排気熱を使用してエンジンブロックを温めることは可能ですか？

私は毎朝仕事に行くために約4マイルの街を運転していますが、冬には私の旅行中に車が運転温度に達することはありません。実際、エンジンの温度を50℃以上に上げることができれば幸運であり、ACベントから暖かい空気を排出することは私の夢の1つです。

コールドスタートからウォーミングアップ中の車の下側のサーマルカメラ（flir）からの映像を見てきました。排気温度は1分で5℃から90℃になり、3分間で200℃になりました。

排気とエンジン冷却液の間に熱交換器を設置して、その排熱を冷却液に伝えてエンジンを加熱することは可能ですか？

過熱を防ぐために十分な量の排気ガスが交換器に到達するようにするには、何らかのメカニズム（ダイバータバルブ？）が必要ですが、エンジニアははるかに大きな課題に直面しています。

排気ガスから熱を抽出してエンジンを加熱する際に発生する問題は2つあります。

1. ガスは一般に高い比熱容量を持たないため、高温ですが、熱エネルギーはそれほど多くなく、大きな質量を加熱するには時間がかかります。排気管の壁は非常に薄く、周囲の空気によって非常に効果的に断熱されているため、実際に急速に加熱されます。ファンを取り、その上に空気を吹きつけて空気を温めた場合、輝くチェリーレッドの排気口がどれほど速く冷えるのかに驚くかもしれません。排気管を2インチの水ジャケットに包んだ場合、この排気管をむき出しの排気管よりも加熱するのにはるかに長い時間がかかります

2. 排気ガスを積極的に冷却することによって生じる凝縮はかなりのものであり、排気ガスの金属に対して非常に腐食性があります。あなたは、熱交換器または排気を交換しなければならない速度を加速し、そうすることに関連するコストが経済的に実行不可能なオプションになることを見つけるかもしれません

ヒーターシステムが適切に機能しているかどうかを調べます。サーモスタットが（部分的に）開いたままになっている場合（故障時に設計されているため）、エンジンが動作温度に達するまでにかなり長い時間がかかります。

エンジンが迅速に暖まることは、燃費の観点から（したがって、製造業者の評判なので、これに対する市場の動機があります）、したがって、非常に小さな冷却回路（エンジンブロック、およびメインのラジエーターが過剰な熱の放出に使用される前に、メインのサーモスタットが寒いときに完全に閉じられ、エンジンが急速に加熱されるため、ベントを介してキャビンを加熱するヒーターマトリックス/交換器）

また、ブロワーを低速で運転することで、windchillなどの人的要因に悩まされないようにします。これは、高速で移動しているため、通気口からの空気が実際よりも冷たく感じることを意味します。再循環モードを実行して、ヒーターが外部から新鮮な冷気を吸い込まないようにしますが、特に新鮮ではなく再循環で実行している場合は、ACをオンにして空気を除湿します。水の蒸発はどこかからエネルギーを得る必要があるため、車内の表面の過剰な水分は空気から熱を奪います-ACなしで再循環を実行すると、車の内部およびその上の布の水分が時間の経過とともに表面が増加します。毎朝、ぼろでフロントガラスを拭いて、見えるようにします。

あるいは、（少なくとも私の国では）シガレットライターソケットに差し込む加熱されたシートカバーやファンヒーターなどのアフターマーケット電気アクセサリーを入手することもできます。車を装備して、家のエネルギー供給に一晩接続して、電気抵抗加熱でキャビンとエンジンを予熱することもできます（寒い国では、朝にエンジンを回転させるためにもこのようなシステムが必要です）。ガレージに入れておけば、最初は寒くなりません。

あなたがここで提案しているものに似た安価で簡単な実験をした後は、代わりにエンジンの周り、特に排気マニホールド側からキャビンの空気取り入れ口に空気を送ることを検討してください。古いキャブレター付き車には、キャブレターへの空気取り入れ口の一部である排気口の周りにカウルがあり、吸気の温度変動を減らすことを目的として、バイメタルストリップによって制御されました（吸気の表面での燃料の凝縮を減らす）。早い実行でチョークを少なくするようにします。このシステムは似ていますが、排気ガスから熱を除去するほど凝縮の複雑さはありません

最後に、処理-排気-ガスのルートに行って商業生産に持っていくと、実際には将来の排気設計にかなりのメリットがあります。排気ガスをプラスチックで作ることができるほど十分に排気温度を下げることができれば、結露の心配はなくなります..しかし、自動車は寿命が尽きるまで排気を1つだけ必要とし、排気会社は特許を購入して埋めます</ conspiracyTheory > :)

編集：目標がエンジンをより速く暖めることであることを示すコメントから

空気中に組み込まれている熱エネルギーの深刻な量の前述の不足の理由のために、これを行うために排気ガスを得るのに苦労するでしょう。もちろん、ガスをブロックに長時間接触させておくと、少し速く暖まりますが、短い通勤で目に見える違いはないと思います

スプレーフォームでエンジンを断熱する、クーラントシステムに非常に大きな魔法瓶の真空フラスコタイプのものを追加するなど、あなたが取ることができるクレイジーなアプローチがありますあなたが指摘したように冷却回路を加熱する燃料燃焼装置の。小型のエンジン付き車を購入することもできますし、通勤時間が短い場合、電気自動車（ルノーツイジーなど）を購入することもできます。

..しかし、全体的に、あなたはそれについて心配するのをやめるべきだと思います。エンジンは、クーラント温度の針が上昇し始めるずっと前に、妥当な動作温度に達しました。通常、これらのクーラントゲージの範囲は90〜110のように非常に狭く、動作は100です。深刻な仕事をしている部品は、これよりもずっと前から熱くなり、クーラントを加熱するのに時間がかかります。エンジンが効率的に動作する前にブロックのすべての部分が100度になるポイントに到達する必要があり、いつかf1車に変身する価値があるという理由ではありません（BMWは古いサルーンエンジンを使用してf1エンジンのベースを作り、理論は多くのヒートクールサイクルを経ていたため、金属には内部応力がより少なくなるため）短い答えは本質的に「ドン」です

特にあなたの車に猫、ディーゼル微粒子フィルター、または良好な爆風を必要とする同様の排気制御システムがある場合は、月に数回、より長い高速爆風を傷つけないでください。すべての旅; 私の通勤は5年前に50マイルから1.5に大幅に短縮され、12年間持っていた04ディーゼルボルボも同じように動作します。定期的に爆発させるための特別な努力はしていませんが、私はそれを廃棄し、E60 M5を手に入れたいと思っています。私は、この夢を実現することで、現在の車が永遠に走り続けることを確信しています。

それは現実的ではありません。はい、可能です。実行可能、いいえ。あなたはあまりにも多くのお金を費やして熱を得るのが少なすぎます。

単なる提案として、あなたはブロックヒーターを検討するかもしれません。これにより、非常に寒い夜にブロックを暖かく保つことができます。これにより、午前中にすばやくウォームアップできます。

はい、実現可能です。実際、多くの車にはすでにそのようなシステムがあります。私の車（2.5リットル2AR-FXEエンジンを搭載したトヨタRAV4ハイブリッド）にはそのようなシステムがあります。これは「冷却EGR」または「クーラント冷却EGR」と呼ばれ、説明したとおりに熱を排気ガスからエンジンのクーラントに移動します。熱を排気ガスからエンジンオイル（「オイル冷却EGR」）に移動することもできます。

冷却剤で冷却されたEGRと油で冷却されたEGRがどれほど速くウォームアップをもたらすかを示す研究論文の図は次のとおりです。 -EGR-クーラー用-オイル冷却式-EGR-

さて、あなたがまだ持っていない車にそのようなシステムをインストールすることを計画しているなら、それはおそらく簡単ではないでしょう。クーラントの流れを変更する必要があり、そのようなデバイスの取り付け用に車が設計されていない場合、そのようなデバイスの取り付けは難しいかもしれません。

CharlieRBが指摘したように、あなたの場合の最も賢明な選択肢はブロックヒーターだと思います。

エミッションコントロール/法律/最新のエンジンの性能により、排気後の酸素センサーの後に排気を変更する必要があります。そうしないと、コードを吹き飛ばし、スモッグに失敗し、パフォーマンスが低下します。

排気で車内を加熱するようなものがあります。1つの例は、オールドビートルまたは空冷エンジンです。このためのアフターマーケットキットがあるかもしれませんが、クイックグーグルはまったく現れませんでした。

また、排熱をグリコール冷却液に交換する排熱回収システムも製造しています。これらのシステムの問題は、グリコールを連続的に循環させるか、完全に排出することを余儀なくされることです。グリコールが熱交換器内で静止している場合、高い排熱が急速にそれを沸騰させ、システムに過剰な圧力を生じさせ、堆積物を残します。ラジエーターはエンジンと排気クーラーの両方を冷却するのに十分な大きさではないため、エンジンのクーラントループに含めることはできません。

別のオプションは、かなり大きなオルタネーターを使用した電熱です。14Vでの100アンペアは1400ワット、つまり安価なWalmartヒーターファンの出力です。彼らは400Aの大きさのオルタネーターを作ります。しかし、配線は膨大です。

コックピット全体ではなくドライバーを加熱すると、さらに役立ちます。これは、加熱されたシートで行います。これは簡単なボルトアップソリューションです。

その点については、キャビン内にメインヒーターを放り投げて、WeMoまたはその他のホームオートメーションシステムでスイッチを入れることができます。ヒーターの種類、たとえば非常に熱くならない「オイルラジエーター」の種類は非常に選択的です。車の中にいる毎日の振動が家庭用グレードのヒーターを破壊するので、旅行中にヒーターを取り外したいでしょう。

核となる問題は、ガソリン車が4マイルの通勤用に設計されていないことです。そのための正しいことは、エンジンをまったく実行する必要がない電気式または十分に強力なハイブリッド、たとえばシボレーボルトです。これらの車両には、エンジンなしでキャブの快適性を提供するシステムがあります。ここで重要なのは、これらのシステムが瞬時にオンになることです。まっすぐな電気熱、または可能であれば、A / Cシステムを切り替えて、車の外ではなく車に熱を送ります。これは非常に効率的で、エネルギーコスト1で3〜5 BTUを取り込むことができます。