本发明涉及车辆内部采暖技术领域，特别是一种废气能量回收装置。
背景技术：
现有的废气能量回收装置主要通过发动机冷却水加热空气，然后用加热后的热空气对汽车室内进行加热，在外界环境温度较低的情况下，给车内人员提供较舒服的驾乘体验，对于车内空间不大的汽车，通过发动机冷却水加热空气就可以使车内达到合适的温度，从而满足车内供暖需求。但对于车内空间较大的汽车，且在环境温度较低的情况下，此种暖风供给装置无法使车内达到要求的温度。
在环境温度较低的情况下，当需要给车内加热时，此时会开启车内的暖风供给装置，发动机较热的冷却水通过暖风机进水口100进入暖风热交换器500，此时鼓风机会将冷风通过暖风机进风口300进入暖风热交换器500，来自发动机的热水通过暖风热交换器500与冷风进行热交换，使得冷风吸收热水的热量，从而将冷风加热到一定温度形成热风，然后热风通过暖风机出风口400进入整车驾乘舱内，热风通过对流方式对车内的空气进行加热，从而达到使车内空气升温的目的，经过热交换充分冷却后的水通过暖风机出水口200再次回到发动机本体。
然而，现有技术存在以下缺点：
(1)当环境温度较低时，发动机本体散热快，发动机水温不高，如果热水再通过热交换的方式对车内进行加热，发动机水温会更低，发动机的摩擦损失增大，使发动机油耗增大，进而使发动机的经济性变差；
(2)当环境温度较低，同时车内空间较大时，仅仅通过发动机热水对车内空气进行加热是远远不够的，车内无法达到理想的温度，影响客户的驾乘体验。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种废气能量回收装置，以解决现有技术中的不足，它能够回收利用发动机废气热量来补充车内供暖，有效避免发动机水温过低。
本发明提供了一种废气能量回收装置，包括热能交换器、执行器、曲柄推杆机构、阀门、热交换管、第一隔板和第二隔板，
所述热能交换器包括具有内部空腔的壳体，所述第一隔板和第二隔板并列设置在所述内部空腔，并将所述内部空腔分隔为第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室位于第一隔板与壳体的内壁之间，第二腔室位于第一隔板与第二隔板之间，第三腔室位于第二隔板与壳体内壁之间；
所述热交换管贯穿设置在第一隔板上，第一隔板将所述热交换管划分为蒸发段和冷凝段，蒸发段位于第二腔室中，冷凝段位于第一腔室中；
所述壳体上设有进风口、出风口、第一进气口和第一出气口，所述进风口和出风口均与所述第一腔室相连通，所述第一进气口和第一出气口均与所述第三腔室相连通；
所述隔板上设置有第二进气口和第二出气口，第二进气口和第二出气口分别靠近第一进气口、第一出气口；
所述阀门位于所述内部空腔的内部，且阀门与第二进气口的大小相配合；
所述曲柄推杆机构的第一端与所述阀门固定连接，曲柄推杆机构的第二端与执行器连接。
如上所述的废气能量回收装置，其中，优选的是，所述阀门位于所述第二腔室内。
如上所述的废气能量回收装置，其中，优选的是，所述执行器包括输出轴；
所述曲柄推杆机构包括第一驱动柄、第一转轴、推杆、第二转轴、第二驱动柄和第三转轴，第一驱动柄的一端与所述输出轴固定连接，第一驱动柄的另一端通过第一转轴与推杆的第二端活动连接，推杆的第一端通过第二转轴与第二驱动柄的一端活动连接，第二驱动柄的另一端与第三转轴的一端固定连接，第三转轴的另一端穿过壳体与阀门固定连接，第三转轴与壳体之间活动连接。
如上所述的废气能量回收装置，其中，优选的是，所述第三转轴与阀门一体成型。
如上所述的废气能量回收装置，其中，优选的是，所述壳体的内壁上固定设置有固定块，该固定块位于第二腔室内且靠近所述第一进气口，所述第三转轴与固定块活动连接。
如上所述的废气能量回收装置，其中，优选的是，所述第一进气口与所述第一出气口相对设置，所述进风口与所述出风口相对设置。
如上所述的废气能量回收装置，其中，优选的是，所述第一进气口和出风口均位于壳体的一端，所述第一出气口和进风口均位于壳体的另一端；所述第一腔室内的空气流向分别与第二腔室、第三腔室内的废气流向相反。
如上所述的废气能量回收装置，其中，优选的是，所述第一隔板上临近所述阀门的一端经弯折形成有弯曲部，该弯曲部的内圆弧面朝向第二腔室且与所述阀门的活动范围相匹配。
如上所述的废气能量回收装置，其中，优选的是，所述壳体的外底部固定设置有支架，执行器固定在所述支架上。
如上所述的废气能量回收装置，其中，优选的是，所述废气能量回收装置还包括三元催化器，所述三元催化器固定设置有用于废气进入的第一输入口和用于废气排出的第一输出口，第一输入口与第一输出口相连通，所述第一输出口与所述第一进气口相连接。
本发明在工作过程中，发动机产生的废气由热交换器的第一进气口进入，最终从第一出气口排出，送入车内的空气由进风口输入到第一腔室内，并与热交换管的冷凝段接触，最终从出风口排出。
当车内暖风不足时，执行器启动，驱动曲柄推杆机构动作，从而带动阀门打开，这样一部分废气就会通过第二进气口进入第二腔室内，并与热交换管的蒸发段接触，将废气热量由蒸发段传导至冷凝段，从而空气在通过第一腔室时将会与具有一定热量的冷凝段接触而吸热升温，升温后的空气由出风口排出并输送到车内，以作为车内暖风供应的补充；第二腔室内的废气与蒸发段进行热交换后得以冷却，冷却后的废气经第二出气口汇入到第三腔室并最终由第一出气口排出。由于阀门的开启时通过执行器控制的，因此，由第三腔室流入第二腔室的废气是可控的，从而可根据车内的温度，适时调控阀门开启的大小，从而调控进入第二腔室内的废气流量。
与现有技术相比，本发明提供的废气能量回收装置，通过在壳体内设置第一隔板和第二隔板，从而将壳体的内部空间分隔为三个相互独立的腔室，第一腔室用于空气的流通，第二腔室和第三腔室用于废气的流通，其中，在第一腔室与第二腔室之间布置热交换管，用于废气与空气之间进行热量交换，达到利用废气热量来加热空气，以补充暖风供应的目的，提高了资源的利用率；通过设置阀门以及用于驱动阀门开关动作的曲柄推杆机构和执行器，从而可以根据车内暖风供应情况，适时调控阀门的开启或关闭或者阀门开启的程度，操控简便灵活；由于能够补充车内暖风的供应，有效防止出现现有技术中的发动机水温因供暖而变得过低，以致发动机摩擦损失增大，进而导致油耗增加的问题。
附图说明
图1是现有技术中废气能量回收装置的工作原理图；
图2是本发明的实施例提供的废气能量回收装置的结构示意图；
图3是热能交换器的结构示意图；
图4是本发明的一个实施例提供的热能交换器的局部结构示意图；
图5是本发明的又一个实施例提供的热能交换器的局部结构示意图。
附图标记说明：100-进水口，200-出水口，300-进风口，400-出风口，500-热交换器，1-三元催化器，101-第一输入口，102-第一输出口，2-热能交换器，21-壳体，201-进风口，202-出风口，203-第一进气口，204-第一出气口，205-第一腔室，206-第二腔室，207-第三腔室，208-固定块，3-执行器，301-输出轴，4-第一隔板，401-弯曲部，5-热交换管，501-蒸发段，502-冷凝段，6-曲柄推杆机构，601-第一驱动柄，602-第一转轴，603-推杆，604-第二转轴，605-第二驱动柄，606-第三转轴，7-阀门，8-第二隔板，801-第二进气口，802-第二出气口，9-支架。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图2至图5所示，本发明的实施例提供了一种废气能量回收装置，包括热能交换器2、执行器3、曲柄推杆机构6、阀门7、热交换管5、第一隔板4和第二隔板8。
其中，所述热能交换器2包括具有内部空腔的壳体21，所述第一隔板4和第二隔板8并列设置在所述内部空腔，并将所述内部空腔分隔为第一腔室205、第二腔室206和第三腔室207这三个相互独立的密闭腔室。第一腔室205位于第一隔板4与壳体21的内壁之间，第二腔室206位于第一隔板4与第二隔板8之间，第三腔室207位于第二隔板8与壳体21内壁之间。
其中，所述热交换管5贯穿设置在第一隔板4上，第一隔板4将所述热交换管5划分为蒸发段501和冷凝段502，蒸发段501位于第二腔室206中，冷凝段502位于第一腔室205中。
其中，所述壳体21上设有进风口201、出风口202、第一进气口203和第一出气口204，所述进风口201和出风口202均与所述第一腔室205相连通，所述第一进气口203和第一出气口204均与所述第三腔室207相连通。第一腔室205用于空气的流通，第三腔室207用于发动机废气的流通，第二腔室206用于分流第三腔室207内的废气。
其中，所述隔板上设置有第二进气口801和第二出气口802，第二进气口801和第二出气口802分别靠近第一进气口203、第一出气口204。从而废气在由第一进气口203流向第一出气口204的过程中，一部分废气由第三腔室207经第二进气口801进入第二腔室206内，再由第二出气口802流回到第三腔室207内。
其中，所述阀门7位于所述内部空腔的内部，且阀门7与第二进气口801的大小相配合。
其中，所述曲柄推杆机构6的第一端与所述阀门7固定连接，曲柄推杆机构6的第二端与执行器3连接。曲柄推杆机构6的第一端与壳体21之间活动连接。
本实施例在工作过程中，发动机产生的废气温度可达200℃以上，废气由热交换器的第一进气口203进入，最终从第一出气口204排出；车内的鼓风机将空气由进风口201输入到第一腔室205内，并与热交换管5的冷凝段502接触，最终从出风口202排出。
当车内暖风不足时，通过ecu控制执行器3启动，驱动曲柄推杆机构6动作，从而带动阀门7打开，这样一部分废气就会通过第二进气口801进入第二腔室206内，并与热交换管5的蒸发段501接触，将废气热量由蒸发段501传导至冷凝段502，从而空气在通过第一腔室205时将会与具有一定热量的冷凝段502接触而吸热升温，升温后的空气由出风口202排出并输送到车内，以作为车内暖风供应的补充；第二腔室206内的废气与蒸发段501进行热交换后得以冷却，冷却后的废气经第二出气口802汇入到第三腔室207并最终由第一出气口204排出至排气尾管。由于阀门7的开启时通过执行器3控制的，而执行器3的动作是有ecu控制的，因此，由第三腔室207流入第二腔室206的废气是可自动调控的，从而可根据车内的温度，适时调控阀门7开启的大小，从而调控进入第二腔室206内的废气流量。
如图3至图5所示，本实施例优选的是，所述阀门7位于所述第二腔室206内，当阀门7开启时，由于是位于第二腔室206内，有利于废气从第三腔室207流向第二腔室206，也不会阻碍废气在第三腔室207内的流通。
如图3至图5所示，本实施例优选的是，所述执行器3包括输出轴301；
所述曲柄推杆机构6包括第一驱动柄601、第一转轴602、推杆603、第二转轴604、第二驱动柄605和第三转轴606，第一驱动柄601的一端与所述输出轴301固定连接，第一驱动柄601的另一端通过第一转轴602与推杆603的第二端活动连接，推杆603的第一端通过第二转轴604与第二驱动柄605的一端活动连接，第二驱动柄605的另一端与第三转轴606的一端固定连接，第三转轴606的另一端穿过壳体21与阀门7固定连接，第三转轴606与壳体21之间活动连接。
进一步地，执行器3包括电动机，电动机与输出轴301传动连接，当输出轴301输出动力时，第一驱动柄601以输出轴301为中心进行摆动，推杆603的第二端在第一转轴602的拉动或推动力作用下而运动，第二驱动柄605以第三转轴606为中心在推杆603的作用下发生摆动，从而带动阀门7打开或关闭。
本实施例优选的是，所述第三转轴606与阀门7一体成型。将两者设计为一体，有利于结构的稳固，加工精度和加工效率相对较高，且便于装配。
如图3至图5所示，本实施例优选的是，所述壳体21的内壁上固定设置有固定块208，该固定块208位于第二腔室206内且靠近所述第一进气口203，所述第三转轴606与固定块208活动连接。
进一步地，固定块208位于第二腔室206内与废气流向相反的一侧。
本实施例优选的是，所述第一进气口203与所述第一出气口204相对设置，所述进风口201与所述出风口202相对设置。
本实施例优选的是，所述第一进气口203和出风口202均位于壳体21的一端，所述第一出气口204和进风口201均位于壳体21的另一端；所述第一腔室205内的空气流向分别与第二腔室206、第三腔室207内的废气流向相反，第二腔室206内的废气流动方向与第三腔室207相同。本领域的技术人员可以理解的是，第一进气口203和进风口201可以设置在壳体21的同一端，同时第一出气口204和出风口202设置在壳体21上相对的另一端。
如图3至图5所示，本实施例进一步优选的是，所述第一隔板4上临近所述阀门7的一端经弯折形成有弯曲部401，该弯曲部401的内圆弧面朝向第二腔室206且与所述阀门7的活动范围相匹配。弯曲部401的外圆弧面朝向第一腔室205，由于弯曲部401与出风口202最接近，有利于增加出风口202处的空气阻力，使得空气在第一腔室205内停留的时间延长，从而有利于空气与热交换管5充分进行热交换，进而提高废气热量的利用效率。
如图3和图4所示，本实施例优选的是，所述壳体21的外底部固定设置有支架9，执行器3固定在所述支架9上。
如图2所示，本实施例优选的是，所述废气能量回收装置还包括三元催化器1，所述三元催化器1固定设置有用于废气进入的第一输入口101和用于废气排出的第一输出口102，第一输入口101与第一输出口102相连通，所述第一输出口102与所述第一进气口203相连接。将热能交换器2设置在三元催化器1后面，废气先经过三元催化器1净化处理，较为清洁的废气再输入到热能交换器2内，有利于防止因废气通入热能交换器2而导致污染热交换管5的表面，以免影响热交换管5传热效率，同时也不会因为废气温度的降低而影响三元催化器1的转换率。
本实施例提供的废气能量回收装置，通过在壳体内设置第一隔板和第二隔板，从而将壳体的内部空间分隔为三个相互独立的腔室，第一腔室用于空气的流通，第二腔室和第三腔室用于废气的流通，其中，在第一腔室与第二腔室之间布置热交换管，用于废气与空气之间进行热量交换，达到利用废气热量来加热空气，以补充暖风供应的目的，提高了资源的利用率；通过设置阀门以及用于驱动阀门开关动作的曲柄推杆机构和执行器，从而可以根据车内暖风供应情况，适时调控阀门的开启或关闭或者阀门开启的程度，操控简便灵活；由于能够补充车内暖风的供应，有效防止出现现有技术中的发动机水温因供暖而变得过低，以致发动机摩擦损失增大，进而导致油耗增加的问题。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。