱10贯通连接。为了方便集液管905内部液态的制冷剂流入到总回液管906内部，集液管905可倾斜布置。

降温后回气管13与冷凝器9前端首根翅片管901上端开口贯通连接。

冷凝器9下方的集液箱10内部装有制冷剂，制冷剂采用r11或无水乙醚或正戊烷或二氯甲烷，r11沸点为23.8℃，无水乙醚的沸点为34.4℃，正戊烷的沸点为36.1℃。

或由附图15所示，所述的冷凝器9包括若干根垂直布置的翅片管901、上端u型管902、下端u型管903以及总回液管906。相邻两根翅片管901之间通过上端u型管902或下端u型管903贯通连接，上端u型管902以及下端u型管903交替使用。总回液管906与冷凝器9末端的翅片管901下端开口贯通连接，总回液管906与集液箱10贯通连接。降温后回气管13与冷凝器9前端首根翅片管901上端开口贯通连接。

同时，集液箱10内部除装制冷剂外还可装纯净水，纯净水为处理后的软水。

所述的集液箱10内部设有潜水泵12，由附图12以及附图13所示，所述的潜水泵12排液口与降温用进液管14贯通连接。所述的潜水泵12的驱动轴1201末端穿设至集液箱10外部，驱动轴1201末端圆周面上均布有若干片叶片1202，叶片1202外部罩设有风力驱动器11。风力驱动级11面向集液箱10的一端设有安装板1101，安装板1101通过螺栓固定在集液箱10上。

所述的风力驱动器11内腔为圆柱形，叶片1202顶面以及侧面均与风力驱动器11内壁接触。风力驱动器11上设有进气口1102以及出气口1103，所述的风力驱动器11进气口1102直径小于出气口1103直径，进气口1102轴线与出气口1103轴线之间的夹角为60°～120°。叶片1202将风力驱动器11的内腔隔成若干个独立的腔室。

所述的导流管501与进气管503之间设有接气管502，所述的接气管502出口处设有第一电磁三通阀5021，第一电磁三通阀5021两个出口分别与进气管503以及吹气管504贯通连接。

吹气管504与风力驱动器11的进气口1102贯通连接。为了提高吹气管504进入到进气口1102内部的风速，吹气管504与风力驱动器11的进气口1102之间设有喷管5041，喷管5041直径由吹气管504向进气口1102方向逐渐减小。风力驱动器11的出气口1103贯通连接有第二排气管7，所述的第二排气管7上设有第三单向阀701。

第二排气管7出口以及第一排气管6出口均与排气总管8贯通连接，排气总管8出口与发动机排气管道5贯通连接，排气总管8出口与发动机排气管道5贯通连接处位于导流管501与尾气后处理装置505之间。

所述的排气总管8入口处设有第二电磁三通阀801，第二电磁三通阀801入口与第一排气管6、第二排气管7贯通连接，第二电磁三通阀801两个出口分别与排气总管8以及废气再循环连接管802贯通连接，废气再循环连接管802与发动机进气管贯通连接。可通过调节第二电磁三通阀801的连通路径，使得发动机排气通过废气再循环连接管802流入到发动机进气管内部，重新参与发动机做功，实现废气再循环，提升发动机燃油经济性。

排气总管8与发动机排气管道5连接部分倾斜布置，排气总管8沿发动机排气管道5气流方向逐渐靠近发动机排气管道5。

蛇形管1内部经常通入发动机排气，其内部有可能形成积碳等污渍，需要定期清理。因此由附图5所示，在蛇形管1进口向下贯通连接有进口处垂直管道103，蛇形管1出口向下贯通连接有出口处垂直通道104，蛇形管1出口与出口连接管102之间设有挡条1021。

进口处垂直管道103与出口处垂直通道104之间设有存储管4，存储管4两端分别与进口处垂直管道103以及出口处垂直通道104下端贯通连接。存储管4内部设有一个球形的清洁球404，清洁球404直径与蛇形管1内径相同，挡条1021可避免清洁球404被吹入到出口连接管102内部。

由附图6、附图7、附图8、附图9所示，存储管4下方两端分别设有进口升降装置402以及出口升降装置403，进口升降装置402位于进口处垂直管道103正下方，出口升降装置403位于出口处垂直管道104正下方。所述的进口升降装置402以及出口升降装置403均采用电缸。

进口升降装置402伸缩杆末端穿设至存储管4内部，并设有第一托板4021，第一托板4021上方固定有连接杆4023。连接杆4023位于第一托板4021靠近进口连接管101的圆周面上，因此连接杆4023不影响清洁球404滚动到第一托板4021上。连接杆4023上方固定有密封板4022，密封板4022与第一托板4021之间的距离大于存储管4的直径，第一托板4021以及密封板4022可于进口处垂直管道103内部上下滑动。

出口升降装置403伸缩杆末端穿设至存储管4内部，并设有第二托板4031，第二托板4031可于出口处垂直管道104内部上下滑动。

存储管4位于进口处垂直管道103的一端端面上贯通连接有引流管401，引流管401另一端与第一排气管6贯通连接，所述的引流管401上设有第一单向阀4011。

所述的出口处垂直通道104的上方设有第一光电对射传感器组件，所述的入口处垂直通道103的下方设有第二光电对射传感器组件。

一种汽车发动机尾气的使用方法，包括以下步骤：

a、天气冷，需要对汽车座椅进行加热时：调整第一电磁三通阀5021、出口电磁三通阀2以及入口电磁三通阀3的管路连接关系，使导流管501内部的部分发动机尾气流入到进气管503内部，通过调节电控阀门5031的阀门开度，来调节进气管503流入到蛇形管1内部尾气量，实现蛇形管1的温度调节，蛇形管1排出的尾气通过第一排气管6、排气总管8流入到发动机排气管道5，然后通过尾气后处理装置505处理后，通过汽车排气管排出；

b、天气热，需要对汽车座椅降温时：调整第一电磁三通阀5021、出口电磁三通阀2以及入口电磁三通阀3的管路连接关系，导流管501内部的部分发动机尾气流入到吹气管504内部，通过喷管5041提速后喷入到风力驱动器11内部，吹动叶片1202旋转，带动潜水泵12工作，将集液箱10内部的制冷剂泵入到降温用进液管14内部，

做功后的尾气通过第二排气管7、排气总管8流入到发动机排气管道5，然后通过尾气后处理装置505处理后，通过汽车排气管排出，

降温用进液管14内部的制冷剂流入到蛇形管1内部，吸收热量蒸发，降低蛇形管1的温度，起到给汽车座椅坐垫降温的作用，气化的制冷剂通过降温后回气管13流入到冷凝器9内部，放热液化后在流入到集液箱10内部；

d、蛇形管1内部清洁：关闭出口电磁三通阀2，调整入口电磁三通阀3的连接管路，使进气管503与进口连接管101贯通连接，出口升降装置403将第二托板4031下降到存储管4底部，

进气管503吹入到蛇形管1内部的尾气经出口处垂直通道104流入到存储管4内部，然后将存储管4内部的清洁球404吹入到第一托板4021上，尾气通过引流管401排出，

第二光电对射传感器106检测到清洁球404就位后，入口升降装置402推动第一托板4021上升，将清洁球404运输到蛇形管1内部，

进气管503吹入的尾气推动清洁球404在蛇形管1内部移动，擦拭蛇形管1内壁，

第一光电对射传感器105检测到清洁球404时，入口升降装置402带动第一托板4021下移至最低点，等待清洁球404再次移动到第一托板4021上。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。