发动机尾气废热循环利用系统

□ 赵 明 □ 梁 锐 □ 邓 敏 □ 石 磊

广西柳工机械股份有限公司 装载机研究院 广西柳州 545007

在工程机械产品中，发动机排放的尾气废热约占燃油消耗能量的1/3，通常这一部分热量不被加以利用而直接排放到大气中，造成了极大的能量浪费及环境污染；另一方面，工程机械产品在低温环境下，发动机暖机慢，驾驶室需加装额外的制热空调，液压工作系统由于油温低，黏度太高，影响工程机械进行一些精细动作的质量。这些都需要消耗发动机的功率来给这些系统加热。本文介绍一种工程机械低温环境下发动机尾气废热循环利用系统，其特点是在低温环境下利用发动机尾气的热量给发动机冷启动系统、驾驶室、液压工作系统进行加热。

1 工作原理

如图1所示，本系统由发动机、气-液热交换器、空滤器、气-气热交换器、输热管道、温控转换开关、风机、驾驶室以及液压工作系统的钢管外壁等组成。

低温环境下利用发动机尾气热量给发动机冷启动系统、驾驶室和液压系统加热，包括两个热回收子系统。

（1）在低温环境时利用发动机小循环的低温冷却液，通过一个气-液热交换器与发动机高温尾气进行热交换，使冷却液温度迅速升高至理想值，从而缩短了低温环境下暖机时间。冷却液温度升至一定数值后，可将加温后的冷却液来给驾驶室提供热量。当冷却液温度超过某一设定值后，温控转换开关Ⅱ自动切断尾气，绕过该气-液交换器而直接排至大气。当驾驶室不需要加热时，温控转换开关Ⅰ使发动机冷却液直接流回发动机，以减小冷却液流经通道形成的压力损失。

（2）在低温环境时利用一个简易空滤器过滤环境的新鲜空气，然后，过滤后的新鲜空气通过一个气-气热交换器与发动机高温尾气进行热交换，使新鲜空气迅速被加热，由风机把热风强制送到驾驶室内，供驾驶室取暖。同时，一部分热量通向液压工作系统的钢管外壁，给液压油加热。

▲图1 系统工作原理图

2 结束语

本系统作为一种工程机械低温环境下发动机尾气废热循环利用系统，其特点是在低温环境下利用发动机尾气的热量给发动机冷启动系统、驾驶室和液压系统加热。一方面，利用发动机高温尾气的废热通过气-液热交换器加热发动机冷却液，被加热的冷却液可以用来加热驾驶室的室温。另一方面，环境新鲜空气通过气-气热交换器与发动机高温尾气进行热交换，借助强制通风装置把被加热的新鲜空气送到驾驶室，供驾驶室取暖；另一部分热量通向液压工作系统的钢管外壁，给液压油加热。该系统的使用能减少能量浪费、缩短发动机低温环境下暖机时间、提高驾驶环境舒适性、提高液压系统低温适应性等。既节省了能源，减少大气污染，又降低了工程机械的运行成本。

［1］ 赵淑芝.换热器技术新进展［J］.当代石油化工，1996（4）.

［2］ 宣益民，王玉林.车辆热特征分析与热系统设计［J］.南京理工大学学报，1999，23（3）.