一种废气截流传热再利用装置及混动车辆的制作方法
未命名
07-28
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1.本发明实施例涉及车辆工程技术,尤其涉及一种废气截流传热再利用装置及混动车辆。
背景技术:
2.为了有效节约能源和降低环境污染,目前汽车开始由纯燃油汽车向混合动力汽车转变,从而减少化石能源消耗,当前混合动力电动汽车内部存在使用化石燃料的发动机和通过电力驱动的电动机,这两种动力源在汽车不同的行驶状态(如起步、低中速、匀速,加速,高速,减速或者刹车等)下分别工作,或者一起工作,通过这种组合达到最少的燃油消耗和尾气排放,从而实现省油和环保的目的,现有汽车燃料燃烧所释放的能量只有三分之一左右能够被有效利用,其余能量大都通过气体的形式被散失或排放到大气中,造成了能源极大地浪费,也带来了不良的环境影响,为了能够在减少化石能源消耗的同时,进一步提高混合动力汽车对能源的利用率,需要一种能够有效利用废气中余热的截流传热再利用装置来提高能量的利用率,将废气中的热量通过截流传热再利用装置与车辆内部的冷却液和气体等进行换热,来提高混合动力汽车对能源的利用率。
3.在寒冷季节时,传统的混合动力电动汽车废气截流传热再利用装置会利用车辆发动机排放废气中的热能对汽车水箱内部的冷却液和进入车辆内部的空气进行加热,冷却液温度提高后通过车内预设循环管路流入车内由电池驱动的电动机内对电动机进行加热,从而在寒冷天气下改善电动机的运行环境,提高电动机的运行效率,从而提高在寒冷天气下的混合动力电动汽车的热车效率,让混合动力电动汽车能够在寒冷天气下更快的启动和运行,同时有效的利用废气中的热能,提高能源利用率,而传统的汽车废气截流传热再利用装置体积较大,且需要使用循环泵将水箱中的液体抽出在截流传热再利用装置内部与高热废气进行循环换热,因此会提高传热再利用装置的制造成本和占用空间。
技术实现要素:
4.本发明提供一种废气截流传热再利用装置及混动车辆,以达到减小废气截流传热再利用装置的成本及体积的目的。
5.第一方面,本发明实施例提供了一种废气截流传热再利用装置,包括:
6.废气截流单元;
7.第一换热箱、第一储液箱、第一换热循环管路;
8.所述第一换热箱配置有第一可控进气口、第一可控排气口,所述废气截流单元通过所述第一可控进气口与所述第一换热箱相连接;
9.所述第一储液箱配置有第一可控进液口、第一可控出液口,所述第一换热循环管路的两端分别与所述第一可控进液口、第一可控出液口相连接,所述第一换热循环管路的主体环绕所述第一换热箱的外壁;
10.所述第一换热箱内配置有第一板、所述第一储液箱内配置有第二板,所述第一板
通过第一连杆与所述第二板相连接;
11.所述第一连杆穿过所述第一换热箱、第一储液箱的外壁且与所述第一换热箱、第一储液箱滑动密封连接;
12.第二换热箱、第二储液箱、第二换热循环管路;
13.所述第二换热箱配置有第二可控进气口、第二可控排气口,所述废气截流单元通过所述第二可控进气口与所述第二换热箱相连接;
14.所述第二储液箱配置有第二可控进液口、第二可控出液口,所述第二换热循环管路的两端分别与所述第二可控进液口、第二可控出液口相连接,所述第二换热循环管路的主体环绕所述第二换热箱的外壁;
15.所述第二换热箱内配置有第三板、所述第二储液箱内配置有第四板,所述第三板通过第二连杆与所述第四板相连接;
16.所述第二连杆穿过所述第二换热箱、第二储液箱的外壁且与所述第二换热箱、第二储液箱滑动密封连接;
17.齿轮传动单元;
18.所述齿轮传动单元分别与所述第二板、第四板相连接,所述齿轮传动单元用于所述第二板运动时,使所述第四板沿与所述第二板运动方向的相反方向运动;
19.控制器;
20.所述控制器分别与所述第一可控进气口、第一可控排气口、第一可控进液口、第一可控出液口、第二可控进气口、第二可控排气口、第二可控进液口、第二可控出液口、齿轮传动单元相连接。
21.可选的,所述废气截流单元包括:导气箱、气泵、废气抽气阀;
22.所述导气箱分别与所述第一可控进气口、第二可控进气口、气泵相连接;
23.所述气泵还通过所述废气抽气阀与废气排气管相连接;
24.所述控制器还分别与所述气泵、废气抽气阀相连接。
25.可选的,还包括电控吸气阀、导风管;
26.所述电控吸气阀与所述导风管相连接,所述导风管还与所述气泵相连接。
27.可选的,还包括多孔连接管;
28.所述多孔连接管分别与所述第一可控排气口、第二可控排气口、废气排气管相连接。
29.可选的,所述齿轮传动单元包括:
30.l型安装板、第一活动板、第二活动板和齿轮组件;
31.所述齿轮组件通过所述l型安装板与所述第一储液箱和/或第二储液箱的外壁固定连接;
32.所述第一活动板与所述第二板固定连接,所述第二活动板与所述第四板固定连接;
33.所述第一活动板、第二活动板分别配置有齿条,所述第一活动板、第二活动板分别通过齿条与所述齿轮组件相连接;
34.所述齿轮组件用于所述第二板运动时,使所述第四板沿与所述第二板运动方向的相反方向运动。
35.可选的,还包括第一碰撞开关、第二碰撞开关;
36.所述第一碰撞开关设置于所述第一换热箱内,所述第一碰撞开关用于确定所述第一板是否运动到位;
37.所述第二碰撞开关设置于所述第二换热箱内,所述第二碰撞开关用于确定所述第三板是否运动到位;
38.所述第一碰撞开关、第二碰撞开关还与所述控制器相连接,所述控制器配置为根据所述第一碰撞开关、第二碰撞开关的信号控制所述一可控进气口、第一可控排气口、第一可控进液口、第一可控出液口、第二可控进气口、第二可控排气口、第二可控进液口、第二可控出液口动作。
39.可选的,所述第一储液箱内还设置有第一集液槽,所述第一可控出液口设置于所述第一集液槽处;
40.所述第二储液箱内还设置有第二集液槽,所述第二可控出液口设置于所述第二集液槽处。
41.可选的,所述第一储液箱内部还设置有第一导向框,所述第一导向框用于所述第一连杆的导向;
42.所述第二储液箱内还设置有第二导向框,所述第二导向框用于所述第二连杆的导向。
43.可选的,所述第一储液箱、第二储液箱通过密封隔板相连接;
44.所述密封隔板上设置有导流孔,所述导流孔用于连通所述第一储液箱、第二储液箱;
45.所述第一储液箱和/或所述第二储液箱上还设置有加液口、排液口。
46.第二方面,本发明实施例还提供了一种混动车辆,包括本发明实施例记载的任意一种废气截流传热再利用装置。
47.与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明提出一种废气截流传热再利用装置,通过将第一可控进气口、第二可控进气口、第一可控排气口、第二可控排气口、第一可控进液口、第二可控进液口、第一可控出液口、第二可控出液口按照规律不断的在开闭之间切换,让储液箱内部的冷却液可以通过对应的换热循环管路与对应的换热箱进行不断循环换热;此外,基于齿轮传动单元,本装置可在不使用循环泵的前提下,可以让储液箱内的板在储液箱内部来回反向穿插移动,进而为储液箱内部冷却液的循环提供稳定动力,提高了截流传热再利用装置的工作效率,节约了制造成本,同时减小了装置整体所需的空间。
附图说明
48.图1是实施例中的废气截流传热再利用装置结构框图;
49.图2是实施例中的废气截流单元结构框图;
50.图3是实施例中的另一种废气截流传热再利用装置结构框图;
51.图4是实施例中的又一种废气截流传热再利用装置结构框图;
52.图5是实施例中的第一废气截流传热再利用装置结构图;
53.图6是实施例中的第二废气截流传热再利用装置结构图;
54.图7是实施例中的第三废气截流传热再利用装置结构图;
55.图8是实施例中的第四废气截流传热再利用装置结构图。
具体实施方式
56.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
57.实施例一
58.图1是实施例中的废气截流传热再利用装置结构框图,参考图1,废气截流传热再利用装置包括:
59.废气截流单元100,本实施例中,设置废气截流单元100与废气排气管1相连接,废气截流单元100用于从废气排气管1中导出部分(高温)废气。
60.示例性的,本实施例中,对废气截流单元100从废气排气管1中导出废气的方式不做限定,例如,可以配置废气截流单元100主动从废气排气管1中抽取废气,也可以利用废气排气管1的压力使废气自行进入废气截流单元100中。
61.还包括第一换热箱201、第一储液箱202、第一换热循环管路203。
62.本实施例中,第一换热箱201配置有第一可控进气口2011、第一可控排气口2012,废气截流单元100通过第一可控进气口2011与第一换热箱201相连接。
63.本实施例中,第一换热箱201用于存储废气截流单元100向第一换热箱201输入的废气,具体的,当第一可控进气口2011受控打开时,废气可以从废气截流单元100进入第一换热箱201中;
64.本实施例中,当第一可控排气口2012受控打开时,废气可以从第一换热箱201内排出。
65.本实施例中,第一储液箱202配置有第一可控进液口2021、第一可控出液口2022,第一换热循环管路203的两端分别与第一可控进液口2021、第一可控出液口2022相连接,第一换热循环管路203的主体环绕第一换热箱201的外壁。
66.示例性的,本实施例中,第一储液箱202内存储有冷却液,当第一可控进液口2021受控打开时,第一储液箱202内的冷却液可以进入第一换热循环管路203中;
67.当第一可控出液口202受控打开时,第一换热循环管路203中的冷却液可以回流到第一储液箱202内。
68.示例性的,本方案中,当第一热循环管路203中存在冷却液,且第一换热箱201内存在高温废气时,冷却液可以与高温废气发生热交换,进而使冷却液的温度升高;
69.当冷却液与高温废气完成热交换过程后,可以将第一换热箱201内的废气排出。
70.本实施例中,第一换热箱201内配置有第一板、第一储液箱202内配置有第二板,第一板通过第一连杆与第二板相连接;
71.第一连杆穿过第一换热箱201、第一储液箱202的外壁且与第一换热箱201、第一储液箱202滑动密封连接。
72.示例性的,本实施例中,设定从废气接口单元100向第一换热箱201内输送废气时,控制第一可控进气口2011打开、第一可控排气口2012关闭、控制第一可控进液口2021打开、第一可控出液口2022关闭;
73.此时,当废气进入第一换热箱201时,第一换热箱201内的压力增大,第一板运动,相应的,第一板运动带动第二板运动;
74.第二板运动时,第一储液箱202内的压力变化,使第一储液箱202内的冷却器在压力的作用下自行进入第一换热循环管路203中。
75.还包括第二换热箱204、第二储液箱205、第二换热循环管路206。
76.第二换热箱204配置有第二可控进气口2041、第二可控排气口2042,废气截流单元100通过第二可控进气口2041与第二换热箱204相连接。
77.本实施例中,第二换热箱204用于存储废气截流单元100向第二换热箱204输入的废气,具体的,当第二可控进气口2041受控打开时,废气可以从废气截流单元100进入第二换热箱204中;
78.本实施例中,当第二可控排气口2042受控打开时,废气可以从第二换热箱204内排出。
79.第二储液箱205配置有第二可控进液口2051、第二可控出液口2052,第二换热循环管路206的两端分别与第二可控进液口2051、第二可控出液口2052相连接,第二换热循环管路206的主体环绕第二换热箱204的外壁。
80.示例性的,本实施例中,第二储液箱205内存储有冷却液,当第二可控进液口2051受控打开时,第二储液箱205内的冷却液可以进入第二换热循环管路206中;
81.当第二可控出液口2052受控打开时,第二换热循环管路206中的冷却液可以回流到第二储液箱205内。
82.示例性的,本方案中,当第二换热循环管路206中存在冷却液,且第二换热箱204内存在高温废气时,冷却液可以与高温废气发生热交换,进而使冷却液的温度升高;
83.当冷却液与高温废气完成热交换过程后,可以将第二换热箱204内的废气排出。
84.第二换热箱204内配置有第三板、第二储液箱205内配置有第四板,第三板通过第二连杆与第四板相连接;
85.第二连杆穿过第二换热箱204、第二储液箱205的外壁且与第二换热箱204、第二储液箱205滑动密封连接。
86.示例性的,本实施例中,设定从废气接口单元100向第二换热箱204内输送废气时,控制第二可控进气口2041打开、第二可控排气口2042关闭、控制第二可控进液口2051打开、第二可控出液口2052关闭;
87.此时,当废气进入第二换热箱204时,第二换热箱204内的压力增大,第三板运动,相应的,第三板运动带动第四板运动;
88.第四板运动时,第二储液箱205内的压力变化,使第二储液箱205内的冷却器在压力的作用下自行进入第二换热循环管路206中。
89.还包括齿轮传动单元300;
90.齿轮传动单元300分别与第二板、第四板相连接,齿轮传动单元用于第二板运动时,使第四板沿与第二板运动方向的相反方向运动。
91.本实施例中,设置齿轮传动单元300为机械组件,基于机械结构实现第二板运动时,使第四板沿与第二板运动方向的相反方向运动。
92.本实施例中,对齿轮传动单元300的具体结构不做限定,齿轮传动单元300可以包
含齿轮组,具体通过齿轮组实现第二板运动时,使第四板沿与第二板运动方向的相反方向运动。
93.本实施例中,设置齿轮传动单元300,使第二板运动时,第四板沿与第二板运动方向的相反方向运动的目的在于:
94.在不借助额外水泵的情况下,使一个储液箱中的冷却液可以自行从储液箱中进入换热循环管路中,再由换热循环管路自行回流至储液箱中,进而实现冷却液的循环;
95.例如,控制第一可控进气口2011打开、第二可控排气口2012关闭、第一可控进液口2021打开、第一可控出液口2022关闭,第一板(第二板)运行到最大行程位置时,第一换热循环管路203中存满由第一储液箱202进入的冷却液,此时,第一换热循环管路203中的冷却液与第一换热箱201中的废气进行热交换;
96.控制第一可控进气口2011打开、第二可控排气口2012关闭、第一可控进液口2021打开、第一可控出液口2022关闭时,控制第二可控进气口2041关闭、第二可控排气口2042打开、第二可控进液口2051关闭、第二可控出液口2052打开;
97.相应的,第一板运行到最大行程位置时,第三板(第四板)运行到最小行程位置,第二换热循环管路206中的全部冷回流至第二储液箱205中,第二换热箱204中无废气;
98.第一板运行至最小行程位置,第三板对应运行至最大行程位置的过程中,各部分的控制/工作方式与上述过程相反,其具体内容不再详述。
99.还包括控制器(图中未示出);
100.控制器分别与第一可控进气口2011、第一可控排气口2012、第一可控进液口2021、第一可控出液口2022、第二可控进气口2041、第二可控排气口2042、第二可控进液口2051、第二可控出液口2052、齿轮传动单元300相连接。
101.示例性的,本实施例中,对控制器中配置的软件控制方法不做具体限定,例如,可以配置控制器具体用于:
102.获取齿轮传动单元300的运行位置,根据齿轮传动单元300确定第二板(或第四板)是否达到最大/最小行程位置;
103.当第二板达到最大行程位置时,控制第一可控进气口2011关闭、第二可控排气口2012打开、第一可控进液口2021关闭、第一可控出液口2022打开;
104.控制第二可控进气口2041打开、第二可控排气口2042关闭、第二可控进液口2051打开、第二可控出液口2052关闭;
105.当第二板达到最小行程位置时,控制第一可控进气口2011打开、第二可控排气口2012关闭、第一可控进液口2021打开、第一可控出液口2022关闭;
106.控制第二可控进气口2041关闭、第二可控排气口2042打开、第二可控进液口2051关闭、第二可控出液口2052打开。
107.本实施例提出一种废气截流传热再利用装置,通过将第一可控进气口、第二可控进气口、第一可控排气口、第二可控排气口、第一可控进液口、第二可控进液口、第一可控出液口、第二可控出液口按照规律不断的在开闭之间切换,让储液箱内部的冷却液可以通过对应的换热循环管路与对应的换热箱进行不断循环换热;
108.此外,基于齿轮传动单元,本装置可在不使用循环泵的前提下,可以让储液箱内的板在储液箱内部来回反向穿插移动,进而为储液箱内部冷却液的循环提供稳定动力,提高
了截流传热再利用装置的工作效率,节约了制造成本,同时减小了装置整体所需的空间。
109.图2是实施例中的废气截流单元结构框图,参考图2,在图1所示方案的基础上,废气截流单元包括:导气箱101、气泵102、废气抽气阀103;
110.导气箱101分别与第一可控进气口2011、第二可控进气口2041、气泵102相连接,气泵102还通过废气抽气阀103与废气排气管1相连接,控制器还分别与气泵102、废气抽气阀103相连接。
111.本方案中,导气箱101用于从废气排气管1中抽取的废气的临时存储,以保证废气可以稳定进入第一换热箱201、第二换热箱204。
112.本方案中,通过对气泵102、废气抽气阀103的控制,可以实现停止或开启从废气排气管1中抽取废气;
113.具体的,当控制气泵102工作、废气抽气阀103打开时,气泵102从废气排气管1中抽取废气,进而当第一可控进气口2011或第二可控进气口2041受控打开时,废气可以进入对应的换热箱;
114.当气泵102停止工作和/或废气抽气阀103关闭时,气泵102不再从废气排气管1中抽取废气,此时,废气截流传热再利用装置暂时不具备换热功能。
115.图3是实施例中的另一种废气截流传热再利用装置结构框图,参考图3,在图2所示方案的基础上,废气截流传热再利用装置还包括电控吸气阀104、导风管105;
116.电控吸气阀104与导风管105相连接,导风管105还与气泵102相连接。
117.示例性的,本方案中,电控吸气阀104安装于车体表面,导风管105用于连接电控吸气阀104和气泵102。
118.本方案中,设定电控吸气阀104和废气抽气阀103择一开启,设定电控吸气阀104开启且气泵102工作时,气泵102通过电控吸气阀104抽取环境中的空气,此时,空气替代废气抽气阀103开启时抽取的废气进入导气箱101,空气进入第一换热箱201或者第二换热箱204内后,与对应的换热循环管路中的冷却液发生热交换;
119.具体的,汽车行驶时会在表面形成较大的气流,这些气流会通过电控吸气阀104进入导风管105内部,在气泵102的吸力下,空气会进入导气箱101,进而进入第一换热箱201或者第二换热箱204内。
120.在炎热天气时,储液箱内部的冷却液与车辆内部的设备进行换热后自身温度已经很高,车内由电池驱动的电动机在运行时自身温度也会很高,此时无需再通过与高热废气进行热交换为冷却液加热;
121.本方案中,为废气截流传热再利用装置配置电控吸气阀,当天气炎热时,采用环境空气代替高温废气与储液箱内的冷却液进行热交换,增加了废气截流传热再利用装置的功能性且提高了废气截流传热再利用装置的使用灵活性。
122.本方案中,在炎热的天气时,当储液箱内部的冷却液温到达指定温度后,控制器会控制废气抽气阀关闭,同时打开电控吸气阀,外部自然风会通过电控吸气阀进入导风管内部,同时在气泵的吸力下进入换热箱内,替代之前的高热废气,此时,储液箱内温度较高的冷却液会通过换热循环管路将热量传递给换热箱内温度较低的自然风,从而实现降低储液箱内部冷却液的温度,让储液箱内部的冷却液能够更好的对发动机和电动机进行换热降温,提高混合动力电动汽车在炎热天气下的运行效果。
123.图4是实施例中的又一种废气截流传热再利用装置结构框图,参考图4,在图2所示方案的基础上,废气截流传热再利用装置还包括多孔连接管106;
124.多孔连接管106分别与第一可控排气口2012、第二可控排气口2042、废气排气管1相连接。
125.本方案中,多孔连接管106用于从第一可控排气口2012、第二可控排气口2042和/或多孔连接管106中排出废气的导流,进而规范废气截流传热再利用装置的废气排放管路部分的布局。
126.在图1所示方案的基础上,在一种可实施方案中,齿轮传动单元包括:l型安装板、第一活动板、第二活动板和齿轮组件;
127.齿轮组件通过l型安装板与第一储液箱202和/或第二储液箱205的外壁固定连接;
128.第一活动板与第二板固定连接,第二活动板与第四板固定连接;
129.第一活动板、第二活动板分别配置有齿条,第一活动板、第二活动板分别通过齿条与齿轮组件相连接;
130.齿轮组件用于第二板运动时,使第四板沿与第二板运动方向的相反方向运动。
131.示例性的,本方案中,齿条用于与齿轮组件中的齿轮啮合,设定齿条的长度比活动板短一定的长度;
132.以第二板为例,当第二板靠在第一储液箱202的一侧,即处于最小行程位置时,第一活动板探出第一储液箱202一侧的长度为最大长度;
133.由于第一活动板上设置的齿条未能铺满第一活动板,此时第一活动板一侧的齿条无法与l型安装板底部的齿轮接触;
134.当第一储液箱202一侧的第一活动板跟随第二板先行向前移动时,第二储液箱205一侧的第二活动板将不会受到l型安装板底部转动的齿轮的影响;
135.当第一储液箱202内部的第二板在第一板的推动下移动到第一储液箱202的前端后,第二板已经向前推动了最大距离,即处于最大行程位置;
136.此时,当第一储液箱202内部的第四板在第三板(第三板的初始位置为最小行程位置)的推动下移动时,第二活动板随第四板向前移动;
137.第二活动板上设置的齿条会通过l型安装板底部的齿轮带动第一活动板向相反的方向移动,从而带动第二板、第一板复位,从而完成一次冷却液进入第一换热循环管路203,再从第一换热循环管路203中再回到第一储液箱202的循环过程;
138.本方案中,在齿轮组件的作用下,第一活动板和第二活动板可以交替运动至各自的最大行程位置和最小行程位置,进而可以带动对应储液箱内的板循环前后移动,进而实现在无需额外水泵的情况下,可以使对应储液箱内的冷却液可以循环的进入换热循环管路以及从换热循环管路中排出,循环完成冷却液与废气的热交换过程。
139.当齿轮传动单元包括l型安装板、第一活动板、第二活动板和齿轮组件,在一种可实施方案中,齿轮传动单元还包括第一碰撞开关、第二碰撞开关;
140.第一碰撞开关设置于第一换热箱内,第一碰撞开关用于确定第一板是否运动到位;
141.第二碰撞开关设置于第二换热箱内,第二碰撞开关用于确定第三板是否运动到位;
142.第一碰撞开关、第二碰撞开关还与控制器相连接,控制器配置为根据第一碰撞开关、第二碰撞开关的信号控制一可控进气口、第一可控排气口、第一可控进液口、第一可控出液口、第二可控进气口、第二可控排气口、第二可控进液口、第二可控出液口动作。
143.示例性的,本方案中,第一碰撞开关用于确定第一板是否运动到最大行程位置,第二碰撞开关用于确定第二板是否运动到最大行程位置。
144.示例性的,本方案中,当第一板触碰到第一碰撞开关时,第一板运动至最大行程位置,第一碰撞开关输出第一信号,此时,控制第一可控进气口2011关闭、第二可控排气口2012打开、第一可控进液口2021关闭、第一可控出液口2022打开;
145.控制第二可控进气口2041打开、第二可控排气口2042关闭、第二可控进液口2051打开、第二可控出液口2052关闭;
146.当第三板触碰到第二碰撞开关时,第三板运动至最大行程位置,第二碰撞开关输出第二信号,此时,控制第一可控进气口2011打开、第二可控排气口2012关闭、第一可控进液口2021打开、第一可控出液口2022关闭;
147.控制第二可控进气口2041关闭、第二可控排气口2042打开、第二可控进液口2051关闭、第二可控出液口2052打开。
148.在图1所示方案的基础上,在一种可实施方案中,第一储液箱202内还设置有第一集液槽,第一可控出液口2022设置于第一集液槽处;
149.第二储液箱205内还设置有第二集液槽,第二可控出液口2052设置于第二集液槽处。
150.本方案中,集液槽用于对储液箱内部的液体起到导向和聚集的作用,从而让储液箱内部的液体在板的挤压时能够快速通过集液槽进入可控进液口,从而适当板在向前移动时所受到的阻力,提高板向前移动时的稳定性。
151.在图1所示方案的基础上,在一种可实施方案中,第一储液箱202内部还设置有第一导向框,第一导向框用于第一连杆的导向;
152.第二储液箱205内还设置有第二导向框,第二导向框用于第二连杆的导向。
153.示例性的,本方案中,设置导线框用于保持连杆在运动时,按照固定的方向稳定运行。
154.在图1所示方案的基础上,在一种可实施方案中,第一储液箱、第二储液箱通过密封隔板相连接,密封隔板上设置有导流孔,导流孔用于连通第一储液箱、第二储液箱;
155.第一储液箱和/或第二储液箱上还设置有加液口、排液口。
156.示例性的,本方案中,导流孔连通第一储液箱、第二储液箱,工作人员只需通过一个加液口即可将第一储液箱202、第二储液箱205内部灌满冷却液;
157.同时,将排液口连接在主出液管路一端,可通过该主出液管将储液箱内部的冷却液送入混合动力汽车内部的发动机和电动机内部,从而进行循环散热或者加热工作。
158.示例性的,本实施例中,上述任意废气截流传热再利用装置的方案可以自由排列组合,图5是实施例中的第一废气截流传热再利用装置结构图,图6是实施例中的第二废气截流传热再利用装置结构图,图7是实施例中的第三废气截流传热再利用装置结构图,图8是实施例中的第四废气截流传热再利用装置结构图,参考图5至图8,例如,在一种可实施方案中,废气截流传热再利用装置包括:
159.废气截流单元,废气截流单元包括导气箱101、气泵102、废气抽气阀103、电控吸气阀104、导风管105、多孔连接管106;
160.还包括第一换热箱201、第一储液箱202、第一换热循环管路203;
161.第一换热箱201配置有第一可控进气口2011、第一可控排气口2012、第一储液箱202配置有第一可控进液口2021、第一可控出液口2022;
162.还包括第二换热箱204、第二储液箱205、第二换热循环管路206;
163.第二换热箱204配置有第二可控进气口2041、第二可控排气口2042、第二储液箱205配置有第二可控进液口2051、第二可控出液口2052;
164.导气箱101分别与第一可控进气口2011、第二可控进气口2041、气泵102相连接,气泵102还通过废气抽气阀103与废气排气管1相连接;
165.多孔连接管106分别与第一可控排气口2012、第二可控排气口2042、废气排气管1相连接;
166.电控吸气阀104与导风管105相连接,导风管105还与气泵102相连接;
167.第一换热循环管路203的两端分别与第一可控进液口2021、第一可控出液口2022相连接,第一换热循环管路203的主体环绕第一换热箱201的外壁;
168.第二换热循环管路206的两端分别与第二可控进液口2051、第二可控出液口2052相连接,第二换热循环管路206的主体环绕第二换热箱204的外壁;
169.还包括齿轮传动单元,齿轮传动单元包括l型安装板601、第一活动板602、第二活动板603和齿轮组件;
170.第一换热箱201内配置有第一板2013、第一储液箱202内配置有第二板2023,第一板2013通过第一连杆与第二板2023相连接;
171.第一连杆穿过第一换热箱201、第一储液箱202的外壁且与第一换热箱201、第一储液箱202滑动密封连接,第一储液箱202内部还设置有第一导向框,第一连杆穿过第一导向框;
172.第二换热箱204内配置有第三板、第二储液箱205内配置有第四板,第三板通过第二连杆与第四板相连接;
173.第二连杆穿过第二换热箱204、第二储液箱205的外壁且与第二换热箱204、第一储液箱205滑动密封连接,第二储液箱205内部还设置有第二导向框,第二连杆穿过第二导向框;
174.齿轮组件通过l型安装板601与第一储液箱202和/或第二储液箱205的外壁固定连接;
175.第一活动板602与第二板2023固定连接,第二活动板603与第四板2053固定连接;
176.第一活动板602、第二活动板603分别配置有齿条,第一活动板602、第二活动板603分别通过齿条与齿轮组件相连接;
177.齿轮传动单元还包括第一碰撞开关、第二碰撞开关;
178.第一碰撞开关设置于第一换热箱内,第一碰撞开关用于确定第一板是否运动到位;
179.第二碰撞开关设置于第二换热箱内,第二碰撞开关用于确定第三板是否运动到位;
180.第一储液箱202内还设置有第一集液槽801,第一可控出液口2022、第一可控进液口2021设置于第一集液槽处;
181.第二储液箱205内还设置有第二集液槽802,第二可控出液口2052、第二可控进液口2051设置于第二集液槽处;
182.第一储液箱、第二储液箱通过密封隔板700相连接,密封隔板700上设置有导流孔702、温度传感器703,导流孔702用于连通第一储液箱202、第二储液箱205;
183.第一储液箱和/或第二储液箱上还设置有加液口500、排液口701;
184.还包括控制器400,控制器400设置在导气箱101的表面;
185.控制器400与第一可控进气口2011、第一可控排气口2012、第一可控进液口2021、第一可控出液口2022、第二可控进气口2041、第二可控排气口2042、第二可控进液口2051、第二可控出液口2052;
186.控制器400还与气泵102、废气抽气阀103、电控吸气阀104、第一碰撞开关、第二碰撞开关相连接。
187.示例性的,本方案中,废气截流传热再利用装置的使用和工作方式包括:
188.控制器400控制废气抽气阀103打开和气泵102运行,气泵102会将通过废气排气管1向外排放的高热废气通过废气抽气阀103吸入导气箱101内部;
189.温度传感器703对储液箱内部的液体温度温进行实时监测,在炎热的天气时,当储液箱内部的液体温到达指定温度后,控制器400会控制废气抽气阀103关闭,从而让废气排气管1内部的高热废气直接进入多孔连接管106后排出;
190.同时,控制器400打开电控吸气阀104,空气通过电控吸气阀104进入导风管105内部,气泵102会将导风管105内部的空气吸入导气箱101内部,从而替代之前的高热废气(与换热循环管路中的冷却液进行换热);
191.导流孔702连通第一储液箱202和第二储液箱205,工作人员只需通过一个加液口500即可将储液箱内部灌满液体;
192.加液口500设置于第一储液箱202的顶部且位于第一集液槽801的上方,工作人员通过加液口500向第一储液箱202内部加入液体时,首先通过控制器400控制第一可控排气口2012和第二可控排气口2042打开,让第一换热箱201和第二换热箱204内部的气体可分别通过第一可控排气口2012和第二可控排气口2042向外界排出;
193.通过加液口500向第一储液箱202内部充入冷却液的过程中,依次拉动第一活动板602、第二活动板603,让位于密封隔板700两侧的第二板、第四板分别紧贴在水箱2一侧内壁,从而顺利将储液箱灌满;
194.排液口701连接在主出液管路一端,储液箱内部的冷却液可以通过拍液口701送入混合动力汽车内部的发动机和电动机内部进行循环散热或者加热工作,从而保证两个储液箱只需一个加液口500和排液口701即可稳定向外部供应冷却液。
195.活塞板24在气体推动下移动到导向框33一侧时,会与导向框33一侧的碰撞开关32发生碰撞,此时碰撞开关32会向控制器400发送电信号,从而让控制器400控制对应的第一可控进气口2011、第二可控进气口2041、第一电控吸水阀20、第二可控出液口2052、第一电控排水阀29和第二可控进液口2051关闭,提高装置运行时的准确性。
196.本方案中,换热循环过程包括:
197.控制器400首先控制第一可控进气口2011关闭、控制第二可控进气口2041打开,当第一可控进气口2011关闭时,导气箱101内部的废气全部通过第二可控进气口2041充入第二换热箱204内部;
198.控制器400控制第二可控出液口2052关闭、控制第二可控进液口2051打开,第三板在气体压力推动下向前移动,从而通过第二连杆推动第四板2053向前移动,让第二储液箱205内的冷却液通过第二可控进液口2051进入第二换热循环管路206;
199.第二换热循环管路206内的冷却液与充入第二换热箱204内部的过热废气进行换热,从而提高储液箱内部储存冷却液的温度,在寒冷的天气时,保证储液箱内部的冷却液一直处在一个较高的温度上,提高车辆热车效率;
200.当第二换热箱204内部的第三板在废气推动下移动到与第二碰撞开关发生碰撞后,表明第四板2053已经向前推动了最大距离;
201.此时,控制器400控制第二可控进气口2041关闭并将第一可控进气口2011打开,导气箱101内部经过加压后的气体会通过第一可控进气口2011进入第一换热箱201;
202.控制器400控制第二可控进液口2051和第一电控吸水阀20关闭,第一电控排水阀29和第二可控出液口2052打开;
203.第一换热箱201内部的第一板2013在气体推力的作用下向前移动时,第二板2023让第一储液箱202内的冷却液通过第一可控进液口2021进入第一换热循环管路203;
204.第二板2023运动时,l型安装板601底部的齿轮组件带动第四板2053向相反的方向移动,使第四板2053复位,第四板2053复位的过程中,第二储液箱205内的负压将第二换热循环管路206吸回第二储液箱205,从而完成一次冷却液进入第二换热循环管路206后再回到第二储液箱205内部的循环;
205.第四板2053复位时,控制器400同时会控制第二可控排气口2042打开,第二换热箱204内部换热后的废气通过第二可控排气口2042送入废气排放机构,随后排出装置外。
206.当第二板2023、第四板2053交替前后运行时,可以实现在不使用循环泵的前提下,分别让第一储液箱202内部的冷却液与第一换热箱201内的废气(或空气)进行循环换热,第二储液箱205内部的冷却液与第二换热箱204内的废气(或空气)进行循环换热。
207.示例性的,本方案中,连杆、储液箱、换热箱之间的相对长度可以通过如下方式确定:
208.以第二连杆为例,当第四板2053向前运动到最大位置时,第四板2053向前移动了约三分之二第二储液箱205长度的距离,第四板2053底部正好紧贴在第二集液槽802(靠近第二换热箱204)的边沿;
209.如果第四板2053移动到第二集液槽802的顶部,冷却液容易通过第二集液槽802和第四板2053之间的缝隙大量回流至第二储液箱205内,第四板2053的另一侧,导致第二储液箱205和第二换热循环管路206之间的水循环流动遭到破坏,导致整个传热再利用装置无法正常运行。
210.示例性的,本方案中,设定板与储液箱内壁的四周滑动且密封连接,借此使板推动冷却液的过程中,冷却液很难渗入储液箱内,板的另一侧,从而有效的避免了储液箱内部的冷却液通过导向框和活动板与储液箱之间的连接部位向外渗出,提高了装置整体的密封性能。
211.实施例二
212.本实施例提出一种混动车辆,其包括实施例一中记载的任意一种废气截流传热再利用装置,其有益效果与实施例一中记载的对应内容相同,在此不再赘述。
213.注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
技术特征:
1.一种废气截流传热再利用装置,其特征在于,包括:废气截流单元;第一换热箱、第一储液箱、第一换热循环管路;所述第一换热箱配置有第一可控进气口、第一可控排气口,所述废气截流单元通过所述第一可控进气口与所述第一换热箱相连接;所述第一储液箱配置有第一可控进液口、第一可控出液口,所述第一换热循环管路的两端分别与所述第一可控进液口、第一可控出液口相连接,所述第一换热循环管路的主体环绕所述第一换热箱的外壁;所述第一换热箱内配置有第一板、所述第一储液箱内配置有第二板,所述第一板通过第一连杆与所述第二板相连接;所述第一连杆穿过所述第一换热箱、第一储液箱的外壁且与所述第一换热箱、第一储液箱滑动密封连接;第二换热箱、第二储液箱、第二换热循环管路;所述第二换热箱配置有第二可控进气口、第二可控排气口,所述废气截流单元通过所述第二可控进气口与所述第二换热箱相连接;所述第二储液箱配置有第二可控进液口、第二可控出液口,所述第二换热循环管路的两端分别与所述第二可控进液口、第二可控出液口相连接,所述第二换热循环管路的主体环绕所述第二换热箱的外壁;所述第二换热箱内配置有第三板、所述第二储液箱内配置有第四板,所述第三板通过第二连杆与所述第四板相连接;所述第二连杆穿过所述第二换热箱、第二储液箱的外壁且与所述第二换热箱、第二储液箱滑动密封连接;齿轮传动单元;所述齿轮传动单元分别与所述第二板、第四板相连接,所述齿轮传动单元用于所述第二板运动时,使所述第四板沿与所述第二板运动方向的相反方向运动;控制器;所述控制器分别与所述第一可控进气口、第一可控排气口、第一可控进液口、第一可控出液口、第二可控进气口、第二可控排气口、第二可控进液口、第二可控出液口、齿轮传动单元相连接。2.如权利要求1所述的废气截流传热再利用装置,其特征在于,所述废气截流单元包括:导气箱、气泵、废气抽气阀;所述导气箱分别与所述第一可控进气口、第二可控进气口、气泵相连接;所述气泵还通过所述废气抽气阀与废气排气管相连接;所述控制器还分别与所述气泵、废气抽气阀相连接。3.如权利要求2所述的废气截流传热再利用装置,其特征在于,还包括电控吸气阀、导风管;所述电控吸气阀与所述导风管相连接,所述导风管还与所述气泵相连接。4.如权利要求2所述的废气截流传热再利用装置,其特征在于,还包括多孔连接管;所述多孔连接管分别与所述第一可控排气口、第二可控排气口、废气排气管相连接。
5.如权利要求1所述的废气截流传热再利用装置,其特征在于,所述齿轮传动单元包括:l型安装板、第一活动板、第二活动板和齿轮组件;所述齿轮组件通过所述l型安装板与所述第一储液箱和/或第二储液箱的外壁固定连接;所述第一活动板与所述第二板固定连接,所述第二活动板与所述第四板固定连接;所述第一活动板、第二活动板分别配置有齿条,所述第一活动板、第二活动板分别通过齿条与所述齿轮组件相连接;所述齿轮组件用于所述第二板运动时,使所述第四板沿与所述第二板运动方向的相反方向运动。6.如权利要求5所述的废气截流传热再利用装置,其特征在于,还包括第一碰撞开关、第二碰撞开关;所述第一碰撞开关设置于所述第一换热箱内,所述第一碰撞开关用于确定所述第一板是否运动到位;所述第二碰撞开关设置于所述第二换热箱内,所述第二碰撞开关用于确定所述第三板是否运动到位;所述第一碰撞开关、第二碰撞开关还与所述控制器相连接,所述控制器配置为根据所述第一碰撞开关、第二碰撞开关的信号控制所述一可控进气口、第一可控排气口、第一可控进液口、第一可控出液口、第二可控进气口、第二可控排气口、第二可控进液口、第二可控出液口动作。7.如权利要求1所述的废气截流传热再利用装置,其特征在于,所述第一储液箱内还设置有第一集液槽,所述第一可控出液口设置于所述第一集液槽处;所述第二储液箱内还设置有第二集液槽,所述第二可控出液口设置于所述第二集液槽处。8.如权利要求1所述的废气截流传热再利用装置,其特征在于,所述第一储液箱内部还设置有第一导向框,所述第一导向框用于所述第一连杆的导向;所述第二储液箱内还设置有第二导向框,所述第二导向框用于所述第二连杆的导向。9.如权利要求1所述的废气截流传热再利用装置,其特征在于,所述第一储液箱、第二储液箱通过密封隔板相连接;所述密封隔板上设置有导流孔,所述导流孔用于连通所述第一储液箱、第二储液箱;所述第一储液箱和/或所述第二储液箱上还设置有加液口、排液口。10.一种混动车辆,其特征在于,包括权利要求1至9任一项所述的废气截流传热再利用装置。
技术总结
本发明公开了一种废气截流传热再利用装置及混动车辆,装置包括:废气截流单元;第一换热箱、第一储液箱、第一换热循环管路;第一储液箱配置有第一可控进液口、第一可控出液口,第一换热箱内配置有第一板、第一储液箱内配置有第二板,第一板通过第一连杆与第二板相连接;第二换热箱、第二储液箱、第二换热循环管路,第二储液箱配置有第二可控进液口、第二可控出液口,第二换热箱内配置有第三板、第二储液箱内配置有第四板,第三板通过第二连杆与第四板相连接,废气截流单元分别与第一换热箱、第二换热箱相连接,第一换热循环管路与第一储液箱相连接,第二换热循环管路与第二储液箱相连接。第二换热循环管路与第二储液箱相连接。第二换热循环管路与第二储液箱相连接。
技术研发人员:邱金旭 张健 王艳龙 邵福明 贺红伟 张文韬 张铁柱 施伟龙 张亮 徐力强
受保护的技术使用者:中国第一汽车股份有限公司
技术研发日:2023.05.09
技术公布日:2023/7/26
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