[发明专利]一种汽车发动机冷启动预热装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车发动机的技术领域，尤其涉及一种汽车发动机冷启动预热装置及方法。

背景技术

在低温条件下，汽车在冷启动时，燃油尤其是柴油雾化效果不好，需要喷入较浓燃油来满足启动需求，造成一部分燃油燃烧不充分产生一氧化碳等有害气体，同时也增大了燃油消耗率，不利于节能减排。针对这一问题，近年来已有大批学者及发明人进行相关方面的研究，并取得不错的研究成果。例如，庞极洲等人利用电源对燃油箱中的燃油、粗滤器的燃油和水以及喷油管中的燃油进行加热，实现发动机的快速启动。考虑到加热过程中全部电能由车载蓄电池供应，这不仅对电池需要输出的功率有要求，同时也要求了电能供应的持久性；目前在寒冷地区的服务区内大多配有充电桩为汽车上的冷启动装置供电，可满足装置要求实现快速预热，但考虑到车辆在设施不完善、无充电桩地区的情况下，还是不能满足冷启动的需求。另外，发动机正常启动后，气缸内燃油燃烧产生的能量大部分随着高温尾气及冷却水排出，冷却水从高温缸体中带出的热量大部分需由冷凝系统冷却向外界散失，这部分能量若可以充分利用起来对节能减排将有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种汽车发动机冷启动预热装置及方法，利用太阳能储热并能进行热量回收预热，实现快速的实现冷启动。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种汽车发动机冷启动预热装置，其特征在于，包括太阳能储热装置和导热管，所述太阳能储热装置设于汽车车厢顶部，所述导热管分为三段，包括沿太阳能储热装置底面铺设的水平导管、竖直设置的中间导管和导热套管，所述导热套管外套于发动机冷却系统的出水管，导热管中注满工作液。

按上述方案，所述导热管外包裹保温材料。

按上述方案，所述太阳能储热装置为太阳能热管。

按上述方案，所述保温材料为泡沫橡塑管壳。

按上述方案，所述导热管由铝制成，所述工作液为氨水。

一种汽车发动机冷启动的预热方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)当太阳能热管的温度高于出水管中冷却液的温度时，水平导管中的工作液从太阳能热管中吸收热量，导热管中的工作液将热量传导至发动机冷却液，对发动机冷启动进行预热；

2)随着发动机的不断运转，冷却液从气缸中所带走的多余热量，温度将逐渐升高，在某一时刻冷却液温度将高于导热管中工作液的温度，通过加热工作液将热量传导至太阳能热管，太阳能热管将热量储存起来，用于下一次发动机冷启动时的预热。

本发明的有益效果是：提供一种汽车发动机冷启动预热装置及方法，在不改变冷却系统管路的前提下，在出水管加设导热管，利用导热管内工作液的双向导热性以及由于温度变化冷热源的转化的性质，实现将太阳能这种清洁的可再生能源用于发动机的快速启动，同时将冷却液从发动机中带出的热量进行能量回收，避免了发动机因启动温度过低，润滑不良造成发动机气缸的损坏，降低了冷启动时的燃油消耗量以及燃烧不充分产生一氧化碳的排放量，同时减少热能浪费，提高能量利用率，节能减排。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构分布示意图。

图2为本发明一个实施例的导热套管与出水管的装配剖视图。

其中：1.汽车发动机，2.太阳能热管，3.水平导管，4.中间导管，5.导热套管，6.泡沫橡塑管壳，7.出水管。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。

如图1-2所示，一种汽车发动机冷启动预热装置，包括太阳能储热装置和导热管，太阳能储热装置设于汽车车厢顶部，可最大限度的吸收太阳辐射的热能，导热管分为三段，包括沿太阳能储热装置底面铺设的水平导管3、竖直设置的中间导管4和导热套管5，导热套管外套于发动机冷却系统的出水管7，导热管中注满工作液。

导热管外包裹保温材料，可以避免由于外界温度过低而使导热管内温度较高的工作液的热量散失，可实现定向导热的目的。保温材料为泡沫橡塑管壳6，具有导热系数小、容重轻、便于安装的优点，并容易对阀门、三通、弯头等不规则物件进行吻合包裹，达到减少热量散失的目的。

太阳能储热装置为太阳能热管2，导热管布置在太阳能热管下方用来从太阳能热管吸收热量或向太阳能热管释放热量。

导热管由铝制成，工作液为氨水，在-60℃-100℃的温度范围内均能正常工作。