本發(fā)明涉及汽車熱管理領(lǐng)域，特別是涉及一種熱管燃油輔助加熱裝置。

背景技術(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，由于冷卻液和潤(rùn)滑劑溫度未達(dá)到正常水平，燃油霧化很差，混合氣形成很不均勻，導(dǎo)致冷啟動(dòng)過(guò)程中，燃油的不完全燃燒嚴(yán)重，排放大量的未燃CO和HC。另外，由于潤(rùn)滑劑溫度過(guò)低，潤(rùn)滑油可能處于凝聚和沉淀狀態(tài)，零部件潤(rùn)滑不良，摩擦大，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失和零部件磨損增大，動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性甚至發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命都會(huì)大大減小。此外，人們對(duì)汽車駕駛艙室的舒適性提出了更高的要求，特別在北方冬天，駕駛室溫度過(guò)低，嚴(yán)重影響了駕駛艙室的舒適性。因此在寒冷的冬天，發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛室的快速預(yù)熱變得越來(lái)越重要。

目前發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛艙的預(yù)熱方式主要有電加熱器和燃油加熱器。采用電加熱器預(yù)熱，消耗了電池大量的電能，在一些混合動(dòng)力汽車上將嚴(yán)重縮減電池的供電續(xù)航。采用燃油輔助加熱器，其工作方式是先對(duì)冷卻液進(jìn)行預(yù)熱，再通過(guò)管道將冷卻液輸向發(fā)動(dòng)機(jī)和艙室，它對(duì)汽車艙室的預(yù)熱效率較低，驅(qū)動(dòng)冷卻液經(jīng)過(guò)艙室散熱器也會(huì)損失一部分水泵功率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種熱管燃油輔助加熱裝置。實(shí)驗(yàn)證明熱管的導(dǎo)熱能力是銅的1500倍，利用熱管的超導(dǎo)熱性以及熱管放熱端冷卻液冷凝后依靠重力使冷凝液回流的特性，提出了一種新型的輔助加熱器裝置，用以提高對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和艙室預(yù)熱速度和預(yù)熱效率以及降低冷卻劑驅(qū)動(dòng)泵的消耗功率，提高了資源的利用率。

一種熱管燃油輔助加熱裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱采用水暖方式。利用熱管的超導(dǎo)熱性，將熱管和燃油加熱器相結(jié)合，通過(guò)熱管對(duì)駕駛艙室進(jìn)行預(yù)熱。將熱管放熱端安裝在相對(duì)于蒸發(fā)室較高的位置，以便于熱管冷卻劑的回流。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，并附圖說(shuō)明：

一種熱管燃油輔助加熱裝置，該裝置主要由進(jìn)氣口1、輸油管2、進(jìn)油管3、助燃風(fēng)扇4、排氣口5、冷卻液進(jìn)口6、熱交管器7、熱管冷卻劑回流口8、熱管冷卻劑蒸發(fā)室9、散熱翅片10、熱管放熱端11、熱管絕熱段12、導(dǎo)熱隔板13、冷卻液出口14、絕熱閥15、火花塞16、霧化器17、助燃風(fēng)扇18、電機(jī)19、油泵20組成、保護(hù)套21、熱管冷卻劑蒸汽入口22、絕熱防護(hù)層23、燃燒室24、換熱翅片25。該熱管燃油輔助加熱裝置，冷卻液入口6和冷卻液出口14接入發(fā)動(dòng)機(jī)小循環(huán)，冷卻液由冷卻液入口6流入熱交換器中進(jìn)行加熱，再經(jīng)由冷卻液出口14流出，經(jīng)過(guò)絕熱管管道流進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，熱管冷卻劑在蒸發(fā)室9吸熱蒸發(fā)，經(jīng)過(guò)熱管絕熱斷12流進(jìn)熱管放熱端11，熱管放熱端應(yīng)安裝在駕駛艙室中，并應(yīng)裝有暖風(fēng)風(fēng)扇，將熱管中的熱量帶入駕駛艙室中，并使熱管冷卻劑蒸汽冷凝后回流。

所述的一種熱管燃油輔助加熱裝置，熱管冷卻劑蒸發(fā)室9中冷卻劑選用乙醇，并將熱管抽成真空來(lái)提高熱管的放熱系數(shù)。

所述的一種熱管燃油輔助加熱裝置，保證熱管的保溫性能，熱管冷卻劑蒸發(fā)室9和位于駕駛艙的熱管放熱端11之間應(yīng)通過(guò)絕熱管12來(lái)連接。

所述的一種熱管燃油輔助加熱裝置，為提高熱管的冷凝效果，熱管放熱端加上散熱翅片10，并且應(yīng)安裝有暖風(fēng)風(fēng)扇，加快熱管冷卻劑的散熱和冷凝。

所述的一種熱管燃油輔助加熱裝置，為保證加熱器良好的保溫性能發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液輸送管應(yīng)具有良好的絕熱性能，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑換熱室7和熱管蒸發(fā)室9壁面設(shè)置有絕熱防護(hù)層23，防止熱量的散失。

所述的一種熱管燃油輔助加熱裝置，閥門15必須為絕熱閥，當(dāng)僅駕駛艙室需要預(yù)熱時(shí)，絕熱閥15關(guān)閉，熱管單獨(dú)工作。絕熱閥15起到良好的保溫性能。

所述的一種熱管燃油輔助加熱裝置，為確保熱管冷卻劑良好的預(yù)熱，導(dǎo)熱隔板13應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性能，并形狀為球面，增大預(yù)熱面積。

所述的一種熱管燃油輔助加熱裝置，熱管冷卻液回流口8應(yīng)盡可能布置在熱管冷卻劑預(yù)熱室9下方，保證熱管冷卻劑能淹沒(méi)回流出口8，防止熱管冷卻劑蒸氣由回流口倒流至熱管散熱端。

所述的一種熱管燃油輔助加熱裝置，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液得到良好的預(yù)熱，燃燒室外璧面設(shè)有換熱肋片25，加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑在換熱水套中的換熱。

所述的一種熱管燃油輔助加熱裝置，安裝時(shí)，熱管放熱端11應(yīng)安裝在相對(duì)于熱管冷卻劑蒸發(fā)室9較高的位置，熱管放熱端應(yīng)呈S型上下排列，以便于熱管冷卻劑依靠重力作用回流。

所述的一種熱管燃油輔助加熱裝置，燃燒室下部的供熱裝置工作原理基本上與傳統(tǒng)燃油加熱器相似，進(jìn)氣口1與助燃風(fēng)扇4連通為燃燒提供新鮮的空氣。油泵20將燃油由進(jìn)油管3吸入并加壓，并經(jīng)由輸油管2輸送到霧化器中17進(jìn)行霧化，火花塞19點(diǎn)燃空氣燃油混合氣，并在燃燒室24中燃燒，燃燒廢氣經(jīng)由排氣管5排出。

附圖說(shuō)明

圖1為熱管燃油輔助加熱器結(jié)構(gòu)圖。

圖2為熱管冷卻劑蒸發(fā)室局部放大圖。

圖3為圖2的俯視圖。

圖4為熱管燃油輔助加熱器具體控制方法。

1—進(jìn)氣口 2—輸油管 3—進(jìn)油管 4—助燃風(fēng)扇 5—排氣口 6—冷卻液入口 7—熱交管器 8—熱管冷卻液回流口 9—熱管冷卻劑蒸發(fā)室 10—散熱翅片 11—熱管放熱端 12—熱管絕熱段 13—導(dǎo)熱隔板 14—冷卻液出口 15—絕熱閥 16—火花塞 17—霧化器 18—助燃風(fēng)扇 19—電機(jī) 20—油泵 21—保護(hù)套 22—熱管冷卻劑蒸汽入口 23—絕熱防護(hù)層 24—燃燒室 25—換熱翅片 26—散熱器 27—發(fā)動(dòng)機(jī) 28—節(jié)溫器 29—三向閥 30—熱管燃油輔助加熱器 31—暖風(fēng)風(fēng)扇 32—熱管放熱端 33—駕駛艙室 34—發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液水泵

具體實(shí)施方式

如附圖1所示為輔助加熱器結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置由進(jìn)氣口1、輸油管2、進(jìn)油管3、助燃風(fēng)扇4、排氣口5、冷卻液入口6、熱交管器(水套)7、熱管冷卻劑蒸發(fā)室9、散熱翅片10、熱管放熱端11、熱管絕熱段12、冷卻液出口14、絕熱閥15、火花塞16、霧化器17、助燃風(fēng)扇18、電機(jī)19、油泵20、保護(hù)套21、熱管冷卻劑蒸汽入口22、絕熱防護(hù)層23、燃燒室24、換熱翅片25組成。絕熱閥15可以控制是否對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常溫度時(shí)，關(guān)閉絕熱閥15，此時(shí)只有熱管端放熱，對(duì)駕駛艙室預(yù)熱。駕駛艙室的溫度調(diào)節(jié)可以通過(guò)改變油泵的功率或者駕駛艙室中暖風(fēng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來(lái)控制，當(dāng)駕駛艙室需要較高的溫度時(shí)，增加油泵的功率，使更多的燃油噴入燃燒室中，燃燒放出更多的熱量，更多的熱量被帶入熱管放熱端。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高時(shí)，輔助加熱器關(guān)閉，用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液對(duì)駕駛艙室進(jìn)行加熱，以便合理的利用發(fā)動(dòng)機(jī)的能量，提高能量的利用率。熱管放熱端應(yīng)安裝在相對(duì)于蒸發(fā)室較高的位置，保證了熱管冷卻劑冷凝后依靠重力的作用回流至蒸發(fā)室，熱管放熱端加上散熱翅片10，并且應(yīng)安裝有暖風(fēng)風(fēng)扇，增加熱管散熱端的散熱和冷凝，并將熱管散熱端的熱量帶入駕駛艙室中。

如附圖2所示為熱管冷卻劑換熱室局部放大圖。導(dǎo)熱隔板13具有良好的導(dǎo)熱性能，導(dǎo)熱隔板做成球面的，增大熱管冷卻劑蒸發(fā)室9的預(yù)熱面積。熱管冷卻液回流口8應(yīng)安裝在蒸發(fā)室的下端，保證熱管冷卻劑液面淹沒(méi)回流口，防止熱管冷卻劑蒸汽倒流，換熱室璧面應(yīng)設(shè)有絕熱防護(hù)層23，增加了換熱室的保溫性能，防止熱量的散失，冷卻液換熱室應(yīng)加工有肋片25，增加換熱效率。

該輔助加熱裝置，不僅能應(yīng)用在傳統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上，而且能應(yīng)用在混合動(dòng)力汽車上。如附圖4所示為熱管燃油輔助加熱器在混合動(dòng)力汽車上的一種具體控制策略。將熱管燃油輔助加熱器冷卻液出口、入口端串聯(lián)到發(fā)動(dòng)機(jī)小循環(huán)中，將熱管放熱端安裝在駕駛艙中。模式一，當(dāng)室外溫度過(guò)低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)27和艙室33都需要需要進(jìn)行預(yù)熱，此時(shí)節(jié)溫器28把發(fā)動(dòng)機(jī)小循環(huán)通道打開(kāi)，三向閥29將發(fā)動(dòng)機(jī)27和熱管燃油輔助加熱器30通道打開(kāi)，熱管燃油輔助加熱器工作，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液由熱管燃油輔助加熱器加熱，在水泵34驅(qū)動(dòng)作用下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)熱管將熱量傳送到駕駛室工作對(duì)駕駛艙室進(jìn)行預(yù)熱。模式二，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后溫度不斷的上升，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行散熱，可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱對(duì)駕駛艙室供熱，此時(shí)輔助加熱器不工作，三向閥將發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛艙室通路打開(kāi)，在水泵的驅(qū)動(dòng)下，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液對(duì)駕駛艙室進(jìn)行預(yù)熱。模式三，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱時(shí)但駕駛艙室不需要加熱時(shí)，節(jié)溫器將發(fā)動(dòng)機(jī)的大循環(huán)打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)入散熱器中散熱。模式四，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，駕駛艙室需要供熱時(shí)，此時(shí)三向閥關(guān)閉，熱管燃油加熱器只有熱管端32工作，對(duì)駕駛艙室供熱。