CN106089504A - 内燃机减速能回收再利用装置 - Google Patents

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陈桢皓
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Abstract

一种增压内燃机技术领域的减速能回收再利用装置，包括压气机、涡轮、控制阀、连接管、高压气罐，第一控制阀布置在进气管上并位于节气门的上游，第四控制阀布置在排气管、上并位于三元催化器的下游，第一连接管的两端分别与进气歧管、高压气罐相连接，第二连接管的两端分别与排气总管、高压气罐相连接，第三控制阀、第四控制阀、分别布置在第一连接管、第二连接管上。在本发明中，通过设置高压气罐，配合一系列阀件与控制策略，能够实现发动机减速能回收，改善启动性能，同时实现减速能的收集与再利用，提高能源利用效率。本发明设计合理，结构简单，适用于增压发动机能量回收系统的优化设计。

Description

内燃机减速能回收再利用装置
技术领域
本发明涉及的是一种内燃机设计技术领域的能量回收装置，特别是一种利用高压气罐的速能回收再利用装置。
背景技术
内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的喷气式发动机，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其汽缸内燃烧，释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。常见的有柴油机和汽油机，通过将内能转化为机械能，是通过做功改变内能。现在的汽车，基本上都是以内燃机为动力的。在汽车的刹车过程中，往往会产生大量的减速能。
减速能回收与再利用能够有效节约能源，以汽车为例，特别是在经常需要加速减速的城市路况，内燃机驱动的汽车消耗大量能源在减速(刹车)过程中，这导致汽车单位里程油耗量增大，尾气排放增多，不利于节能减排；在汽车由静止开始加速的过程中，目前广泛采用的涡轮增压系统存在明显的涡轮迟滞现象，不利于汽车性能的发挥，不利于使发动机工作在高效的工况点，不利于实现稀薄燃烧。此外，刹车的频繁使用会导致刹车皮与刹车片磨损，增加汽车使用成本。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种内燃机减速能回收再利用装置，通过在汽车进排气管路上增加旁通通路，配合电控单向阀件与高压储气罐，实现对由内燃式发动机驱动的机械的减速能回收。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括压气机进气管、压气机、进气管、节气门、进气歧管、进气支管、内燃机、排气支管、排气总管、涡轮、排气管、三元催化器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第一连接管、第二连接管、高压气罐，压气机进气管的出气口与压气机的进气口相连接，进气管的两分别与压气机出气口、进气歧管进气口相连接，节气门布置在进气管上，进气歧管与内燃机之间通过进气支管相连接，内燃机与排气总管之间通过排气支管相连接，涡轮的两端分别与排气总管、排气管相连接，三元催化器布置在排气管上，第一控制阀布置在进气管上并位于节气门的上游，第四控制阀布置在排气管上并位于三元催化器的下游，第一连接管的两端分别与进气歧管、高压气罐相连接，第二连接管的两端分别与排气总管、高压气罐相连接，第三控制阀、第四控制阀分别布置在第一连接管、第二连接管上。
进一步地，在本发明中，第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀均为电磁阀，第一控制阀为单向阀，第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀均与内燃机电子控制单元相连接，在高压气罐布置有压力传感器，高压气罐上的压力传感器与内燃机电子控制单元相连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为：本发明设计合理，结构简单；可应用但不限于汽车、特种机器人、内燃机驱动的陆用载具等，通过设置高压气罐，配合一系列阀件与控制策略，实现发动机减速能回收，改善启动性能，同时实现减速能的收集与再利用，提高能源利用效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、压气机进气管，2、压气机，3、进气管，4、节气门，5、进气歧管，6、进气支管，7、内燃机，8、排气支管，9、排气总管，10、涡轮,11、排气管，12、三元催化器，13、第一控制阀，14、第二控制阀，15、第三控制阀，16、第四控制阀，17、第一连接管，18、第二连接管，19、高压气罐。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，本发明包括压气机进气管1、压气机2、进气管3、节气门4、进气歧管5、进气支管6、内燃机7、排气支管8、排气总管9、涡轮10、排气管11、三元催化器12、第一控制阀13、第二控制阀14、第三控制阀15、第四控制阀16、第一连接管17、第二连接管18、高压气罐19，压气机进气管1的出气口与压气机2的进气口相连接，进气管3的两分别与压气机2出气口、进气歧管5进气口相连接，节气门4布置在进气管3上，进气歧管5与内燃机7之间通过进气支管6相连接，内燃机7与排气总管9之间通过排气支管8相连接，涡轮10的两端分别与排气总管9、排气管11相连接，三元催化器12布置在排气管11上，第一控制阀13布置在进气管3上并位于节气门4的上游，第四控制阀16布置在排气管11上并位于三元催化器12的下游，第一连接管17的两端分别与进气歧管5、高压气罐19相连接，第二连接管18的两端分别与排气总管9、高压气罐19相连接，第三控制阀15、第四控制阀16分别布置在第一连接管17、第二连接管18上；第一控制阀13、第二控制阀14、第三控制阀15、第四控制阀16均为电磁阀，第一控制阀13为单向阀，第一控制阀13、第二控制阀14、第三控制阀15、第四控制阀16均与内燃机电子控制单元相连接，在高压气罐19布置有压力传感器，高压气罐19上的压力传感器与内燃机电子控制单元相连接。
在本发明的工作过程中，在汽车速度降低不需要发动机7提供能量时，发动机7停止供油，但保持离合器处于连接状态，此时，位于排气管11上的第四控制阀16将发动机排气管路与发动机7的连接断开；随后，位于第二连接管18上的第三控制阀15迅速打开，允许流体从发动机排气系统流入高压气罐19；随后，发动机采用能量回收工况的排气阀工作策略，排气阀在以正常喷油发火工况为基准定义的压缩冲程(下同)开始时打开，即在进气阀关闭后立即打开。经过上述控制过程，正在被机械倒拖的发动机在压缩冲程时向高压气罐19压缩空气。将发动机的这一工况定义为“能量回收工况”。
当需要发动机7维持怠速时位于第二连接管18上的第三控制阀15关闭，位于排气管11上的第四控制阀16打开，同时发动机排气阀采用发动机正常发火工况的工作策略工作。
当需要发动机7提高转速、输出较大能量时(对应机械加速情况)，安装于第一连接管17上的第二控制阀14，依照适当早于进气阀开启、适当晚于进气阀关闭的开关策略运行，对发动机7进行增压；同时，在进气管3上安装第一控制阀13，仅允许流体从压气机2流向进气管/高压气罐侧，不允许流体反向流动。当安装高压气罐19上的压力传感器感应到高压气罐19内压力低于1.2bar时，安装于第一连接管17上的第二控制阀14关闭。

Claims (2)

1.一种内燃机减速能回收再利用装置，包括压气机进气管(1)、压气机(2)、进气管(3)、节气门(4)、进气歧管(5)、进气支管(6)、内燃机(7)、排气支管(8)、排气总管(9)、涡轮(10)、排气管(11)、三元催化器(12)，压气机进气管(1)的出气口与压气机(2)的进气口相连接，进气管(3)的两分别与压气机(2)出气口、进气歧管(5)进气口相连接，节气门(4)布置在进气管(3)上，进气歧管(5)与内燃机(7)之间通过进气支管(6)相连接，内燃机(7)与排气总管(9)之间通过排气支管(8)相连接，涡轮(10)的两端分别与排气总管(9)、排气管(11)相连接，三元催化器(12)布置在排气管(11)上，其特征在于，还包括第一控制阀(13)、第二控制阀(14)、第三控制阀(15)、第四控制阀(16)、第一连接管(17)、第二连接管(18)、高压气罐(19)，第一控制阀(13)布置在进气管(3)上并位于节气门(4)的上游，第四控制阀(16)布置在排气管(11)上并位于三元催化器(12)的下游，第一连接管(17)的两端分别与进气歧管(5)、高压气罐(19)相连接，第二连接管(18)的两端分别与排气总管(9)、高压气罐(19)相连接，第三控制阀(15)、第四控制阀(16)分别布置在第一连接管(17)、第二连接管(18)上。
2.根据权利要求1所述的内燃机减速能回收再利用装置，其特征在于所述第一控制阀(13)、第二控制阀(14)、第三控制阀(15)、第四控制阀(16)均为电磁阀，第一控制阀(13)为单向阀，第一控制阀(13)、第二控制阀(14)、第三控制阀(15)、第四控制阀(16)均与内燃机电子控制单元相连接，在高压气罐(19)布置有压力传感器，高压气罐(19)上的压力传感器与内燃机电子控制单元相连接。
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