汽车高效节能减排子系统技术方案

一种汽车用高效节能减排子系统，属于机械制造技术领域，利用回收汽车发动机尾气的废热及控制冷却液外循环流量的方法对系统温度尽快升温至84-87℃左右并保持之；并利用控制流经空气热交换器的冷却液流量对进入发动机的空气升温调温至56-75℃。发动机在这两个温度状态下，燃油分子呈单个分子状态，能和空气中的氧分子充分混合而充分燃烧可节能减排。当系统温度达到86℃时液泵停转停止回收废热；比例阀将冷却液分流给空气热交换器对空气升温调温。对动力有特大需求时停止对空气调温，当节气门开度达60％以上时增压，并利用冷气使空气快速降温。在怠速热车时要将空燃比分三次从14.7逐步提高至15.6-15.9。

High efficiency energy-saving emission reduction subsystem for automobile

High efficiency energy-saving emission reduction system for an automobile, which belongs to the technical field of machinery manufacturing, the use of waste heat and cooling control method of liquid recovery automobile external circulation flow on the system temperature to 84-87 degrees Celsius temperature as soon as possible and maintain; and use control flow through the air heat exchanger coolant flow on the temperature of the air entering the engine temperature to 56-75 deg. C. Under the two temperature conditions, the fuel molecules are in a single molecular state, which can be fully mixed with the oxygen molecules in the air and can be fully burned to reduce energy consumption. When the system temperature reaches 86 DEG C, the liquid pump stops to recover the waste heat, and the proportional valve divides the cooling liquid to the air heat exchanger to regulate the temperature of the air. When there is a large demand for power, the air temperature is stopped, when the throttle valve opening is above 60%, the air conditioner is used to rapidly cool the air. To score three times the air-fuel gradually increases from 14.7 to 15.6-15.9 in idle hot car.

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于机械制造
，是一种汽车用显效节能、减排、环保子系统。
技术介绍
：在当今人们追求方便、快捷、交通发达的时代，汽车成为国内外重要的、普遍使用的交通工具，仅就中国而言，正在使用的汽车就有两亿多辆，除此之外，每年新生产的汽车两千万辆，这些使用燃油的车辆每年消耗的燃油约五亿吨，大约价值五万亿元人民币。然而资料显示：已经探明的世界石油储量仅够使用百年左右。现在正处在世界性能源紧缺阶段，尤其是我国，情况更为严重：即我国是石油进口大国，约一半的石油要依靠进口。有的专家预测：如果海湾发生战争，尤其若是：“伊朗封锁了霍尔木兹海峡”，石油价格至少翻一番。燃油价格成为左右物价的重要因素之一。自内燃机问世以来，就存在热效率不高问题，即使利用目前最先进的供油技术——电喷式供油，热效率也只能达到38％左右，即绝大部分燃油没做有用功，这同时还存在尾气排放超标、污染大气环境等问题，尤其是我们已经认识到“汽车尾气是造成阴霾天气的重要原因”的情况下，更是应注重这些污染大户的“节能减排”问题。国家每年都拿出大笔资金支持“节能减排”技术创新产品的研发和生产。目前国内外各型汽车普遍存在：1)初期行驶阶段或者环境温度低时，进入发动机的空气温度低，雾化后的燃油呈微小颗粒状态，不能与空气中的氧分子充分混合即雾化不良而不能充分燃烧，热效率低下还易产生积碳，影响发动机寿命。2)系统温度升温慢，且节温器一般从60℃开启而有了外循环，在环境温度低于0℃以下时还存在过度冷却问题，例如：用某款国产引进型轿车实测，在环境温度为-10℃，以每小时70公里时速匀速行驶1小时，系统温度只能达到61℃。这就因系统温度低而费油且对发动机润滑不利，尤其是：环境温度低于-20℃时的热车阶段及初驶阶段，其耗油量特别高。专利号为201310325748.4的专利技术专利申请文件，公开了一种提高汽车发动机混合气雾化水平的节能减排装置，主要由电动三通比例阀、热交换器、温度传感器、调温模块ECU、温度档位变换开关、温度数字表、可调式风挡构成，利用热的冷却液之热能将进入发动机的空气(以下称空气)升温、调温至51-75℃左右，并利用四档可调式风挡阻断或者调节自然风的冷却作用，使系统温度尽快提升至80℃左右并保持之；发动机在这两个温度状态下，燃油分子的热运动加强，使雾化后的燃油原本呈微小颗粒状态而现在呈单个分子状态，这就易与空气中的氧分子充分混合，达到极好的雾化状态，因而能充分燃烧，充分燃烧就必然提高了热效率，必然能减少积碳；发动机工作在80℃左右，则改善了润滑；减少了积碳、改善了润滑则能延长发动机的寿命；该专利特别适合于环境温度较高或者不大停驶车辆(例如出租车及跑长途车辆)，有很好的节能、减排效果。但其热源取自发动机的冷却液，在汽车初驶阶段或者环境温度低时，系统温度本身就不高，用其来加热进入发动机的空气，效果不十分理想，尤其是我国北部地区的冬季，气温常常低至-20℃以下，单是怠速热车至40℃就需要15分钟以上，且该热车阶段需要较浓的混合气而很费油，尤其是有采暖功能的公交车辆，需要增加燃油消耗量来支持采暖，与此同时，尾气的热能却没利用而浪费掉了。专利号为201410073161.3的专利技术专利申请文件公开了一种利用汽车尾气废热来提高空气温度及系统工作温度而节能减排的子系统，该子系统是在201310325748.4的基础上，增加液泵、传热介质及其储存盒、废热收集器、增压风扇、切换废热或热的“冷却液”两热源用的电动比例阀并将“单回路”空气热交换器变为“双回路”热交换器，利用尾气废热来提升空气温度和系统工作温度，解决了专利号为：201310325748.4的专利技术专利在汽车初驶阶段及环境温度低时效果不佳的问题，该专利技术专利特别适合于环境温度低及有采暖功能的公交车辆。上述两个专利技术专利美中不足的是：在环境温度高且有大的动力需求时，空气热交换器有“热惰性”存在，动力提升时间稍长；另外还可能存在：加装的可调式风挡没有放置空间而无法安装问题。
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题是公开一种汽车高效节能减排子系统。本专利技术解决技术问题的方案是：利用燃油随着温度的提高，其挥发性能也提高的原理，通过回收发动机尾气废热加上发动机本身的热量，使系统温度尽快提升至最佳温度，一般是84-87℃并保持之；并使进入发动机的空气升温、调温至56-75℃。燃油在这两个温度状态下，燃油分子的热运动加强，由温度较低时的微小颗粒状态变为单个分子状态，这就易于空气中的氧分子充分混合，使混合气呈极好的雾化状态而能充分燃烧，充分燃烧必然能提高热效率而节能减排，同样的动力输出，可用较少的燃油完成。一般的动力需求可以通过调整温度档位解决，对动力有特大的需求(比如：要快速超车或者上长坡)时，停止热液对空气升温；如果车辆正在制冷，则利用“冷气”使空气快速降温；在节气门开度达到60％以上时，启动增压风扇给进气管道增压。将进气口放置在冷凝器旁侧，以便降低空气热交换器的“热惰性”；在外循环管路内加装电动球阀来代替可调式风挡，通过精确控制球阀的开度来控制冷却液外循环回路流量，即控制了外循环的散热效果并与冷凝器风扇相配合，进而控制了系统温度和空气温度。发动机系统温度的升温、调温控制：由传热介质及其储存盒、液泵、废热收集器、冷却液热交换器、电动球阀①、电动球阀②(有全车采暖功能的才有)、传热介质温度传感器、冷却液温度传感器(可与原车共享)、车厢温度传感器(有全车采暖功能的才有)、继电器①、继电器②、采暖热交换器(有全车采暖功能的才有)、连接各部件的管路和线束、调温模块ECU、档位开关、温度数字显示屏及原车的水泵、节温器、暖风水箱、冷凝器左、右风扇构成。液泵及储存盒的安装位置要低于废热收集器，液泵的进水口放置在储存盒底部，回水口放置在储存盒上盖处，以便在液泵停转时由于传热介质有落差可产生虹吸现象能全部回流至储存盒而停止回收废热。废热收集器装在排气歧管处以便收集废热，在液泵转动时，传热介质由储存盒流经液泵、废热收集器、冷却液热交换器，再回流至储存盒，将废热收集器收集到的废热传给流经冷却液热交换器的发动机内循环冷却液，该热量与发动机本身的热量共同提升发动机的工作温度，即系统温度。传热介质温度传感器放置在回水口附近，以便检测传热介质的回水温度。冷却液温度传感器装在内循环管路内(可与原车共享)，以便检测系统温度。继电器①和继电器②的常开触点串接在两个冷凝器风扇馈电回路内，以便精确控制两风扇。电动球阀①串接在冷凝器回路内，以便控制冷却液流经冷凝器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用汽车尾气废热及控制冷却液外循环流量使发动机工作温度(即系统温度)尽快升温、调温至84‑87℃并保持之；并使进入发动机的空气温度升温、调温至56‑75℃的高效节能减排子系统；系统温度升温、调温部分，由传热介质及其储存盒、液泵、废热收集器、冷却液热交换器、电动球阀①、电动球阀②(有全车采暖功能的才有)、传热介质温度传感器、冷却液温度传感器(可与原车共享)、车厢温度传感器(有全车采暖功能的才有)、继电器①、继电器②、采暖热交换器(有全车采暖功能的才有)、连接各部件的管路和线束、调温模块ECU、档位开关、温度数字显示屏及原车的水泵、节温器、冷凝器及其左、右风扇、暖风水箱构成；其特征在于：由调温模块ECU控制：发动机启动后，根据冷却液温度传感器的参数在每10秒一次的检测中，若冷却液温度传感器测得的系统温度低于84℃并保持了10秒，液泵启动旋转，传热介质从储存盒经液泵、废热收集器、冷却液热交换器再回流至储存盒，将废热收集器收集到的废热源源不断的传输给流经冷却液热交换器的内循环冷却液，与发动机本身的热量共同使系统温度尽快提升，当系统温度达到86℃并保持了10秒时液泵停转，液泵的进水口装在储存盒底部，回水口装在储存盒的上盖处，在液泵停转时，传热介质靠虹吸现象全部回流至储存盒而停止回收废热，当系统温度回落至84℃并保持了100秒时，液泵重新启动而再次回收废热；传热介质与内循环冷却液在冷却液热交换器内的流向相反，当传热介质温度传感器测得的传热介质的回水温度达到92℃并保持了10秒时液泵也要停转而停止回收废热，如果系统温度低于84℃并保持了100秒时，液泵就自动启动旋转回收废热；装在外循环管路内的电动球阀①在系统温度达到84℃前关闭，此时只有内循环，即使节温器开启也没有外循环；当系统温度达到84℃并保持了10秒时，ECU给电动球阀①的电机正向旋转的电脉冲，使电动球阀①开度为12‑15°而有少量外循环，冷却液经水泵、节温器、电动球阀①、冷凝器回流至水泵；当系统温度达到85℃并保持了10秒时，ECU再给该电机正向旋转的电脉冲，使之开度为30‑40°，同时继电器①动作，使冷凝器左风扇转动；当系统温度达到86℃并保持了10秒，ECU再次给其正向旋转的电脉冲，使之开度为55‑60°；当系统温度达到87℃并保持了10秒时，ECU又给其正向旋转的电脉冲，直至触动限位开关为止，此时电动球阀①全部打开，是最大外循环流量，同时继电器②动作冷凝器右风扇旋转；系统温度回落至某一温度并保持了100秒时，电动球阀①、左、右风扇都要恢复该温度相对应的工作状态；有采暖功能的车辆在调温模块ECU给出采暖指令后，液泵、电动球阀①、左风扇、右风扇均提高1℃动作，当系统温度达到82℃并保持了10秒时，电动球阀②的电机正向旋转，使其开度为12‑15°，热的冷却液从水泵经节温器、电动球阀②、采暖热交换器回流至水泵，有了少量供暖热量；当系统温度达到83℃并保持了10秒，电动球阀②的电机再次正向旋转，使之开度为30‑40°，当系统温度达到84℃并保持了10秒，电动球阀②的电机再次正向旋转直至触动限位开关全部打开为止，此时是供暖回路的最大流量；当系统温度达到85℃以上时，冷凝器回路也参与系统温度的调温并按上述程序动作；当系统温度回落至某一温度时，电动球阀②的开度要恢复至该温度相对应的开度，当车厢温度传感器的参数达到设定的数值并保持了10秒时，电动球阀②的开度调整为12‑15°，以后每5分钟一次的车厢温度传感器数据采集中，若车厢温度仍高于设定温度，电动球阀②关闭，若低于设定温度2℃，电动球阀②重复上述升温程序；当环境温度特别寒冷时，可将冷凝器的迎风测部分遮挡，同时该采暖回路设有电动球阀②的各动作均降低5℃和10℃运作的两档供暖程序，没有全车采暖功能的车辆则没有该回路；冷却液热交换器的热交换部件用导热效果好的材料制造，呈双面密集齿形，其外壳有保温层，两回路的有效截面积基本相等且稍大于原管路的截面积。...

【技术特征摘要】
2014.12.10 CN 20141078503501.一种利用汽车尾气废热及控制冷却液外循环流量使发动机工作温度(即系统
温度)尽快升温、调温至84-87℃并保持之；并使进入发动机的空气温度升温、
调温至56-75℃的高效节能减排子系统；系统温度升温、调温部分，由传热介质
及其储存盒、液泵、废热收集器、冷却液热交换器、电动球阀①、电动球阀②(有
全车采暖功能的才有)、传热介质温度传感器、冷却液温度传感器(可与原车共享)、
车厢温度传感器(有全车采暖功能的才有)、继电器①、继电器②、采暖热交换器
(有全车采暖功能的才有)、连接各部件的管路和线束、调温模块ECU、档位开
关、温度数字显示屏及原车的水泵、节温器、冷凝器及其左、右风扇、暖风水箱
构成；其特征在于：由调温模块ECU控制：发动机启动后，根据冷却液温度传感
器的参数在每10秒一次的检测中，若冷却液温度传感器测得的系统温度低于84℃
并保持了10秒，液泵启动旋转，传热介质从储存盒经液泵、废热收集器、冷却液
热交换器再回流至储存盒，将废热收集器收集到的废热源源不断的传输给流经冷
却液热交换器的内循环冷却液，与发动机本身的热量共同使系统温度尽快提升，
当系统温度达到86℃并保持了10秒时液泵停转，液泵的进水口装在储存盒底部，
回水口装在储存盒的上盖处，在液泵停转时，传热介质靠虹吸现象全部回流至储
存盒而停止回收废热，当系统温度回落至84℃并保持了100秒时，液泵重新启动
而再次回收废热；传热介质与内循环冷却液在冷却液热交换器内的流向相反，当
传热介质温度传感器测得的传热介质的回水温度达到92℃并保持了10秒时液泵
也要停转而停止回收废热，如果系统温度低于84℃并保持了100秒时，液泵就自
动启动旋转回收废热；装在外循环管路内的电动球阀①在系统温度达到84℃前关
闭，此时只有内循环，即使节温器开启也没有外循环；当系统温度达到84℃并保
持了10秒时，ECU给电动球阀①的电机正向旋转的电脉冲，使电动球阀①开度
为12-15°而有少量外循环，冷却液经水泵、节温器、电动球阀①、冷凝器回流
至水泵；当系统温度达到85℃并保持了10秒时，ECU再给该电机正向旋转的电
脉冲，使之开度为30-40°，同时继电器①动作，使冷凝器左风扇转动；当系统
温度达到86℃并保持了10秒，ECU再次给其正向旋转的电脉冲，使之开度为55
-60°；当系统温度达到87℃并保持了10秒时，ECU又给其正向旋转的电脉冲，
直至触动限位开关为止，此时电动球阀①全部打开，是最大外循环流量，同时继
电器②动作冷凝器右风扇旋转；系统温度回落至某一温度并保持了100秒时，电
动球阀①、左、右风扇都要恢复该温度相对应的工作状态；有采暖功能的车辆在
调温模块ECU给出采暖指令后，液泵、电动球阀①、左风扇、右风扇均提高1℃
动作，当系统温度达到82℃并保持了10秒时，电动球阀②的电机正向旋转，使
其开度为12-15°，热的冷却液从水泵经节温器、电动球阀②、采暖热交换器回
流至水泵，有了少量供暖热量；当系统温度达到83℃并保持了10秒，电动球阀
②的电机再次正向旋转，使之开度为30-40°，当系统温度达到84℃并保持了
10秒，电动球阀②的电机再次正向旋转直至触动限位开关全部打开为止，此时是
供暖回路的最大流量；当系统温度达到85℃以上时，冷凝器回路也参与系统温度
的调温并按上述程序动作；当系统温度回落至某一温度时，电动球阀②的开度要

\t恢复至该温度相对应的开度，当车厢温度传感器的参数达到设定的数值并保持了
10秒时，电动球阀②的开度调整为12-15°，以后每5分钟一次的车厢温度传
感器数据采集中，若车厢温度仍高于设定温度，电动球阀②关闭，若低于设定温
度2℃，电动球阀②重复上述升温程序；当环境温度特别寒冷时，可将冷凝器的
迎风测部分遮挡，同时该采暖回路设有电动球阀②的各动作均降低5℃和10℃运
作的两档供暖程序，没有全车采暖功能的车辆则没有该回路；冷却液热交换器的
热交换部件用导热效果好的材料制造，呈双面密集齿形，其外壳有保温层，两回
路的有效截面积基本相等且稍大于原管路的截面积。
2.根据权利要求1所述的汽车高效节能减排子系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树卿，
申请(专利权)人：王树卿，
类型：发明
国别省市：吉林;22