具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，本发明实施例优选实施例的一种发动机废气能量再利用装置，其包括气缸体1、泵体2、保温箱3以及密封连接于所述气缸体1上的气缸盖4，所述保温箱3内设有液体导热介质，所述泵体2 连接于所述保温箱3的进液口36处，所述气缸盖4的进气通道41外侧设置有第一流道5，所述气缸盖4的排气通道42外侧设置有第二流道6，所述气缸体1的外侧设有第三流道7，所述第一流道5与所述第三流道7相连通，所述第二流道6和所述第三流道7通过第一管路切换装置与所述泵体2相连通，所述第一流道5和所述第二流道6通过第二管路切换装置与所述保温箱3的出液口37相连通。

基于以上结构，将其应用在汽车上，气缸盖4密封连接于气缸体1 上，在气缸盖4的进气通道41外侧设置第一流道5，在气缸盖4的排气通道42外侧设置第二流道6，在气缸体1的外侧设置第三流道7，通过将第一流道5、第二流道6、第三流道7、保温箱3之间的连接形成管路系统，在该管路系统中，泵体2连接于保温箱3的进液口36位置处，第一流道5 和第二流道6分别与保温箱3的出液口37相连通，第二流道6和第三流道 7分别与泵体2相连通。由此，在实际工作过程中，对废气的能量进行利用时，开启泵体2，并需要通过第一管路切换装置控制第二流道6与泵体2相连通，关闭第三流道7与泵体2之间的连通，通过第二管路切换装置控制第二流道6与保温箱3的出液口37相连通，关闭第一流道5与保温箱3之间的连通，泵体2正常工作，能够将保温箱3内部的液体导热介质通过第二管路切换装置泵入到第二流道6中，形成液体导热介质从保温箱3至第二流道6，经过泵体2之后再重新流回到保温箱3内部的循环状态。发动机运行在中高负荷下时，排气温度最高能够达到800℃，从而在该状态下循环的液体导热介质能够充分吸收废气中的能量，并提高自身的温度，最终流回到保温箱3中进行储存，当保温箱3内的液体导热介质加热到300℃时，泵体2停止工作，并关闭第一管路切换装置和第二管路切换装置，保温箱3能够对内部的高温液体导热介质进行保温，保持其温度在24小时内不低于280℃。当发动机处于冷启动或者低负荷时，开启泵体2，并需要通过第一管路切换装置控制第三流道7与泵体2相连通，关闭第二流道6与泵体2之间的连通，通过第二管路切换装置控制第一流道5与保温箱3相连通，关闭第二流道6与保温箱3之间的连通，从而能够将保温箱3内部的液体导热介质通过第二管路切换装置泵入到第一流道5内，形成液体导热介质从保温箱3到第一流道5，经过第三流道7后在重新流回到保温箱3内部的循环状态。在这一过程中，高温的液体导热介质能够对进气通道41内的空气进行加热，同时也能够对气缸体1进行加热，从而有效的减少燃烧的传热损失，减少暖机时间，减少发动机从点火模式切换到HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition，意思是"均质充量压燃"，它是一种以Otto往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式，简单来说就是汽油机的一种压燃方式)模式的时间，提高发动机低负荷时的燃烧稳定性，相比电加热能够更加节约能源。该装置的结构设计非常简单，控制方便，成本较低，能够对废弃能量进行有效的利用，节约能源，且收益较大，适合进行推广使用。

其中，第一管路切换装置包括彼此相互独立的第一阀门8和第二阀门9，第二流道6通过第一管道10与泵体2相连通，第一阀门8设置在第一管道10上，第三流道7通过第二管道11与泵体2相连通，第二阀门9设置在第二管道11上。由此各流道分别通过管道进行连接，以为液体导热介质的流动提供相应的基础，通过第一管路切换装置控制第二流道6 和第三流道7与泵体2之间的连通情况是相互独立的，当在发动机中高负荷时，需要利用废气能量提高保温箱3内液体导热介质的温度，则控制位于第一管道10上的第一阀门8打开，控制位于第二管道11上的第二阀门9关闭，由此使得进入到排气管道外侧的第二流道6内的液体导热介质能够重新回到保温箱3中，第三流道7不会对其流动产生干扰。第二管路切换装置包括彼此相互独立的第三阀门12和第四阀门13，第一流道5通过第三管道14与保温箱3相连通，第三阀门12设置在第三管道 14上，第二流道6通过第四管道15与保温箱3相连通，第四阀门13设置在第四管道15上。从而第二管路切换装置控制第一流道5和第二流道6 与保温箱3的出液口37之间的连通情况是相互独立的，当发动机进入到冷启动或者低负荷时，需要利用保温箱3内的高温液体导热介质对进气通道41内的气体进行加热，则需要控制第三管道14上的第三阀门12打开，控制第四管道15上的第四阀门13关闭，使得保温箱3内的高温液体导热介质能够通过第三管道14进入到第一流道5内对进气进行加热，并防止高温液体导热介质进入到第二流道6中造成能量的浪费。

进一步的，第一阀门8、第二阀门9、第三阀门12和第四阀门13之间的相互配合工作能够简单有效的实现对废气能量的再利用，在发动机中高负荷时，打开第一阀门8和第四阀门13，关闭第二阀门9和第三阀门12，使得液体介质在保温箱3和排气管道外侧的第二流道6之间循环，从而提高液体导热介质的温度。在发动机冷启动和低负荷时，打开第二阀门9和第三阀门12，关闭第一阀门8和第四阀门13，使得高温的液体导热介质能够从保温箱3流经第一流道5、第三流道7后重回保温箱3内，以此循环，从而提高发动机进气通道41内的空气的温度，减少暖机时间，提高热效率。此外，第一管道10、第二管道11、第三管道 14、第四管道15的外壁上均设置有保温层，能够有效的降低液体导热介质在第一管道10、第二管道11、第三管道14、第四管道15内流动时的热量散失，可靠的保证高温液体导热介质的质量。其中，第一管道 10和第二管道11可以是彼此相互独立设置的管道，也可以是如本实施例所示的第一管道10与第二管道11相连通后，由第二管道11和泵体2相连通；第三管道14和第四管道15可以是彼此相互独立设置的管道，也可以是如本实施例所示的第四管道15与第三管道14相连通，并由第三管道14与保温箱3的出液口37相连通，从而能够实现对管道的简化布置，使得整体结构更加简单。

另外，保温箱3包括第一箱体31和第二箱体32，第一箱体31套设于第二箱体32的外侧，第二箱体32内部设置有储液腔33，液体导热介质设置于储液腔33内部，位于储液腔33内的液体导热介质能够受到第一箱体31和第二箱体32的侧壁的有效保温，保证自身温度的可靠性。且第二箱体32通过支撑架34固定连接于第一箱体31的内部，且第二箱体 32的外壁与第一箱体31的内壁之间形成有保温腔35，保温腔35内可以是添加相应的保温材料的空腔，进而保温腔35能够和第一箱体31的侧壁和第二箱体32的侧壁共同作用，保证位于储液腔33中的300℃液体导热介质能够在24小时内，温度不低于280℃，极大的降低液体导热介质的能量散失。需要说明的是，保温箱3的第一箱体31和第二箱体32的侧壁可以是本身就用保温材料制作而成的，也可以是在其外部覆盖有相应的保温层材料，从而实现相应的保温效果。在本实施例中，液体导热介质为水银，液态水银在液体中导热系数高，导热迅速，沸点高达356.6℃，不容易发生气化，但是在其他实施例中，液体导热介质的材料并不受本实施例的限制，当可按照实际的需要，选择合适的材料作为液体导热介质，只要能够保证废弃能量的充分吸收与利用即可。

参见图1，第一流道5为环设于气缸盖4的进气通道41外侧，第二流道6为环设于气缸盖4的排气通道42外侧，第三流道7为环设于气缸体1 的外侧，由此环设于排气通道42外侧的第二流道6能够有效的增大液体导热介质进入其内部后与排气通道42的接触面积，从而能够提高对排气温度的利用率，便于液体导热介质能够迅速提高自身温度，有效的提高本装置的工作效率。而环设于进气通道41外侧的第一流道5和环设于气缸体1外侧的第三流道7则能够保证高温的液体导热介质能够充分的与进气通道41和气缸体1相接触，从而提高加热效率，减少气缸内燃烧的传热损失，便于提高燃烧稳定性。气缸盖4上设置有进气门16、排气门17、火花塞18和喷油器19，进气门16穿过第一流道5伸入气缸盖4 内，排气门17穿过第二流道6伸入气缸盖4内，火花塞18和喷油器19分别密封插设于气缸盖4上，且火花塞18和喷油器19均位于第一流道5和第二流道6之间，火花塞18通过螺纹密封，喷油器19通过压块密封连接，提高整个结构布局的合理性，便于保证汽车发动机装置的正常工作。

参见图3，本发明的实施例还提供了一种基于上述的发动机废气能量再利用装置的工作方法，其包括如下步骤：

S1、当发动机运行处于中高负荷时，开启泵体2，第一管路切换装置控制第二流道6与泵体2相连通，断开第三流道7与泵体2的连通，第二管路切换装置控制第二流道6与保温箱3相连通，断开第一流道5 与保温箱3的连通；

S2、当发动机运行处于冷启动或者低负荷时，开启泵体2，第一管路切换装置控制第三流道7与泵体2相连通，断开第二流道6与泵体2的连通，第二管路切换装置控制第一流道5与保温箱3相连通，断开第二流道6与保温箱3的连通。

具体的，(1)当发动机运行处于中高负荷时，开启泵体2，第一管路切换装置的第一阀门8打开，第二阀门9关闭，控制第二流道6与泵体2相连通，第二管路切换装置的第四阀门13打开，第三阀门12关闭，控制第二流道6与保温箱3相连通，从而使液体导热介质形成从保温箱3 流入到第二流道6，在经过泵体2后流回到保温箱3中的循环状态，实现对液体导热介质的加热。当保温箱3内的水银加热到300℃时，泵体2停止运转，第一阀门8和第四阀门13也关闭，使得保温箱3对液体导热介质进行储存，以便需要时使用。

(2)当发动机运行处于冷启动或者低负荷时，开启泵体2，第一管路切换装置的第二阀门9打开，第一阀门8关闭，控制第三流道7与泵体2相连通，第二管路切换装置的第三阀门12打开，第四阀门13关闭，控制第一流道5与保温箱3相连通，从而使得液体导热介质形成从保温箱3流入到第一流道5，在经过第三流道7后流回到保温箱3中的循环状态，实现高温液体导热介质对进气通道41内的空气以及气缸体1的加热。减少燃烧的传热损失，暖施时间大幅度减少。这个过程能够使得 HCCI发动机冷启动时由火花塞18点火模式切换到HCCI模式的时间大幅度减少，提供低负荷时HCCI发动的燃烧稳定性。

(3)当发动即再次运行处于中高负荷时，开启泵体2，第一管路切换装置的第一阀门8打开，第二阀门9关闭，第二管路切换装置的第四阀门13打开，第三阀门12关闭，重复步骤(1)和(2)。

本发明还提供了一种汽车，其包括上述的发动机废弃能量再利用装置。

综上，本发明实施例提供一种发动机废气能量再利用装置及其工作方法，通过在气缸盖4的进气通道41外侧设置第一流道5，气缸盖4的排气通道42外侧设置第二流道6，以及气缸体1的外侧设置第三流道7，并将第一流道5、第二流道6、第三流道7与保温箱3连接形成管路系统，在发动机运行在高负荷状态下时，由第一管路切换装置和第二管路切换装置控制保温箱3内的液体导热介质在第二流道6与保温箱3之间流动，形成液体导热介质从保温箱3到第二流道6，后经泵体2再到保温箱 3的循环状态，利用液体导热介质的高导热性能和高沸点的性能储存能量在保温箱3中。在发动机运行在冷启动或者低负荷状态下时，再由第一管路切换装置和第二管路切换装置控制保温箱3内的液体导热介质在第一流道5、第三六道和保温箱3之间的流动，形成液体导热介质从保温箱3到第一流道5，到第三流道7，后经泵体2再到保温箱3的循环状态，利用高温的液体导热介质对进气进行加热，并同时加热气缸，减少燃烧的传热损失，减少冷启动时的暖机时间，提高热效率；且能够有效的提高低负荷时燃烧的稳定性，减少失火造成的碳氢排放，进一步提高热效率。整个装置结构设计简单，控制方便，成本较低，能够充分利用排放的废气的能量，提高收益。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。