CN110171270A - 用于加热机动车辆的车厢的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于加热机动车辆的车厢的***和方法”。一种车厢加热***，包括具有车厢空气管道的排气热交换器。所述车厢空气管道包括止回阀、泄压阀以及在所述止回阀与所述泄压阀之间的热交换部分。所述车厢加热***还包括控制模块，所述控制模块被配置为将所述止回阀与所述泄压阀之间的所述车厢空气管道中的车厢空气保持在第一压力P1，同时排气旁路中的排气具有第二压力P2，其中P1>P2。

Description

用于加热机动车辆的车厢的***和方法
技术领域
该文件总体上涉及机动车辆设备领域，并且更具体地涉及通过利用机动车辆的内燃发动机排气的热量来加热机动车辆的车厢的***和方法。
背景技术
当机动车辆在寒冷天气条件下已被放置相当长一段时间时，基于发动机冷却剂的车厢加热不能提供即时车厢热量。该文件涉及新的且改进的车厢加热***和方法，其通过从机动车辆的内燃发动机的排气回收热量来提供近瞬时车厢加热。优选地，这以安全且非常有效的方式完成。这样，本发明的车厢加热***和方法代表本领域的显著进步。
发明内容
根据本文所述的目的和益处，提供了一种新的且改进的车厢加热***。该车厢加热***包括排气热交换器，所述排气热交换器包括车厢空气管道，所述车厢空气管道具有止回阀、泄压阀、以及在所述止回阀与所述泄压阀之间的热交换部分。
所述排气热交换器还可包括有连接到排气管道的第一端部和第二端部的排气旁路。此外，所述车厢加热***可包括控制模块。该控制模块被配置为将所述止回阀与所述泄压阀之间的所述车厢空气管道中的车厢空气保持在第一压力P1，同时所述排气旁路中的排气具有第二压力P2(其中P1>P2)。该压力梯度确保即使在所述排气热交换器中发生泄漏，排气也不会进入所述机动车辆的车厢。
所述热交换部分可延伸穿过所述排气旁路。此外，所述控制模块可包括控制器和压力监测装置，所述压力监测装置在所述止回阀下游的所述止回阀与所述泄压阀之间连接到所述车厢空气管道。在许多可能的实施例中的至少一些中，该压力监测装置在所述热交换部分与所述泄压阀之间连接到所述车厢空气管道。
所述车厢加热***的所述控制模块还可包括使车厢空气循环通过所述车厢空气管道的泵(例如涡轮、风扇)。所述泵可设置在所述止回阀的上游。
此外，所述车厢加热***还可包括用于控制所述排气的流量的节流阀。该节流阀可在所述排气旁路的所述第一端部与所述第二端部之间设置在排气管中，其中所述阀用作控制通过所述排气旁路的所述排气的流量。在许多可能的实施例中的至少一些中，所述排气旁路位于所述机动车辆的催化转化器的下游。在低排气流速下，大多数排气被引导通过所述排气旁路，并且在高排气速率下，通过打开所述节流阀来限制背压。
根据另一方面，提供了一种加热所述机动车辆中的乘客舱的方法。该方法包括以下步骤：a)使车厢空气循环通过车厢空气管道(包括止回阀、所述止回阀下游的泄压阀以及在所述止回阀与所述泄压阀之间的热交换部分)，b)利用穿过排气旁路的排气来加热穿过所述热交换部分的所述车厢空气，以及c)通过控制模块将所述止回阀与所述泄压阀之间的所述热交换部分中的所述车厢空气保持在第一压力P1，同时所述排气旁路中的所述排气具有第二压力P2，其中P1>P2。
所述方法还可包括如下步骤：通过所述控制模块的压力监测装置监测所述第一压力P1。另外，所述方法可包括如下步骤：通过节流阀控制通过所述排气旁路的排气的流量。
所述将所述止回阀与所述泄压阀之间的所述车厢空气管道中的所述车厢空气保持在第一压力P1的步骤可包括调整使所述车厢空气循环通过所述车厢空气管道的泵的输出的步骤。该泵可位于所述止回阀的上游。如所述果泵关闭，则所述止回阀和所述泄压阀使所述热交换部分保持加压，从而防止低压排气进入所述热交换部分。但是即使没有加压且所述泵关闭，所述止回阀和所述泄压阀也会将所述热交换部分与所述车厢隔离。但是它需要加压以满足压力监测装置。
在以下描述中，示出并描述了车厢加热***以及相关的加热机动车辆的车厢的方法的几个优选实施例。如应认识到，所述车厢加热***和方法能够具有其他不同的实施例，并且其若干细节能够在各种显见方面中做出修改，而均不背离在下列权利要求中阐述和描述的车厢加热***和方法。因此，附图和描述在本质上应被视为说明性而非限制性的。
附图说明
并入本文且形成本说明书一部分的附图示出车厢加热***和加热机动车辆的车厢的方法的若干方面，并且连同描述内容一起用来解释其某些原理。
图1是车厢加热***的示意图，所述车厢加热***从机动车辆的排气中回收热量并利用该热量来加热车厢空气以便保持乘客在车厢内的舒适性。
现在将详细参考本发明的车厢加热***和方法的优选实施例，所述实施例的示例在附图中示出。
具体实施方式
现在参考图1，其示出新的且改进的车厢加热***10。该车厢加热***10包括具有车厢空气管道14的排气热交换器12，所述车厢空气管道14包括止回阀16、泄压阀18、以及在止回阀与泄压阀之间延伸的热交换部分20。
车厢加热***10的排气热交换器12还包括排气旁路22。排气旁路22具有连接到排气管道28的第一端部24和第二端部26。排气管道28是用于排出由在催化转化器32下游的机动车辆的内燃发动机30产生的排气的主要通道。
车厢加热***10还包括控制模块34。该控制模块34可适于将止回阀16与泄压阀18之间的车厢空气管道14的热交换部分20中的车厢空气保持在第一压力P1，同时排气旁路20中的排气具有第二压力P2，其中P1>P2。这里应当指出的是，热交换部分20延伸穿过排气旁路22，由此有效地将车厢空气置于热交换部分内，从而与排气旁路中的排气成热交换关系。因此，热交换部分20的壁可由对车厢空气和排气不可透过并具有高温度系数以进行有效热交换的材料构成。
如图1所示，控制模块34包括控制器36和压力监测装置38。控制器36可包括根据来自适当控制软件的指令操作的计算装置，诸如专用微处理器或电子控制单元(ECU)。因此，控制器36可包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个网络接口，它们都通过一个或多个通信总线彼此通信。
压力监测装置38在止回阀下游的止回阀16与泄压阀18之间连接到车厢空气管道14。更具体地，在所示的实施例中，压力监测装置38在热交换部分20与泄压阀18之间连接到车厢空气管道14。
控制模块34还可包括用于使车厢空气循环通过车厢空气管道14的泵40。如图1所示，泵40设置在止回阀16的上游。控制器36控制泵40的操作以便控制在车厢空气管道14的下游热交换部分20中的车厢空气的第一压力P1。
车厢加热***10还包括在排气旁路22的第一端部24与第二端部26之间位于排气管道28中的节流阀42，节流阀42用作控制与车厢空气管道14的热交换部分20成热交换关系的通过排气旁路22的排气的流量。
车厢加热***10用作加热机动车辆中的乘车厢的方法。该方法包括使车厢空气循环通过车厢空气管道14经过止回阀16并且通过热交换部分20经过压力释放阀18。该方法还包括如下步骤：利用从穿过排气旁路22的排气中回收的热量加热穿过热交换部分20的车厢空气。此外，方法包括如下步骤：通过控制模块32将止回阀16与泄压阀18之间的热交换部分20中的车厢空气保持在第一压力P1，同时排气旁路22中的排气具有第二压力P2，其中P1>P2。这里应当指出的是，热交换部分20的连续壁用于将热量从排气旁路22中的排气传递到热交换部分20中的车厢空气，同时防止排气和车厢空气的混合。然而，在发生泄漏的情况下，热交换部分20中的车厢空气总是保持在比排气旁路22中的排气更高的压力，由此确保任何泄漏朝向排气旁路22：即，车厢空气可能朝向排气旁路22泄漏，但是排气不可能朝向热交换部分20泄漏。
为此，方法可包括由控制模块34的压力监测装置38监测车厢空气的第一压力P1。此外，方法可包括如下步骤：调整泵40的输出，所述泵使车厢空气循环通过车厢空气管道14，更具体地，循环通过热交换部分20，以确保第一压力P1总是大于排气的第二压力P2。另外，方法可包括如下步骤：通过节流阀42控制用于与热交换部分20中的车厢空气进行热交换的通过排气旁路22的排气的流量。
总之，本文所述的车厢加热***10和加热机动车辆中的车厢的相关方法提供了许多益处和优点。车厢加热***10和方法允许用于在机动车辆的内燃发动机30启动时基本上瞬时加热机动车辆中的车厢空气。与依赖于从发动机冷却剂回收的热量的传统加热***相比，这种快速加热为机动车舱内的乘客提供了的快得多的升温舒适度。优选地，这些有益结果以高效且安全的方式实现。在车厢空气管道14的热交换部分20内的压力与排气旁路22内的排气压力之间始终保持压力梯度。换句话讲，控制模块34用于确保车厢空气在第一压力P1下保持在热交换部分20中，所述第一压力大于排气旁路22内的排气的第二压力P2。
已经出于说明和描述的目的展示了前述内容。前述内容并不意图是详尽的或将实施例限于所公开的精确形式。根据上述教导内容，可进行明显的修改和变化。例如，在所示实施例中，控制器36被配置为将热交换部分20中的车厢空气的压力保持在排气旁路22中的任何可预见的排气压力之上。在其他实施例中，可提供第二压力监测器以监测排气旁路22内的排气压力，并且控制器36可被配置为(a)连续地将热交换部分14中的车厢空气的压力与排气旁路中的排气上文压力相比较以及(b)将车厢空气压力持续保持在更高水平。所有这些修改和变化都在对所附权利要求在根据它们被公平、合法、公正地授予的外延加以解释时所确定的本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种车厢加热***，其包括：
排气热交换器，所述排气热交换器包括车厢空气管道，所述车厢空气管道包括止回阀、泄压阀、以及在所述止回阀与所述泄压阀之间的热交换部分。
2.如权利要求1所述的车厢加热***，其中所述排气热交换器还包括具有连接到排气管道的第一端部和第二端部的排气旁路。
3.如权利要求2所述的车厢加热***，其还包括控制模块，所述控制模块被配置为将所述止回阀与所述泄压阀之间的所述车厢空气管道中的车厢空气保持在第一压力P1，同时所述排气旁路中的排气具有第二压力P2，其中P1>P2。
4.如权利要求3所述的车厢加热***，其中所述热交换部分延伸通过所述排气旁路。
5.如权利要求4所述的车厢加热***，其中所述控制模块包括控制器和压力监测装置，所述压力监测装置在所述止回阀下游的所述止回阀与所述泄压阀之间连接到所述车厢空气管道。
6.如权利要求5所述的车厢加热***，其中所述压力监测装置在所述热交换部分与所述泄压阀之间连接到所述车厢空气管道。
7.如权利要求3-6中任一项所述的车厢加热***，其中所述控制模块包括用于使车厢空气循环通过所述车厢空气管道的泵。
8.如权利要求7所述的车厢加热***，其中所述泵位于所述止回阀的上游。
9.如权利要求8所述的车厢加热***，其还包括节流阀，所述节流阀在所述排气旁路的所述第一端部与所述第二端部之间位于所述排气管道中以控制通过所述排气旁路的排气的流量。
10.如权利要求9所述的车厢加热***，其中所述排气旁路位于催化转化器的下游。
11.一种加热机动车辆中的乘客舱的方法，其包括：
使车厢空气循环通过车厢空气管道，所述车厢空气管道包括止回阀、在所述止回阀下游的泄压阀、以及在所述止回阀与所述泄压阀之间的热交换部分；
利用穿过排气旁路的排气来加热穿过所述热交换部分的所述车厢空气；以及
将所述止回阀与所述泄压阀之间的所述热交换部分中的所述车厢空气保持在第一压力P1，同时所述排气旁路中的所述排气具有第二压力P2，其中P1>P2。
12.如权利要求11所述的方法，其包括由所述控制模块的压力监测装置监测所述第一压力P1。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述保持包括调整使所述车厢空气循环通过所述车厢空气管道的泵的输出，其中所述泵位于所述止回阀的上游。
14.如权利要求11-13中任一项所述的方法，其还包括通过节流阀控制通过所述排气旁路的所述排气的流量。
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