CN2910660Y - 内燃机能量回收装置 - Google Patents

Abstract

一种内燃机能量回收装置，内燃机能量回收装置由液压马达(泵)、气-液能转换油缸、气路控制阀、工作罐、储液罐、储气罐、储气罐控制阀、调速阀、蓄能器、液路控制阀、油箱和制冷系统组成。汽车正常行驶时打开工作罐控制阀、储气罐控制阀、气路控制阀和液路控制阀使工作罐的气体交替进入气-液能转换油缸左侧和右侧实现柱塞往复运动，而连续输出高压液体驱动马达工作，通过齿轮与变速器中间轴上的齿轮啮合对外输出动力，与内燃机一起驱动汽车行驶。减速制动时，马达被行驶的车辆反拖旋转，马达变成了泵，产生高压油推动柱塞往复运动，将储气罐内的气体压入储液罐，将能量存储到储液罐，为下次工作作准备。

Description

内燃机能量回收装置

技术领域

本实用新型属于汽摩及配件技术领域。

背景技术

自从奥托发明四冲程往复活塞内燃机以来，活塞内燃机已越来越广泛的应用于科学的各个领域，但内燃机的效率不高一直是人们希望解决的问题。究其原因，是因为内燃机工作时燃料燃烧产生的热能只有1/3转化成有效功，其余能量都以冷却和排气的形式损失掉；在汽车低速行使时，以冷却和排气形式损失掉的能量达燃料燃烧产生的热能90％以上；而且汽车在制动时，汽车具有的动能以摩擦形式被白白的消耗掉。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种内燃机能量回收装置，该装置能回收车辆制动及由内燃机排气和冷却水损失掉的能量；使内燃机汽车的能源效率大大提高，以达到节能和环保目的。

技术方案

本实用新型由液压马达(泵)、气—液能转换油缸、气路控制阀、工作罐控制阀、工作罐、单向阀、储液罐、储气罐、储气罐控制阀、工作介质(二氧化碳)、调速阀、蓄能器、液路控制阀、内燃机冷却水箱、内燃机冷却水箱热交换器、空调蒸发器、控制信号发生器、油箱和制冷系统组成。其中工作罐制成管形置于内燃机排气道内，用以吸收排气的热量来加热其中的气体工作介质使其压力升高，以提高其作功能力，内燃机冷却水箱热交换器置于内燃机冷却水箱内，当储液罐的液体从其流过时，液体吸收冷却水的热量而汽化，既有利于内燃机的冷却，又能将能量吸收于介质中，用于作功；制冷系统由压缩机、储液罐热交换器、储气罐热交换器、辅助热交换器、换向阀、节流阀组成，储液罐热交换器置于储液罐内储气罐热交换器储气罐内，用于控制储液罐和储气罐的温度和压力，使向这两个罐压气时消耗的功最小；辅助热交换器用于当储液罐温度过高时冷凝散热。空调蒸发器用于车内需要制冷时，使储液罐内的液体从其内流过，吸热汽化制冷，然后将气体排入储气罐。调速阀用于控制气—液能转换油缸输出油的速度。马达(泵)采用变量式，通过其轴上的齿轮与变速器中间轴上的齿轮啮合，与汽车传动系统联系在一起。气—液能转换油缸用来实现气体的压力能与液体的压力能相互转换，以实现能量以气体的压力能形式存储能量，而以液体的压力能形式释放能量，缸内中间直径大的部位用于通入气体，直径小的部位用于通入液压油；控制信号发生器由装在柱塞两端的磁铁和装在气—液能转换油缸两端的衔铁及绕在衔铁上的线圈组成。用于产生控制信号，来控制气路控制阀和液路控制阀的动作。蓄能器用于稳定油压和存储少量液压能。气路控制阀用来控制工作罐的气体交替进入气—液能转换油缸左侧和右侧实现柱塞往复运动，而连续输出高压液体；也可以实现在气—液能转换油缸直径小的部位通入高压液体时连续的将储气罐内的气体压入储液罐。液路控制阀用来控制气—液能转换油缸左端和右端交替的与马达相通，使气—液能转换油缸左端和右端产生的高压油能交替的进入马达。

工作原理：汽车正常行驶时打开工作罐控制阀、储气罐控制阀、气路控制阀和液路控制阀，储液罐内的液体经调速阀、单向阀进入内燃机冷却水箱热交换器，液体吸收冷却水的热量而汽化，然后气体进入工作罐，继续吸收排气的热量，使气体的温度和压力升高。当气路控制阀和液路控制阀处于左位时气体进入气—液能转换油缸左侧，推动柱塞向右运动并将气—液能转换油缸右端的油压出，输出高压液体驱动马达工作；而油缸左端将油吸入，当柱塞运动到右端时，柱塞上的磁铁与衔铁接近使衔铁内的磁通变强，在线圈中产生电信号，使气路控制阀和液路控制阀换向，气体进入气—液能转换油缸右侧，推动柱塞向左运动并将气—液能转换油缸左端的油压出，这样连续输出高压液体驱动马达工作，通过齿轮与变速器中间轴上的齿轮啮合对外输出动力，与内燃机一起驱动汽车行驶。同时储液罐内的液体通过单向阀和调速阀不断补充到工作罐，在工作罐内吸热压力升高压。与此同时制冷系统也开始工作，使置于储液罐内的热交换器放热，置于储气罐内的热交换器吸热，从而使储液罐的温度和压力升高、储气罐的温度和压力降低，使向储气罐压气时消耗的功最小。当储液罐温度过高时；打开辅助热交换器，进行冷凝散热。当车内需要制冷时，打开空调蒸发器开关，使储液罐内的液体从其内流过，吸热汽化制冷，然后将气体排入储气罐。当汽车低速行驶时，可关闭内燃机而靠能量回收系统产生的液压能驱动汽车行驶。当汽车工作负荷较小时，马达转化为泵，用内燃机用富余的能量驱动其转动，产生高压油推动柱塞往复运动，将储气罐内的气体压入储液罐，为下次工作作准备。此时，制冷系统换向阀动作，使制冷系统制冷剂流向改变，使储液罐内的热交换器吸热，将进入的气体快速冷凝。

减速制动时，马达被行驶的车辆反拖旋转，马达变成了泵，产生高压油推动柱塞往复运动，将储气罐内的气体压入储液罐，将能量存储到储液罐，为下次工作作准备。

内燃机能量回收装置回收了汽车制动及由内燃机排气和冷却水损失掉的部分能量；与现有内燃机汽车相比能源效率大大提高，达到了节能目的。

附图说明

附图是本实用新型的系统图，图中：1工作罐、2单向阀、3储液罐、4储液罐换热器、5节流阀、6换向阀、7气罐换热器、8储气罐、9储气罐控制阀、10柱塞、11气—液能转换油缸、12调速阀、13工作罐控制阀、14液路换向控制阀、15马达(泵)、16油箱、17蓄能器、18单向阀、19气路换向控制阀、20辅助热交换器、21压缩机、22空调蒸发器、23线圈、24衔铁、25磁铁、26内燃机冷却水箱、27内燃机冷却水箱热交换器、28开关。

具体实施方式

本实用新型的各种零件都可用普通加工技术制造；装于各种内燃机车辆上。气路中的工作介质除用二氧化碳外还可用各种制冷剂。

Claims (1)

1. 一种内燃机能量回收装置，其特征是：内燃机能量回收装置由液压马达、气—液能转换油缸、气路控制阀、工作罐控制阀、工作罐、单向阀、储液罐、储气罐、储气罐控制阀、调速阀、内燃机冷却水箱热交换器、蓄能器、液路控制阀和制冷系统组成；其中气—液能转换油缸、储液罐、储气罐和工作罐、气—液能转换油缸、水箱热交换器、气路控制阀用管道连成一体，气—液能转换油缸与罐之间设气路控制阀，工作罐制成管形置于内燃机排气道内，气—液能转换油缸中间直径大两端直径小，在气—液能转换油缸柱塞两端装有磁铁，在气—液能转换油缸两端装有衔铁，衔铁上绕有线圈；储液罐、储气罐和工作罐充有工作介质二氧化碳；储液罐和储气罐之间设制冷系统，制冷系统的两个热交换器分别置于储液罐和储气罐内；装置中设一个可以与泵转换的液压马达，马达与气—液能转换油缸之间设液路控制阀；内燃机冷却水箱热交换器设在储液罐和工作罐之间。

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