Способ обогрева транспортного средства, грузовик с приводом от дизельного двигателя с кабиной для экипажа и способ управления теплопередающей системой грузовика с приводом от дизельного двигателя

Способ обогрева транспортного средства, грузовик с приводом от дизельного двигателя с кабиной для экипажа и способ управления теплопередающей системой грузовика с приводом от дизельного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к способам использования теплопередающей системы, чтобы преимущественно повторно использовать потерянное тепло выхлопных газов для ускорения розжига каталитического нейтрализатора выхлопных газов, прогрева пассажирской кабины и доставки тепла в другие системы транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Моторные транспортные средства с приводом от двигателей внутреннего сгорания могут расходовать свыше 30% энергии топлива вследствие выпускания тепла выхлопных газов в окружающую среду.

Для снижения потерянной энергии топлива, транспортные средства могут регенерировать тепло выхлопных газов двигателя для переноса в различные другие системы транспортного средства. Например, в US2009/0241863 описывается накопление охлаждающей воды высокой температуры в тепловом аккумуляторе, который используется для прогрева двигателя транспортного средства при запуске двигателя. После запуска двигателя, тепло выхлопных газов регенерируется и переносится в охлаждающую жидкость. Эта нагретая охлаждающая жидкость затем подвергается циркуляции в двигатель, чтобы обеспечивать дополнительный прогрев двигателя, и в контур отопителя, чтобы нагревать воздух, подаваемый в пассажирский отсек. Таким образом, как двигатель, так и пассажирский отсек могут прогреваться вскоре после запуска двигателя.

Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили, что такой подход, при котором тепло выхлопных газов переносится из системы выпуска вскоре после запуска двигателя, может увеличивать нежелательные выбросы выхлопных газов. Например, перенос тепла выхлопных газов в охлаждающую воду, а таким образом, прочь из системы выпуска, может задерживать «розжиг» каталитического нейтрализатора, который является зависящим от температуры. Как результат, может занимать дольше, чтобы каталитический нейтрализатор достигал температуры, при которой он может эффективно выполнять каталитическое восстановление, таким образом, повышая нежелательные выбросы выхлопных газов. Эта задержка и связанное воздействие на выбросы могут быть особенно резко выраженными в транспортных средствах с дизельными двигателями, которые могут выводить меньшее тепло выхлопных газов, чем другие типы двигателей.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для преодоления вышеприведенных проблем авторы в материалах настоящего описания обозначили различные подходы для регенерации тепла выхлопных газов двигателя для переноса в различные другие системы транспортного средства, не повышая нежелательные выбросы выхлопных газов из-за задержки розжига каталитического нейтрализатора.

В одном из вариантов осуществления предложен способ обогрева

транспортного средства, включающий в себя этапы, на которых:

при запуске двигателя, доставляют тепло, накопленное в материалах с фазовым переходом в тепловом аккумуляторе, в теплообменник посредством перепускного канала, соединенного с системой выпуска;

после того, как температура выхлопных газов превышает первое пороговое значение, доставляют тепло из теплового аккумулятора в кабину транспортного средства; и

после того, как температура выхлопных газов превышает второе, более высокое пороговое значение, доставляют тепло из теплообменника для зарядки теплового аккумулятора.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором после того, как температура выхлопных газов превышает первое пороговое значение, доставляют тепло из теплового аккумулятора в одну или более систем транспортного средства.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором доставка тепла из теплового аккумулятора в одну или более систем транспортного средства включает в себя этап, на котором доставляют тепло из теплового аккумулятора в одно или более из трансмиссии, дифференциала привода на ведущие колеса, системы кондиционирования воздуха с приводимым в действие теплом поверхностным поглощением и электрической аккумуляторной батареи.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором доставка тепла содержит этап, на котором осуществляют циркуляцию теплопередающей текучей среды через трубки в теплопередающем контуре, причем тепловой аккумулятор и теплообменник соединены по текучей среде в первом теплопередающем контуре, при этом тепловой аккумулятор и кабина транспортного средства соединены по текучей среде во втором теплопередающем контуре и при этом тепловой аккумулятор и одна или более систем транспортного средства соединены по текучей среде в третьем теплопередающем контуре.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, дополнительно включающий этапы, на которых:

открывают первый теплопередающий контур, в то время как второй и третий теплопередающие контуры остаются закрытыми; и

открывают второй и третий теплопередающие контуры после того, как температура выхлопных газов превышает первое пороговое значение.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором доставка тепла, накопленного в тепловом аккумуляторе, в теплообменник при запуске двигателя включает в себя этап, на котором доставляют тепло, которое было накоплено в тепловом аккумуляторе во время предыдущего периода работы двигателя.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором доставка тепла, накопленного в тепловом аккумуляторе, в теплообменник включает в себя этап, на котором осуществляют циркуляцию теплопередающей текучей среды из теплового аккумулятора в теплопередающую секцию теплообменника через соединение подачи теплопередающей текучей среды, соединенное с верхней поверхностью теплопередающей секции, и при этом выхлопные газы, протекающие через теплопередающую секцию, принимают тепло от теплопередающей текучей среды.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором доставка тепла из теплообменника в тепловой аккумулятор для зарядки теплового аккумулятора включает в себя этап, на котором осуществляют циркуляцию теплопередающей текучей среды из теплопередающей секции теплообменника в тепловой аккумулятор через соединение возврата теплопередающей текучей среды, соединенное с верхней поверхностью теплопередающей секции.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором во время условий обхода теплообмена, приводят в действие перепускной механизм для направления по меньшей мере части потока выхлопных газов через перепускную секцию теплообменника вместо теплопередающей секции.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором направляют весь поток выхлопных газов через перепускную секцию во время условий обхода теплообмена.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором соединение подачи теплопередающей текучей среды соединено с верхней поверхностью теплопередающей секции на конце, ближайшем к перепускному механизму, и при этом, соединение возврата теплопередающей текучей среды соединено с верхней поверхностью теплопередающей секции на противоположном конце.

В одном из вариантов осуществления предложен грузовик с приводом от дизельного двигателя с кабиной для экипажа, содержащий:

тепловой аккумулятор, содержащий материалы с фазовым переходом, установленный под задним многоместным неразделенным сиденьем кабины для экипажа.

теплообменник, соединенный с выпуском двигателя в переднем моторном отсеке, содержащий теплопередающую секцию, перепускную секцию и перепускной механизм с вакуумным приводом;

насос, осуществляющий циркуляцию теплопередающей текучей среды между тепловым аккумулятором и теплообменником; и

устройства контроля выбросов, соединенные в нижней части кузова грузовика ниже по потоку от теплообменника.

В одном из вариантов осуществления предложен грузовик, дополнительно содержащий перепускной механизм, направляющий поток выхлопных газов в одну или обе из теплопередающей секции или перепускной секции в зависимости от того, присутствуют ли условия обхода теплообмена.

В одном из вариантов осуществления предложен грузовик, в котором теплопередающая секция соединена с соединениями подачи и возврата теплопередающей текучей среды, причем одно из соединений соединено с верхней поверхностью теплопередающей секции на конце, ближайшем к перепускному механизму, и при этом другое соединение соединено с верхней поверхностью теплопередающей секции на противоположном конце.

В одном из вариантов осуществления предложен грузовик, в котором тепловой аккумулятор термически соединен с кабиной грузовика и одной или более систем грузовика.

В одном из вариантов осуществления предложен грузовик, в котором тепловой аккумулятор содержит термос с двойной стенкой, термически изолирующий внутренний резервуар, при этом, внутренний резервуар отделен от наружного резервуара вакуумной рубашкой, причем пакет материалов с фазовым переходом расположен радиально вокруг центрального питающего канала в пределах внутреннего резервуара, и при этом, теплопередающая текучая среда циркулирует в и из теплового аккумулятора через центральный питающий канал.

В одном из вариантов осуществления предложен грузовик, в котором одна или более систем грузовика содержит трансмиссию, дифференциал привода на ведущие колеса, систему кондиционирования воздуха с приводимым в действие теплом поверхностным поглощением и электрическую аккумуляторную батарею.

В одном из вариантов осуществления предложен способ управления теплопередающей системой грузовика с приводом от дизельного двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

при запуске двигателя при температуре выхлопных газов ниже первого порогового значения, открывают первый теплопередающий контур, направляющий теплопередающую текучую среду из теплового аккумулятора, содержащего материал с фазовым переходом, расположенного под задним многоместным неразделенным сиденьем кабины для экипажа, в теплообменник, соединенный с выпускным каналом двигателя в переднем моторном отсеке;

когда температура выхлопных газов превышает первое пороговое значение, открывают второй теплопередающий контур, осуществляющий циркуляцию теплопередающей текучей среды из теплового аккумулятора в кабину грузовика, и открывают теплопередающий третий контур, осуществляющий циркуляцию теплопередающей текучей среды из теплового аккумулятора в одну или более систем грузовика, требующих тепла.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором доставка тепла из теплового аккумулятора в одну или более систем грузовика включает в себя этап, на котором доставляют тепло из теплового аккумулятора в одно или более из трансмиссии, дифференциала привода на ведущие колеса, системы кондиционирования воздуха с приводимым в действие теплом поверхностным поглощением и электрической аккумуляторной батареи.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором когда температура выхлопных газов превышает второе, более высокое пороговое значение, осуществляют циркуляцию теплопередающей текучей среды из теплообменника в тепловой аккумулятор в первом теплопередающем контуре для зарядки теплового аккумулятора.

Таким образом, тепло, накопленное в тепловом аккумуляторе, может использоваться для ускорения розжига каталитического нейтрализатора после запуска двигателя, тем самым, уменьшая нежелательные выбросы выхлопных газов, к тому же, доступное для улучшения отопления кабины и для предоставления тепла в другие системы транспортного средства, требующие тепла. Например, теплопередающая текучая среда может осуществлять циркуляцию тепла, накопленного в материале с фазовым переходом в тепловом аккумуляторе, в теплообменник для переноса тепла в выхлопные газы двигателя выше по потоку от каталитического нейтрализатора. По мере того, как двигатель прогревается, температура выхлопных газов возрастает, и каталитический нейтрализатор достигает розжига. После того, как произошел розжиг каталитического нейтрализатора, тепло выхлопных газов может переноситься в теплопередающую текучую среду в теплообменнике, и теплопередающая текучая среда может подвергаться циркуляции в систему отопления транспортного средства, чтобы отапливать кабину транспортного средства. На этой стадии, тепло выхлопных газов также может переноситься посредством циркуляции теплопередающей текучей среды в одну или более других систем транспортного средства, требующих тепла, таких как трансмиссия, для нагрева трансмиссионного масла. По мере того, как двигатель дополнительно прогревается, что заставляет температуру выхлопных газов возрастать дальше, теплопередающая текучая среда может подвергаться циркуляции из теплообменника в материал с фазовым переходом в тепловом аккумуляторе, чтобы заряжать тепловой аккумулятор. Зарядка теплового аккумулятора таким образом дает теплу возможность накапливаться для подачи в теплообменник при последующем запуске двигателя и может снижать нагрузку охлаждения в течение по меньшей мере некоторой длительности. Таким образом, в соответствии с этим примерным способом, нежелательные выбросы выхлопных газов, которые происходят до розжига каталитического нейтрализатора, могут быть снижены. Кроме того, избыточное тепло выхлопных газов преимущественно может использоваться вместо того, чтобы выбрасываться в окружающую среду в качестве потерянной энергии топлива.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Предмет настоящего изобретения будет лучше понятен по прочтению последующего подробного описания неограничивающих вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - вид сбоку, изображающий положения различных компонентов теплопередающей системы по фиг. 2 в грузовике с приводом от дизельного двигателя с кабиной для экипажа.

Фиг. 2 схематично показывает примерную теплопередающую систему, которая может быть включена в грузовик с приводом от дизельного двигателя по фиг. 1.

Фиг. 3A,3B показывают примерный вариант осуществления теплового аккумулятора, который может быть включен в теплопередающую систему по фиг. 2.

Фиг. 4 схематично показывает примерный вариант осуществления теплообменника, который может быть включен в теплопередающую систему по фиг. 2.

Фиг. 5 показывает примерный способ приведения в действие теплопередающей системы, изображенной на фиг. 2.

Фиг. 6 показывает примерный способ приведения в действие теплопередающей системы, которая должна использоваться вместе со способом по фиг. 5.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее описание относится к способам использования теплопередающей системы, чтобы преимущественно повторно использовать потерянное тепло выхлопных газов для ускорения розжига каталитического нейтрализатора, прогрева пассажирской кабины и доставки тепла в другие системы транспортного средства. Последующее описание, кроме того, относится к грузовику с приводом от дизельного двигателя, такому как показанный на фиг. 1, который выполнен с возможностью использования теплопередающей системы для выполнения таких способов.

Фиг. 1 изображает вид сбоку грузовика 100 с приводом от дизельного двигателя с кабиной 102 в стиле «кабины для экипажа». Несмотря на то, что этот пример использует дизельный двигатель с воспламенением от сжатия, двигатель также может быть бензиновым двигателем с искровым зажиганием, или другим. К тому же, несмотря на то, что проиллюстрирован грузовик, транспортное средство также может быть пассажирским транспортным средством или другим типом транспортного средства.

Кабина 102 включает в себя задний пассажирский отсек 104, включающий в себя заднее многоместное неразделенное сиденье 106. Грузовик 100 включает в себя двигатель 108, расположенный в переднем моторном отсеке 110 грузовика 100. Двигатель 108 может включать в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель, включающий в себя, по меньшей мере, компрессор, скомпонованный вдоль впускного канала двигателя. Компрессор по меньшей мере частично может приводиться в движение турбиной 120 (например, через вал), скомпонованной вдоль выпускного канала 122 двигателя.

Контроллер 138 грузовика 100 управляет одной или более функций двигателя и других систем транспортного средства, таких как установка момента и/или величины впрыска топлива, установка опережения зажигания, открывание/закрывания клапанов и различные другие. Контроллер 138 может быть расположен в различных положениях в транспортном средстве. В примере, показанном на фиг. 1, контроллер расположен ближайшим к кабине 102. Однако, контроллер, например, также может быть расположен ближайшим к или смежным с двигателем 108 или передним моторным отсеком 110.

Грузовик 100 включает в себя теплопередающую систему 200, которая более подробно описана со ссылкой на фиг. 2, в том числе тепловой аккумулятор 300, который подробнее описан со ссылкой на фиг. 3A, 3B. Тепловой аккумулятор 300 расположен под задним многоместным неразделенным сиденьем 106. Тепловой аккумулятор 300 может накапливать тепло, регенерированное из системы выпуска. Например, тепловой аккумулятор может накапливать тепло в материале с фазовым переходом (PCM), который поглощает тепло при изменении состояния из твердого в жидкое и выделяет тепло при изменении состояния из жидкого в твердое. Кроме того, тепловой аккумулятор может быть изолирован для снижения рассеяния тепла, накопленного в нем. Например, тепловой аккумулятор может быть изолирован посредством вакуумной рубашки.

Теплопередающая система 200 дополнительно включает в себя теплообменник 400, который более подробно описан со ссылкой на фиг. 4. Теплообменник 400 скомпонован вдоль выпускного канала 122 в переднем моторном отсеке 118 ниже по потоку от турбины 120. Теплообменник включает в себя систему теплопередающих труб, и теплопередающая текучая среда (HTF) течет в системе труб. Как детализировано со ссылкой на фиг. 4, выхлопные газы текут внутри теплопередающей секции в теплообменник, чтобы принимать тепло из или доставлять тепло в HTF в системе труб. Кроме того, теплообменник 400 включает в себя перепускную секцию, через которую выхлопные газы могут течь в трубопроводах, где не требуется теплообмен. Перепускной механизм в теплообменнике может управляться, чтобы направлять поток выхлопных газов через любую или обе из теплопередающей секции и перепускной секции. В одном из примеров, теплопередающий участок может быть прямоугольным, а перепускная секция может быть цилиндрической.

Следует понимать, что теплопередающая система 200 включает в себя различные трубки для циркуляции HTF. Эти трубки схематично показаны на фиг. 2, как детализировано ниже. В одном из примеров, тепло накапливается в тепловом аккумуляторе от предыдущей работы двигателя. Накопленное тепло может доставляться из теплового аккумулятора в теплообменник посредством циркуляции HTF из теплового аккумулятора в теплообменник через трубки. Так как тепло может доставляться посредством циркуляции HTF в трубках таким образом, тепловой аккумулятор преимущественно может быть расположен под задним многоместным неразделенным сиденьем 106, где есть просторное пространство для большого теплового аккумулятора с соответственно большой емкостью накопления. Дополнительные преимущества могут достигаться посредством расположения теплообменника в переднем моторном отсеке 110, ближайшим к выпускному коллектору двигателя (не показан), чтобы тепло выхлопных газов могло переноситься в HTF, циркулирующую в теплообменнике очень скоро после выхода из выпускного коллектора (и, таким образом, до того, как произошла существенная потеря тепла).

Дополнительно, грузовик 100 включает в себя систему 124 очистки выхлопных газов, включающую в себя один или более каталитических нейтрализаторов, скомпонованных вдоль выпускного канала 122 ниже по потоку от теплообменника 400 в пределах низа кузова грузовика. Например, система 124 очистки выхлопных газов может включать в себя дизельный окислительный каталитический нейтрализатор 126 (DOC). Ниже по потоку от DOC 126, система 124 очистки выхлопных газов может включать в себя устройство 128 очистки выхлопных газов. Устройство 128 очистки выхлопных газов, например, может быть системой избирательного каталитического восстановления (SCR). В других примерах, система очистки выхлопных газов дополнительно или в качестве альтернативы может включать в себя трехкомпонентный каталитический нейтрализатор (TWC), уловитель NO_x, различные другие устройства контроля выбросов или их комбинации. Кроме того, как изображено, форсунка 130 выпускной текучей среды расположена выше по потоку от устройства 128 очистки выхлопных газов. Форсунка 130 выпускной текучей среды может впрыскивать выпускную текучую среду в поток выхлопных газов для реакции с NO_x в устройстве 128 очистки выхлопных газов в ответ на сигналы, принятые из контроллера (не показан). Выпускная текучая среда может быть восстановителем, например, таким как карбамид или аммиак, который хранится в баке 132. Как показано, бак 132 может быть расположен под станиной 134 грузовика 100. Кроме того, дизельный сажевый фильтр 136 (DPF) может быть скомпонован в выпускном канале 122 ниже по потоку от устройства 128 очистки выхлопных газов.

Фиг. 2 схематично показывает примерную конфигурацию теплопередающей системы 200, включающую в себя теплообменник 400 и тепловой аккумулятор 300. Фиг. 2 включает в себя аналогичные признаки, как фиг. 1, и одинаковые признаки указаны общими ссылочными позициями.

Как показано, HTF может циркулировать между различными компонентами теплопередающей системы 200. Кроме того, HTF может термически переносить тепло в текучую среду системы 202 отопления кабины. Система 202 отопления кабины может выдавать тепло в кабину 102, чтобы водитель транспортного средства и любые пассажиры могли занимать кабину при комфортной температуре. Например, чтобы выпускать тепло в кабину 102, система 202 отопления кабины может включать в себя различные компоненты, которые не показаны. Например, система 202 отопления кабины может включать в себя вентилятор, активную зону отопителя (которая может накапливать тепло, перенесенное из HTF теплопередающей системы 200) и другие компоненты, которые уместны для отапливания кабины (например, вентиляционные отверстия, трубопровод отопления, соединяющий активную зону отопителя с вентиляционными отверстиями, и т.д.). Вентилятор может быть направлен на активную зону отопителя в любой подходящей ориентации, чтобы переносить тепло в пассажирскую кабину посредством конвекции. Более конкретно, вентилятор может прогонять воздух (свежий воздух или воздух, подвергнутый рециркуляции из кабины) через активную зону отопителя, чтобы переносить тепло в воздух, перед нагнетанием воздуха в кабину.

Кроме того, HTF может термически переносить тепло в текучую среду(ы) одной или более других систем 204 транспортного средства, которые требуют тепла.

Стрелки 206 по существу указывают направление потока HTF, а стрелки 208 по существу указывают направление потока текучей среды для каждой системы транспортного средства. Как детализировано ниже, насос 210 может приводить в движение поток HTF в первом теплопередающем контуре между тепловым аккумулятором 300 и теплообменником 400. Кроме того, Следует понимать, что другие приводные механизмы могут приводить в движение поток HTF через теплопередающую систему и поток текучей среды через различные системы транспортного средства. Например, каждая система транспортного средства может иметь насос, соединенный по текучей среде с потоком текучей среды.

Как показано, теплопередающая система 200 включает в себя теплообменник 400 для регенерации тепла из выхлопных газов, протекающих в выпускном канале 122. Теплообменник 400 термически соединен с выпускным каналом 122 в положении между двигателем 108 и системой 124 очистки выхлопных газов. Теплообменник 400 соединен с тепловым аккумулятором 300 через соединение 212 возврата HTF и соединение 214 подачи HTF. Совместно, соединение 212 возврата HTF и соединение 214 подачи HTF составляют первый теплопередающий контур. Таким образом, HTF может циркулировать между теплообменником 400 и тепловым аккумулятором 300, чтобы осуществлять обмен теплом между PCM в тепловом аккумуляторе 300 и выхлопными газами, протекающими через теплообменник 400. Более конкретно, теплообменник 400 термически соединен с выходом теплового аккумулятора 300 через соединение 212 возврата HTF и с входом теплового аккумулятора 300 через соединение 214 подачи HTF. Например, тепловой аккумулятор 300 может доставлять тепло, накопленное в PCM, в теплообменник 400 посредством циркуляции HTF в теплообменник 400 через соединение 212 возврата HTF. Таким образом, тепло, накопленное в тепловом аккумуляторе 300, может использоваться для повышения температуры потока выхлопных газов выше по потоку от системы 124 очистки выхлопных газов, чтобы сокращалось время для достижения розжига каталитического нейтрализатора. Подобным образом, теплообменник 400 может доставлять тепло выхлопных газов в тепловой аккумулятор 300 посредством циркуляции HTF в PCM в тепловом аккумуляторе 300 через соединение 214 подачи HTF. Таким образом, HTF может нагреваться потоком выхлопных газов для подзарядки теплоемкости теплового аккумулятора 300. Тепло может использоваться для подзарядки теплового аккумулятора, чтобы он накапливал тепло для использования при последующем запуске двигателя, чтобы снижать задержку розжига каталитического нейтрализатора и уменьшать задержку доступности тепла для использования в системе отопления кабины или других системах транспортного средства, требующих тепла. Может быть полезным подзаряжать тепловой аккумулятор 300 таким образом, когда температура устройства накопления тепла находится ниже порогового значения - например, после того, как тепловой аккумулятор разрядил свою теплоемкость, и/или после того, как различные системы транспортного средства достаточно разогреты.

Как показано на фиг. 2, соединение 214 подачи HTF включает в себя насос 210, чтобы вызывать поток HTF из теплового аккумулятора 300 в теплообменник 400. Подобный насос (не показан) может быть включен в соединение 212 возврата HTF, чтобы вызывать поток HTF из теплообменника в тепловой аккумулятор. HTF в системе труб может быть тем же самым HTF, который течет в соединениях 214 и 212 подачи и возврата текучей среды HTF. В качестве еще одного примера, HTF в системе труб может быть иной текучей средой.

Управление теплопередающей системой 200 может зависеть от температуры выхлопных газов, протекающих в выпускном канале 122, среди других факторов. Температура выхлопных газов может измеряться одним или более датчиков температуры, расположенных в выпускном канале 122. Например, датчик 216 температуры может измерять температуру выхлопных газов выше по потоку от теплообменника 400, как изображено на фиг. 2. В качестве альтернативы, температура выхлопных газов может выводиться на основании условий эксплуатации двигателя, таких как число оборотов, нагрузка, топливно-воздушное отношение (AFR), временные характеристики запаздывания впрыска, и т.д. Кроме того, температура выхлопных газов может вычисляться посредством одного или более датчиков выхлопных газов. Следует понимать, что температура выхлопных газов, в качестве альтернативы, может оцениваться любой комбинацией способов оценки температуры, перечисленных в материалах настоящего описания.

Как показано на фиг. 2, первый клапан 218 расположен в системе теплопередающих труб на расположенном ниже по потоку конце теплового аккумулятора 300. Положение первого клапана 218 может управляться посредством контроллера (не показан), чтобы направлять поток HTF в любой или оба из соединения 214 подачи HTF и системы 220 трубопроводов HTF. Система 220 трубопроводов HTF соединяет тепловой аккумулятор 300 с системой 202 отопления кабины во втором теплопередающем контуре и, по выбору, с одной или более других систем 204 транспортного средства в третьем теплопередающем контуре в зависимости от положения второго клапана 222, скомпонованного в системе 220 трубопроводов HTF ниже по потоку от первого клапана 218. Положение второго клапана 222, например, может управляться посредством контроллера (не показан) на основании температуры выхлопных газов в выпускном канале 122 выше по потоку от теплообменника 400. Например, когда температура выхлопных газов превышает пороговое значение, первый клапан 218 может управляться, чтобы закрывать первый теплопередающий контур, чтобы HTF из теплового аккумулятора втекала только в систему 220 трубопроводов HTF. В этом случае, второй клапан 222 может управляться, чтобы предоставлять HTF возможность протекать из теплового аккумулятора только во втором теплопередающем контуре, чтобы подавать тепло в систему 202 отопления кабины. Например, HTF в системе 220 трубопроводов HTF может быть термически связана (например, находиться в тепловом контакте) с текучей средой системы 202 отопления салона, чтобы переносить тепло в систему. В качестве альтернативы, второй клапан 222 может управляться, чтобы предоставлять HTF возможность вытекать из теплового аккумулятора во втором теплопередающем контуре и третьем теплопередающем контуре, чтобы тепло также могло подаваться в одну или более других систем транспортного средства. Например, тепло может подаваться в одно или более из трансмиссии, дифференциала привода на ведущие колеса, системы кондиционирования воздуха с приводимым в действие теплом поверхностным поглощением и электрической аккумуляторной батареи через третий теплопередающий контур. То есть, HTF в системе 220 трубопроводов HTF может быть термически связана (например, находиться в тепловом контакте) с текучей средой одного или более из трансмиссии, дифференциала привода на ведущие колеса, системы кондиционирования воздуха с приводимым в действие теплом поверхностным поглощением и электрической аккумуляторной батареи, чтобы переносить тепло в каждую соответствующую систему.

Как показано на фиг. 2, второй и третий теплопередающие контуры могут соединяться ниже по потоку от системы отопления кабины и одной или более других систем транспортного средства. Как показано, после соединения, второй и третий теплопередающие контуры могут заканчиваться непосредственно выше по потоку от насоса 210 в соединении 214 подачи HTF. Таким образом, HTF может циклически возвращаться в первый теплопередающий контур, чтобы она могла пополняться теплом выхлопных газов в теплообменнике 400, а затем, подвергаться циркуляции обратно в тепловой аккумулятор 300 через соединение 212 возврата HTF.

Следует понимать, что для системы 202 отопления кабины и для каждой из одной или более других систем транспортного средства, только третий трубопровод (например, канал хладагента) находится в тепловом контакте с трубопроводом HTF. Таким образом, перенос тепла происходит в теплообменнике и тепловом аккумуляторе, но не в системе отопления кабины или других системах транспортного средства, в которые может подаваться тепло.

Теплопередающая система, изображенная на фиг. 2, может достигать различных преимуществ в зависимости от расположения своих компонентов. Например, как показано на фиг. 1, тепловой аккумулятор 300 может быть расположен под задним многоместным неразделенным сиденьем 106. Так как может быть просторное пространство под задним многоместным неразделенным сиденьем 106, тепловой аккумулятор может иметь большой размер и, таким образом, может иметь относительно большую емкость накопления. Другие преимущества могут достигаться расположением теплообменника 400 в переднем моторном отсеке 110, ближайшим к выпускному коллектору двигателя (не показан), чтобы тепло выхлопных газов могло переноситься из выхлопных газов двигателя в HTF, циркулирующую в теплообменнике, очень скоро после того, как выхлопные газы выходят из выпускного коллектора (и, таким образом, до того, как произошли существенные потери тепла).

Следует понимать, что теплопередающая система 200 предоставлена в качестве примера и, таким образом, не подразумевается ограничивающей. Поэтому, следует понимать, что теплопередающая система 200 может включать в себя дополнительные и/или альтернативные признаки, нежели проиллюстрированные на фиг. 2, не выходя из объема этого раскрытия.

Фиг. 3A, 3B показывают тепловой аккумулятор 300 согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Фиг. 3A показывает общий вид, а фиг. 3B показывает вид в поперечном разрезе теплового аккумулятора 300, взятом вдоль плоскости B.

Со ссылкой на фиг. 3A, тепловой аккумулятор 300 может иметь цилиндрическую форму. Другими словами, тепловой аккумулятор 300 может иметь круглое поперечное сечение. Кроме того, тепловой аккумулятор 300 может быть наклонено под углом 301 от горизонтали. Такой угол может содействовать эффективному переносу тепла через устройство. В качестве используемого в материалах настоящего описания, горизонталь указывает ссылкой на землю, по которой передвигается транспортное средство. Например, фиг. 3A показывает горизонтальную ось 302 и вертикальную ось 304. Вертикальная ось может быть перпендикулярной горизонтальной оси. Поэтому, вертикальная ось может быть перпендикулярной земле, по которой передвигается транспортное средство. Как показано, тепловой аккумулятор 300 может быть наклонен под углом 301 от горизонтальной оси 302. В некоторых вариантах осуществления, тепловой аккумулятор 300 может быть наклонен на 5° от горизонтали; однако, Следует понимать, что возможны другие углы, не выходящие из объема этого раскрытия. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, тепловой аккумулятор 300 может не быть наклонным. Например, тепловой аккумулятор 300 может находиться в уровне по горизонтали. Другими словами, угол 301 может иметь значение ноль градусов.

Как показано, тепловой аккумулятор 300 включает в себя впускной канал 306 и выпускной канал 308. Впускной и выпускной каналы могут нести HTF. Кроме того, тепловой аккумулятор может вмещать PCM.

Впускной канал 306 может быть соединен с тепловым аккумулятором 300 в центральном положении. Например, впускной канал 306 может быть соединен с первым концом 310 теплового аккумулятора 300 в центральном положении. Другими словами, впускной канал 306 может иметь центральную ось 312, которая является общей с центральной осью конца 310, а кроме того, общей с центральной осью теплового аккумулятора 300. Впускной канал 306 может быть выполнен с возможностью снабжения теплового аккумулятора 300 теплом, например, регенерированным из системы выпуска. В некоторых вариантах осуществления, впускной канал 306 может быть соединен с насосом (не показан), чтобы вызывать перемещение HTF в нем. Кроме того, впускной канал 306 может включать в себя участок, который продолжается во внутреннюю часть 314 теплового аккумулятора 300. Теплообменник 400, который подробно описан со ссылкой на фиг. 4, расположен выше по потоку от впускного канала 306.

Выпускной канал 308 может быть соединен с тепловым аккумулятором 300 в верхнем положении. Например, выпускной канал 308 может быть соединен со вторым концом 316 теплового аккумулятора 300 в верхнем положении. Другими словами, выпускной канал 308 может иметь центральную ось 318, которая находится на расстоянии 320 от общей центральной оси 312 в вертикальном направлении (например, по вертикальной оси 304). Таким образом, выпускной канала 308 скорее расположен по направлению к периферии конца 316, нежели расположен по центру, чтобы преимущественно снижать накапливание пузырьков