一种发动机进气加热装置及方法与流程

本发明涉及汽车发动机领域，特别是涉及一种发动机进气加热装置及方法。

背景技术：

随着石油供应日渐短缺，以及国际石油价格持续增长，甲醇作为资源丰富、热效率高的新型燃料，成为了理想的石油代用燃料。但是，在温度较低的冬季，尤其是在零下10-30℃的低温环境下，甲醇的挥发效果极差，当甲醇通过油轨喷嘴喷出时，使甲醇雾化状态不能形成良好的燃料混合气体，使得发动机效率大大降低。而且受低温的影响，甲醇燃料容易吸附在气道壁上，造成发动机启动困难。另外启动后燃料混合气体在发动机汽缸内燃料不充分，排放出大量有害气体，污染环境。

现有技术中在发动机进气管端安装有电加热器，对发动机进气进行加热。但是电加热器的使用会对发动机进气产生阻力，特别是在发动机高转速时有较大的影响，加热效率慢，故障率高。而且在发动机中另外设置的电加热器，其装置成本较高。

技术实现要素：

本发明的一个目的是在不影响发动机性能的条件下，解决甲醇燃料在低温环境下不易雾化形成燃料混合气体的问题。同时，也解决了甲醇因燃烧不充分导致的有害气体排放问题。

特别地，本发明提供了一种发动机进气加热装置，包括：温度传感器，用于检测发动机内温度；加热装置，设置在进气歧管与气缸盖进气管路之间，用于加热从所述进气歧管进入所述气缸盖进气管路的空气；废气进气管路，其第一进气端部连接发动机排气管，与所述第一进气端部相对的第二进气端部连接所述加热装置的进气口；电磁阀，设置在所述第一进气端部，当所述发动机内温度低于第一预设温度时，所述电磁阀开启，所述发动机排气管中的气体通过所述废气进气管路进入所述加热装置。

进一步地，包括发动机管理系统，配置成判断所述发动机内温度是否低于所述第一预设温度，并且在所述发动机内温度低于所述第一预设温度时，控制电磁阀开启；

可选地，所述发动机管理系统还配置成判断所述发动机内温度是否高于第二预设温度，在所述发动机内温度高于所述第二预设温度时，控制电磁阀关闭。

进一步地，包括废气回气管路，其第一回气端部连接所述加热装置的回气口，与所述第一回气端部相对的第二回气端部连接所述发动机排气管。

进一步地，包括单向阀，所述单向阀设置在所述废气回气管路。

进一步地，所述加热装置包括外表面，在所述外表面开设有所述进气口和所述回气口；和

在所述外表面内部限定的进气道，所述进气歧管和所述气缸盖进气管路通过所述进气道一一对应连通；所述外表面与所述进气道的壁面之间有一中空空间，以使得所述发动机排气管的气体从所述进气口进入所述加热装置后，能够在所述中空空间流通，并从所述回气口离开所述加热装置。

进一步地，所述第一预设温度为0～-10℃；

进一步地，所述第二预设温度为40～50℃。

根据本发明的另一个方面，提供了一种发动机进气加热方法，包括以下步骤：检测发动机内的温度；当所述发动机内温度低于第一预设温度时，打开电磁阀，以使得发动机排气管中的气体通过废气进气管路进入加热装置。

进一步地，当所述发动机内温度高于第二预设温度时，关闭电磁阀。

进一步地，所述第一预设温度为0～-10℃；

可选地，所述第二预设温度为40～50℃。

本发明利用在发动机排气管和加热装置之间设置废气进气管道，使发动机排气管中的排气所携带的大量热能有效地传递到加热装置。通过设置在进气歧管和气缸盖进气管路之间的加热装置，有效地将排气废热用于加热进入发动机的空气。从而使得甲醇经油轨喷出后能与经过加热的空气结合，形成良好的混合气体。因此解决了甲醇在低温环境下雾化效果差、发动机启动困难的缺点。

进一步地，良好的混合气体使发动机燃烧的更充分，大大提升了发动机效率。并且在经过燃烧后排放的有害气体显著减少，改善了发动机排放状况。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的发动机进气加热装置的工作过程示意图；

图2是图1所示装置的加热装置局部剖视图；

图3是根据本发明一个实施例的发动机进气加热装置的工作流程步骤图。图中各符号表示的含义：

1、蓄电池，2、点火开关，3、发动机管理系统，4、废气进气管路，5、电磁阀，6、发动机排气管、7、整车排烟管，8、三元催化器，9、消音器，10、单向阀，11、废气回气管路，12、气缸盖，13、加热装置，14、发动机进气腔，15、温度传感器，16、进气口，17、进气道，18、加热装置本体，19、回气口，20、螺栓孔。

具体实施方式

如图1所示，发动机进气加热装置包括发动机管理系统3、废气进气管路4、电磁阀5、单向阀10、废气回气管路11、加热装置13、温度传感器15。温度传感器15设置在发动机上用于检测发动机内温度。加热装置13设置在进气歧管(图中未示出)与气缸盖12的进气管路之间，用于加热从进气歧管进入气缸盖12进气管路的空气。废气进气管路4的第一进气端部连接发动机排气管6，其第二进气端部连接加热装置13。在所述第一进气端部设置了电磁阀5。发动机启动后，温度传感器15检测发动机内温度，包括发动机内的水温度和发动机环境温度。发动机管理系统3收到温度传感器15反馈的当前温度值，当检测到发动机内温度低于第一预设温度时，发动机管理系统3控制电磁阀5开启。在本实施例中第一预设温度为0～-10℃。发动机排气管6中的高温废气通过开启的电磁阀5，从第一进气端部经过废气进气管路4，然后从第二进气端部进入加热装置13。

如图2所示，发动机排气管6的高温废气从进气口16进入加热装置本体18。加热装置本体18包括呈长方体形的外表面，在所述长方体形的外表面互相远离的两端开设了进气口16和回气口19，用于高温废气的进入和离开。并且，加热装置本体18内部中空，并在其内限定了进气道17。进气道17的大小、数量、位置等与发动机进气歧管和气缸盖12(参见图1)进气管路的大小、数量、位置等一一对应，以使得所述进气歧管和所述气缸盖12(参见图1)进气管路通过所述进气道17一一对应连通。加热装置本体18的外表面与进气道17的壁面之间是一个中空的空间，能够使得高温废气从进气口16进入加热装置本体18后，在所述中空空间流通，并从回气口19离开加热装置本体18。高温废气在加热装置本体18内流经进气道17的壁面，由于高温废气与进气道17内的空气存在显著温差，高温废气携带的大量热能传递给进气道17内的空气，使得空气升温，也就是说使得进入发动机的进气温度上升。

进一步地，如图1所示，废气回气管路11的第一回气端部连接加热装置13，该废气回气管路11的第二回气端部连接发动机排气管6或者整车排烟管7，在本实施例中，其第二回气端部连接整车排烟管7。与空气换热后的废气从加热装置13离开，经过废气回气管路11回到整车排烟管7，与原先的汽车尾气汇合，分别经过三元催化器8和消音器9的净化、过滤、消音从汽车尾气管路中排出。在废气回气管路11上还设置有单向阀10，使得废气在始终是从加热装置13流向整车排烟管7，以避免废气在废气回气管路11中回流。

进一步地，如图1所示，根据温度传感器15反馈的当前温度值，当检测到发动机内温度高于第二预设温度时，发动机管理系统3控制电磁阀5关闭。在本实施例中第二预设温度为40～50℃。在此发动机内温度下，高温废气不再进入加热装置13给空气加热。

进一步地，如图2所示，在所述加热装置本体18的外部设置了法兰面结构，并在法兰面结构上开设多个螺栓孔20。利用所述螺栓孔20，加热装置本体18被固定在进气歧管与气缸盖12(参见图1)进气管路之间，并且进气道17的两端分别与所述进气歧管和气缸盖12(参见图1)进气管路连接。通过螺栓连接的方式使得装置易于拆卸，便于修理。外部空气从发动机进气腔14(参见图1)进入到进气歧管，然后到进气道17，空气在进气道17中从流经加热装置本体18的高温废气中得到热量，温度升高。升温后的空气进入气缸盖12(参见图1)进气管道中，与油轨喷射出的甲醇燃料混合，使得甲醇与热空气形成良好挥发形成的混合气体。良好的混合气体有助于甲醇燃料完全燃烧，降低了有害气体的生成，减少汽车尾气排放中的有害气体含量。

进一步地，如图2所示，加热装置本体18的外表面采用保温材料，进气道17壁面采用铝合金或者热传导率高的材料，以保证高温废气的热量在加热装置本体18中的有效利用。

如图3所示，根据本发明的另一个方面，提供了一种发动机进气加热方法，包括以下步骤：

S11：检测发动机内的温度；

S13：当所述发动机内温度低于第一预设温度时，打开电磁阀，以使得发动机排气管中的气体通过废气进气管路进入加热装置。

结合图1对发动机进气加热方法进行说明。蓄电池1、点火开关2、发动机管理系统3、以及电磁阀5和温度传感器15构成了本实施例的控制电路。温度传感器15检测发动机内温度。发动机管理系统3收到温度传感器15反馈的当前温度值。当当前温度值低于第一预设温度时，发动机管理系统3控制电磁阀5开启。以使得发动机排气管6中的气体通过废气进气管路4进入加热装置13。在本实施例中第一预设温度为0～-10℃。在加热装置13中对进入发动机的空气进行加热升温。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。