李乐 陈然 赵泽林

华北理工大学机械工程学院 河北省唐山市 063210

1 引言

随着中国经济社会持续快速发展，截至2017年底，全国机动车保有量已达3.10亿辆，汽车保有量达2.17亿辆，汽车所占比率连年增长，已成为机动车的主体。中国显然已经进入汽车时代，成为世界上最大的汽车生产与消费国，人们自驾游也屡见不鲜。然而汽车发动机产生的热能只有38.5%作为功率输出，仍存在约33%的热能随着尾气排入空气中[1]，这种附带的能源损耗不容小觑，对于排气管热能利用显得尤为重要。目前对于汽车发动机排气管装置余热的利用研究较少，而且多存在仅利用其加热水，功能单一，缺乏普适性[2]。因此，本创新设计高效利用排气管的余热，不仅可对食物进行保温，也可以对食物或者水进行加热，并且间接实现了节能减排。

2 汽车排气管余热利用装置的设计方案

为了克服现有技术中存在排气管余热利用方式单一，效率较低的不足，综合各因素设计了一种能够较为高效的利用汽车排气管热能，并进行食物保温与食物加工的装置，如下图1所示的整体装置图。

图1 整体装置图

2.1 下部集热装置

如图2所示的下部集热装置，其设有一个下开口式铜制套筒与排气管直接相连接，以充分吸收排气管热能[3]，套筒上方设有一上封闭式竖直铜管与之相嵌，铜管设计为空心封闭结构以减少自身重量节约材料。所设计的下开口式铜制套筒的上半部分通过铰链连接下面两部分，其左侧下半部分设有延伸薄片，可插入右侧下半部分设置的凹槽之中，螺钉通过右侧螺纹孔以固定左右套筒，进而适应不同规格排气管，提高对于排气管集热的普适性。……