[发明专利]车辆消声器中的用于郎肯循环的热交换器

说明书

本公开提供一种车辆消声器中的用于郎肯循环的热交换器。一种车辆设置有发动机，发动机具有废气系统，废气系统包括消声器主体，消声器主体内包含控制废气流经调谐管的阀。车辆具有在包含工作流体的闭合回路中依次流体连通的膨胀器、冷凝器、泵和蒸发器。蒸发器布置在消声器主体内并支撑消声器主体中的阀和调谐管，蒸发器与废气和工作流体热接触。

技术领域

多个实施例涉及用于向车辆中的热力循环(诸如郎肯循环)中的工作流体传递热的热交换器。

背景技术

包括混合动力车辆的车辆具有内燃发动机，内燃发动机产生高温废气。车辆还可包括具有废热且需要冷却的多个系统(例如，具有冷却剂流体的发动机冷却剂系统)。在操作期间，热力循环(诸如，郎肯循环)可用于(例如，通过使用发动机废气)回收车辆中的废热并使用热交换器将能量提供至车辆。通常，发动机废气可在热交换器中直接加热热力循环中的工作流体。

发明内容

根据实施例，提供一种车辆，所述车辆设置有发动机，发动机具有废气系统，废气系统包括消声器主体，消声器主体内包含控制废气流经调谐管的阀。车辆具有在包含工作流体的闭合回路中依次流体连通的膨胀器、冷凝器、泵和蒸发器。蒸发器布置在消声器主体内并支撑消声器主体中的阀和调谐管，蒸发器与废气和工作流体热接触。

根据另一实施例，提供一种车辆消声器，所述车辆消声器设置有壳体，所述壳体具有废气入口和废气出口。调谐管布置在壳体内并支撑用以控制废气流经调谐管的阀。设置有导管，郎肯循环中的工作流体流动通过所述导管。导管布置在壳体内并支撑调谐管，并且与废气和工作流体热接触。

根据又一实施例，提供一种控制车辆的方法。在热力循环中的热交换器中加热工作流体，热交换器布置在消声器内以支撑消声器中的调谐管并与发动机废气热接触。响应于接收到指示工作流体的温度的信号，控制与调谐管关联的阀的位置以控制废气流经调谐管。

根据本公开的各个实施例提供关联、非限制的优点。例如，诸如郎肯循环的热力循环可用于将热能转换成机械能或电能。已致力于当发动机废气在车辆中释放废热时更有效地从发动机废气中收集热量。本公开提供具有热交换器或蒸发器的郎肯循环，该热交换器或蒸发器设置在消声器内或作为内燃发动机的排气系统中的消声器。废气在蒸发器中加热并蒸发工作流体。消声器中的热交换器或蒸发器的结构用于减小由内燃发动机的排气发出的噪音的量，并且被构造为降低声音或隔音的结构，以减小由发动机产生的压力和关联的声音。蒸发器结构可包括用于废气的多个通道，对这些通道进行谐波调谐，以产生相消干涉而消除相反的声波。与在废气流中设有两个单独的装置(例如，消声器和用于热力循环的蒸发器)不同，通过将蒸发器并入消声器结构，可降低发动机上的总背压，进而使发动机效率和车辆的燃料经济性增加。消声器中的蒸发器结构用于降低废气温度，进而还减小发动机废气的压力和声压或声学压力，并使车辆的噪音减小。

附图说明

图1示出了根据实施例的车辆的系统的示意图；

图2示出了用于图1的郎肯循环的简化的压力-焓图；

图3示出了在多种操作条件下用于图1的郎肯循环的简化的压力-焓图；

图4示出了根据实施例的具有热交换器的消声器的示意图；

图5示出了根据实施例的控制车辆的热交换器和消声器的方法。

具体实施方式

根据需要，在此提供本公开的详细实施例；然而，应理解公开的实施例仅为示例并且可以以各种和替代的形式来体现。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种形式使用本公开的代表性基础。以化学术语描述的组分是指添加到说明书中特定的任何组合物时的组分，并且不一定排除一旦混合时混合物的组分之间的化学相互作用。如本公开中描述的流体可指处于各种状态或相(包括汽相、液相、汽/液混合相、过热气体、过冷液体等)的物质。