CN101973202A - 气动燃油多级混合动力汽车动力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型的气动-燃油多级混合动力汽车动力系统方案，其主要由发动机(1)、空气压缩机(2)、喉管(5)、减压阀(6)、高压储气罐(7)、混合气室(8)、气动马达(9)、差速器(11)、行星机构(12)组成。发动机(1)输出的机械能一部分用来驱动空气压缩机(2)，空气压缩机(2)排出的压缩气体与高压储气罐(7)排出的高压空气混合，混合空气经喉管(5)降压并与发动机排放的尾气进一步在混合气室(8)混合以驱动气动马达(9)；另一部分经变速器(13)输出到行星机构(12)和气动马达(9)输出的动力混合输出到差速器(11)，最终驱动车轮(10)，实现气动-燃油多级动力混合，充分利用了发动机的能量，并保证发动机工作在最佳状态，达到节能减排的目的。

Description

气动燃油多级混合动力汽车动力系统
技术领域
本发明涉及气动燃油混合动力汽车动力系统技术领域，结合气动汽车和内燃机汽车各自的优点，进行多级动力混合，达到节能降耗、减少排放的目的。
背景技术
目前，针对汽车造成的能源消耗和环境汽污染问题，各国汽车制造商纷纷推出节能减排新技术，例如天然气、液化气(CNG、LPG)汽车，电动汽车及混合动力汽车等。但这些技术尚存在着各自的不足。法国MDI公司、台湾dayeh大学和浙江大学等曾先后提出气动-燃油混合动力汽车的设想，但其实现方案还有待完善，性能尚不理想。
发明内容
本发明为克服现有汽车动力系统效率低、排放严重等不足，提出一种新型的气动-燃油多级混合动力汽车动力系统方案，达到节能降耗、减少排放的目的。
所述气动-燃油多级混合动力汽车动力系统由发动机(1)、空气压缩机(2)、空气压缩机单向阀(3)、减压阀单向阀(4)、喉管(5)、减压阀(6)、高压储气罐(7)、混合气室(8)、气动马达(9)、车轮(10)、差速器(11)、行星机构(12)、变速器(13)组成，如图所示；其特征在于，发动机(1)输出的机械动能分为两部分：一部分用来驱动空气压缩机(2)，空气压缩机(2)排出的压缩气体经空气压缩机单向阀(3)与高压储气罐(7)经减压阀(6)、减压阀单向阀(4)输出的高压空气混合，混合空气在发动机消声器之前经喉管(5)降压与发动机排放的尾气进一步在混合气室(8)混合形成混合气体驱动气动马达(9)；另一部分经变速器(13)输出到行星机构(12)和气动马达(9)输出的动力混合输出到差速器(11)，最终驱动车轮(10)，实现气动-燃油多级动力混合，充分利用了发动机的能量，并保证发动机工作在最佳状态，达到节能减排的目的。
所述气动-燃油多级混合动力汽车动力系统，其特征在于，设置高压储气罐(7)可利用外部清洁动力源为其充气增压，高压储气罐(7)排气时为车辆提供动力，这样可以补充发动机(1)的动力，减少了发动机(1)的燃油消耗；同时高压储气罐(7)对由于车辆行驶过程中发动机(1)的转速变化引起的空气压缩机(2)排气压力的变化起到补偿作用，形成稳定的混合空气排气压力，提高了汽车的动力性和可靠性。
所述气动-燃油多级混合动力汽车动力系统，其特征在于，高压储气罐(7)和空气压缩机(2)输出的混合空气经喉管(5)降压后再与发动机(1)的尾气混合，驱动气动马达(9)，这样充分利用了发动机(1)的排气能量，提高了发动机(1)的能量利用率；同时加速了发动机(1)的尾气排放，提高了发动机(1)的燃烧性能，有利于提高发动机(1)的燃油经济性和排放性；同时起到空气二次喷射的作用，降低了发动机(1)的排放。
所述气动-燃油多级混合动力汽车动力系统，其特征在于，减压阀(6)整体穿过发动机(1)排气歧管，不与发动机(1)的尾气相通，发动机(1)的尾气从减压阀(6)的壳体外表面流过，减压阀(6)被发动机(1)的尾气加热，高压储气罐(7)排出的高压空气流经减压阀(6)，在减压阀(6)中完成膨胀减压，吸收利用了发动机(1)的尾气传给减压阀(6)的热能，增加了高压储气罐(7)排出气体的运动能量，进一步提高了发动机(1)的热量利用率。
附图说明
附图为气动-燃油多级混合动力汽车动力系统。图中，(1)发动机、(2)空气压缩机、(3)空气压缩机单向阀、(4)减压阀单向阀、(5)喉管、(6)减压阀、(7)高压储气罐、(8)混合气室、(9)气动马达、(10)车轮、(11)差速器、(12)行星机构、(13)变速器。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明。
所述气动-燃油多级混合动力汽车动力系统由发动机(1)、空气压缩机(2)、空气压缩机单向阀(3)、减压阀单向阀(4)、喉管(5)、减压阀(6)、高压储气罐(7)、混合气室(8)、气动马达(9)、车轮(10)、差速器(11)、行星机构(12)、变速器(13)组成；发动机(1)输出的机械动能分为两部分：一部分用来驱动空气压缩机(2)，发动机(1)排出的尾气与空气压缩机(2)和高压储气罐(7)排出的压缩空气混合驱动气动马达(9)；另一部分输出到变速器(13)，和气动马达(9)输出的动力经行星机构(12)混合输出到差速器(11)，最终驱动车轮(10)；由此所述气动-燃油多级混合动力汽车动力系统，其输出动力经过，提高了发动机的能量利用率，并保证发动机工作在最佳状态，达到节能减排的目的。三级动力混合过程如下：
首先利用外部气源将高压储气罐(7)冲气至规定的气压值，起动发动机(1)，待其达到稳定转速后，起动空气压缩机(2)，同时开启高压储气罐(7)的排气阀排气，空气压缩机(2)经空气压缩机单向阀(3)排出的气体与高压储气罐(7)经减压阀(6)、减压阀单向阀(4)输出的高压空气混合，形成气动-燃油多级混合动力汽车的第一级混合动力。
高压混合空气在发动机消声器之前经喉管(5)降压后，再与发动机排放的尾气进一步在混合气室(8)中混合形成高压空气和发动机排放气体的混合气体，形成气动-燃油多级混合动力汽车的第二级混合动力。
高压空气和发动机排放气体形成的混合气体驱动气动马达(9)，气动马达(9)输出的机械能，与发动机经变速器(13)直接输出的机械能，经过行星机构(12)进行动力混合，进而驱动差速器(11)和车轮(10)，形成气动-燃油多级混合动力汽车的第三级混合动力。

Claims (4)

1.所述气动-燃油多级混合动力汽车动力系统由发动机(1)、空气压缩机(2)、空气压缩机单向阀(3)、减压阀单向阀(4)、喉管(5)、减压阀(6)、高压储气罐(7)、混合气室(8)、气动马达(9)、车轮(10)、差速器(11)、行星机构(12)、变速器(13)组成，如图所示；其特征在于，发动机(1)输出的机械动能分为两部分：一部分用来驱动空气压缩机(2)，空气压缩机(2)排出的压缩气体与高压储气罐(7)经减压阀(6)输出的高压空气混合，混合空气在发动机消声器之前经喉管(5)降压与发动机排放的尾气进一步在混合气室(8)混合形成混合气体驱动气动马达(9)；另一部分经变速器(13)输出到行星机构(12)和气动马达(9)输出的动力混合输出到差速器(11)，最终驱动车轮(10)，实现气动-燃油多级动力混合，充分利用了发动机的能量，并保证发动机工作在最佳状态，达到节能减排的目的。
2.所述气动-燃油多级混合动力汽车动力系统，其特征在于，可利用外部清洁动力源为高压储气罐(7)充气增压，高压储气罐(7)排气时为车辆提供动力，补充了发动机(1)的动力，减少了发动机(1)的燃油消耗；同时高压储气罐(7)对由于车辆行驶过程中发动机(1)的转速变化引起的空气压缩机(2)排气压力的变化起到补偿作用，形成稳定的混合空气排气压力，提高了汽车的动力性和可靠性。
3.所述气动-燃油多级混合动力汽车动力系统，其特征在于，高压储气罐(7)和空气压缩机(2)输出的混合空气经喉管(5)降压后与发动机(1)的尾气混合，驱动气动马达(9)，充分利用了发动机(1)的排气能量，提高了发动机(1)的能量利用率；同时加速了发动机(1)的尾气排放，提高了发动机(1)的燃烧性能，有利于提高发动机(1)的燃油经济性和排放性；同时起到空气二次喷射的作用，降低了发动机(1)的排放。
4.所述气动-燃油多级混合动力汽车动力系统，其特征在于，减压阀(6)整体穿过发动机(1)排气歧管，不与发动机(1)的尾气相通，发动机(1)的尾气从减压阀(6)的壳体外表面流过，减压阀(6)被发动机(1)的尾气加热，高压储气罐(7)排出的高压空气流经减压阀(6)，在减压阀(6)中完成膨胀减压，吸收利用了发动机(1)的尾气传给减压阀(6)的热能，增加了高压储气罐(7)排出气体的运动能量，进一步提高了发动机(1)的热量利用率。
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