[发明专利]一种空气源热泵发动机冷起动辅助装置

说明书

本发明涉及一种空气源热泵发动机冷起动辅助装置，包括压缩机、冷凝器、进气管、储液罐、过滤器、膨胀阀、蒸发器和气液分离器；所述压缩机、冷凝器、储液罐、过滤器、膨胀阀、蒸发器和气液分离器通过管路封闭连接，组成一个空气源热泵。冷凝器环绕在进气管之外或安装在进气管之内。空气源热泵工作时，从周围空气中通过蒸发器吸收热量，然后在冷凝器放热，热量经冷凝器传导到进气管，加热进气管及其中的空气，以实现发动机的冷启动。本发明发动机冷起动辅助装置热效率可以达到300～500％，同时所耗电量只有电加热的1/3～1/5，在‑30℃的冬季环境，可以加热进气达到50～100℃，解决发动机冷启动的困难。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种空气源热泵发动机冷起动辅助装置。

背景技术

冬天发动机冷启动比较困难，这是因为低温环境冷启动时，对点燃式汽油机，燃料在低温时不易汽化，造成混合气过稀而难以着火；对压燃式柴油机，燃油不容易汽化，压缩终点的温度也达不到柴油的自燃点，燃烧困难。另外，冷启动时发动机内部的润滑油温度低，粘性大，阻力大，这些因素都造成发动机冷启动困难。

为了解决冬季冷启动困难的问题，现代的发动机都安装有冷起动辅助系统，对进气或者冷却液、润滑油进行加热。

申请公布号为CN103711616A的发明专利公开了一种柴油机进气空气加热器，包括进气管，进气管内沿轴向设置有由横板和立板垂直交叉构成的十字形云母板，十字形云母板上设置有波浪式电加热丝；在横板和立板的板面上分别对称各自纵向中心线按照V字形排列开设有两排穿孔，波浪式电加热丝按顺序依次穿过位于横板和立板板面上对应的穿孔构成四棱锥形加热体；波浪式电加热丝的两端分别与设置在进气管管壁上的接线柱连接。实现了柴油机的低温快速启动及稳定运行，四棱锥形加热体增大了与流动空气的接触面且发热体温度可达到800℃以上，使流过的空气得到快速、充分的加热，加热效率高、预热时间短，缩短了柴油机的启动时间。

类似的进气预热装置可采用电加热和火焰进气预热。但是，电加热是在进气管内安装电热丝，直接加热进气，不消耗空气中的氧气，也不污染进气，但消耗过多的蓄电池电能；电火焰加热器是利用火焰加热进气，即电热塞将燃油点燃，对进气管预热，需要对燃烧器的供油量进行精确控制和调节，避免过多耗氧和产生过多废气。这些辅助加热装置都采用电能驱动，低温时电池的容量也下降，同样加剧了冷启动的困难。

空气源热泵是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种高效节能制热技术，通过消耗部分电能，可以把空气中不能直接利用的低位热能转换为可以利用的高位热能。由于其电能是用来驱动压缩机，提供相同热量，耗电量只有电加热的四分之一。将空气源热泵应用于发动机冷启动辅助系统，可以有效解决冷启动的难题，而且消耗的电能较少。

发明内容

本发明目的就是为了解决现有技术中利用电能加热低温进气能耗大，不环保的技术问题，提出的一种空气源热泵发动机冷起动辅助装置。

本发明的技术方案是：一种空气源热泵发动机冷起动辅助装置，包括一个压缩机1、一个冷凝器2、进气管3、一个储液罐4、一个过滤器5、一个膨胀阀6、一个蒸发器7和一个气液分离器8；压缩机出口与冷凝器入口相连，冷凝器出口与储液罐相连，储液罐出口与过滤器入口相连，过滤器出口与膨胀阀相连，膨胀阀与蒸发器入口相连，蒸发器出口与气液分离器入口相连，组成一个封闭回路；管路中填充有制冷剂；所述的冷凝器环绕在进气管之外或安装在进气管之内；所述的进气管指发动机进气总管或者进气歧管。

所述的压缩机将回流的低压制冷剂压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的制冷剂气体流经缠绕在所述进气管外面的冷凝器，热量经冷凝器传导到进气管，加热进气管及其中的空气，以实现发动机的冷启动，冷却下来的制冷剂在压力的持续作用下变成液态，经所述储液罐、膨胀阀后进入所述蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，因此液态的制冷剂在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量，随后吸收了一定热量的制冷剂经过气液分离器回流到压缩机。