CN107299871B - 一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置，包括：发电装置、加热装置和控制部分，所述发电装置将产生的电能存储起来，并为加热装置提供电能；加热装置接受控制部分的控制。本发明的有益效果在于充分利用油液晃动产生的机械能，并将这些能量转化为可以直接利用的电能；产生的电能可以对油液加热，降低了发动机低温下启动时的燃油消耗率，节约成本；同时提高了燃料在发动机内完全燃烧的程度，降低了发动机尾气对外界环境的污染。

Description

一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置

技术领域

本发明涉及车载油箱节油装置，尤其是一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置。

背景技术

随着经济的高速发展，绿色环保已经被确定为发展理念，汽车的节能减排早已经被高度重视。随着国六标准实施计划，车载油气回收系统逐渐在汽车上使用，同时对油箱的晃动问题也应引起高度重视。油液在油箱中随着汽车的运动反复撞击油箱内壁面，尤其是汽车在制动、急转弯、加速等典型工况下，油液晃动的能量不仅对油箱壁面造成损害，而且增加了油液与油箱内空气接触的自由液面，增加了油气的挥发量。

汽车在冬天启动时，发动机耗油量急速上升，一部分能量往往被浪费。随着汽车技术的发展，高级轿车已经具备了远程启动功能，汽车被远程启动后，全车处于提前运行状态，但这种方式耗油量太大，不如直接对油液进行预热，使油液在喷油器中充分雾化，提高燃料完全燃烧率。

一种现有的方案，如专利CN201480031001中具有远程启动单元。该发明涉及一种具有远程启动单元的汽车，从汽车外部无线接收远程启动信号，以及在接收到远程启动信号时启动电动机，由电动机带动内燃机运转，从而达到远程启动汽车的功能。该专利方案远程启动的是内燃机，燃油消耗率很大，此时大部分能量没有做有用功，造成能量浪费。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置，该装置可以实现预先远程控制对油液加热，降低了发动机低温下启动时的燃油消耗率，节约成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置，包括：发电装置、加热装置和控制部分，所述发电装置将产生的电能存储起来，并为加热装置提供电能；加热装置接受控制部分的控制。

所述发电装置由油气回收管、油箱、主动扇齿轮、油液、从动齿轮、扇齿轮柄杆、滚动轮、弹性元件、支撑防浪带、回力弹簧、发电机、涡轮、涡轮轴、支撑轴、齿轮轴和支撑架组成；油气回收管安装在油箱的左顶部，油气回收管的末端安装着汽车翻车安全阀和ORVR阀；油箱内盛装油液，在油箱的右侧壁固定着内有弹性元件的支撑架，且油箱用于支撑防浪带、支撑轴和齿轮轴；支撑轴位于防浪带上方，在支撑轴上对称安装着可转动的扇齿轮柄杆，且扇齿轮柄杆的右端固定着主动扇齿轮，扇齿轮柄杆左端连接下端固定在油箱底部的回力弹簧的上端；主动扇齿轮与安装在支撑架左端的从动齿轮高副啮合，从动齿轮安装在齿轮轴上，且齿轮轴两端位于油箱两侧壁开设的内槽内，齿轮轴可以沿着内槽向下运动，且齿轮轴下端被弹性元件支撑；所述滚动轮有两个，两个滚动轮分别安装在两个支撑架的内槽里，且两个滚动轮之间通过杆件相连，该杆件与一端固定在油箱内壁上的弹性元件连接；支撑防浪带安装在油箱的底部，支撑防浪带上部有长孔，孔内安装着支撑轴，在支撑防浪带下部等间距开设四个形状相同的“n”型槽；所述发电机共有四个，其中两个安装在涡轮轴的两端，另外两个安装在齿轮轴的两端；所述涡轮共有四个，四个涡轮分别安装在四个“n”型槽的垂直下方，且涡轮安装在涡轮轴上；所述涡轮轴位于支撑轴的垂直下方，涡轮轴左、右两端的支撑部位轴的外表面与油箱内孔的内表面相配合。

所述加热装置由中间油管、供油管、加热箱、加热电阻丝、远程接收器、电子开关、蓄能装置和中间变换电路组成；中间油管左端连接油箱底部的油液出口电磁阀，右端连接加热箱上的加热箱出口电磁阀；供油管有两个入口，两个入口分别连接中间油管上的中间油管出口电磁阀和加热箱上的加热箱出口电磁阀；加热箱呈圆柱状，加热箱圆周壁内留有圆环空腔，空腔内安装有加热电阻丝，且加热箱右端接线端子与蓄能装置的负极相连接。

所述控制部分由手机APP、控制单元、油液出口电磁阀、加热箱入口电磁阀、中间油管出口电磁阀、加热箱出口电磁阀和加热箱温度传感器组成；手机APP用来向远程接收器发出无线信号，并控制电子开关的开启和关闭动作；控制单元与加热箱温度传感器、曲轴温度传感器以及车外温度传感器连接，控制单元接收三个温度传感器传来的温度信号，并对油液出口电磁阀、加热箱入口电磁阀、中间油管出口电磁阀和加热箱出口电磁阀进行控制。

所述远程接收器位于电子开关和蓄能装置的中间，远程接收器右端接口与蓄能装置相连，左端接口与电子开关相连，远程接收器能量由蓄能装置提供。远程接收器来接受手机APP发出的远程无线信号，用于控制电子开关的连接和断开。

所述电子开关左端端子与加热电阻丝的左端接口相连，右端端子与蓄能装置的下方接口端子相连，此连接用来切断连接蓄能装置与加热电阻丝的电路。

所述中间变换电路上端接口与四个发电机输出端子的交汇处相连，中间变换电路左端输出端子与蓄能装置相连。中间变换电路用来把四个发电机发出的交流电转换为直流电，并传导到蓄能装置里。

一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置，其具体工作过程如下。

发电过程：

油液随着汽车的运动在油箱中来回晃动，尤其是在典型工况下，如制动工况，油液晃动的幅度会很大。油液在惯性力的作用下，沿着扇齿轮柄杆向右上方运动，晃动的动能转为重力势能。在油液的重力势能的作用下，扇齿轮柄杆以支撑轴的轴心为中心进行旋转，同时主动扇齿轮在扇齿轮柄杆的带动下向下运动，运动的主动扇轮齿与从动齿轮啮合。由于主动扇齿轮在运动的过程中齿轮轴的横向位移有变化，所以在油箱内壁的左右两侧安装支撑架，支撑架的内部安装有滚动轮和弹性元件，可以使从动齿轮沿着支撑架的里槽运行。同时油箱的两侧壁开设与支撑架相同轨迹的内槽，使齿轮轴可以沿着油箱侧壁的内槽运动。齿轮轴的转动带动两端的发电机旋转，旋转的发电机进行发电，并把发出的电经过中间变换电路后储存到蓄能装置内。由于一部分的油液向油箱的右端运动，导致油箱的左端空间很大，油液不断向油箱左端进行回流，回流的油液经过支撑防浪带垂直下方的“n”型槽，同时推动槽里的涡轮进行旋转，旋转的涡轮带动涡轮轴进行圆周运动，同时涡轮轴带动两端的发电机旋转，旋转的发电机开始发电，发出的电经过中间变换电路后储存到蓄能装置内。

油液加温过程：

当外界温度传感器把外界温度的数值发送给控制单元，如果温度小于设定值，控制单元先后分别向油液出口电磁阀和加热箱入口电磁阀发出开启指令，开启时间超过设定值后，加热箱入口电磁阀和油液出口电磁阀分别关闭。汽车在寒冷的天气需要启动时，首先通过手机APP提前几分钟对远程接收器发出开启指令，接收到信号的远程接收器向电子开关发出连通电路的指令，接通电路后，加热电阻丝开始进行加热，同时热量向加热箱内的油液进行传导，当加热箱内的加热箱温度传感器检测出加热箱内的温度达到设定的温度后，向控制单元发送温度数据，同时手机APP显示加热箱内油液的温度，通过手机APP可以向远程接收器发出关闭指令，接着远程接收器指令关闭电子开关，切断回路，加热电阻丝停止加热。当控制单元接收到曲柄位置传感器发出的信号后，控制单元分别向油液出口电磁阀和中间油管出口电磁阀发出开启指令，保证油液的正常运行。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下优越性：

充分利用油液晃动产生的机械能，并将这些能量转化为可以直接利用的电能；产生的电能可以对油液加热，降低了发动机低温下启动时的燃油消耗率，节约成本；同时提高了燃料在发动机内完全燃烧的程度，降低了发动机尾气对外界环境的污染。另外，油箱内安装的发电装置可以降低油液在油箱中的晃动幅度，减小油液对油箱壁面的冲击应力，提高油箱使用的寿命；

同时，减少了油液与油箱内空气接触的概率，降低了油液产生油气的挥发量，减小了碳罐吸附油气的压力。

附图说明

图1为本发明的原理结构示意图。

图2为本发明油箱的剖面结构示意图。

图中，手机APP1、油气回收管2、油箱3、主动扇齿轮4、油液5、从动齿轮6、扇齿轮柄杆7、滚动轮8、弹性元件9、支撑防浪带10、回力弹簧11、控制单元12、油液出口电磁阀13、加热箱入口电磁阀14、中间油管15、中间油管出口电磁阀16、供油管17、加热箱出口电磁阀18、加热箱温度传感器19、加热箱20、加热电阻丝21、远程接收器22、电子开关23、蓄能装置24、中间变换电路25、发电机26、涡轮27、涡轮轴28、支撑轴29、齿轮轴30、支撑架31。

具体实施方式

如图所示，一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置，包括：发电装置、加热装置和控制部分，所述发电装置将产生的电能存储起来，并为加热装置提供电能；加热装置接受控制部分的控制。

所述发电装置由油气回收管2、油箱3、主动扇齿轮4、油液5、从动齿轮6、扇齿轮柄杆7、滚动轮8、弹性元件9、支撑防浪带10、回力弹簧11、发电机26、涡轮27、涡轮轴28、支撑轴29、齿轮轴30和支撑架31组成；油气回收管2安装在油箱3的左顶部，油气回收管2的末端安装着汽车翻车安全阀和ORVR阀；油箱3内盛装油液5，在油箱3的右侧壁固定着内有弹性元件9的支撑架31，且油箱3用于支撑防浪带10、支撑轴29和齿轮轴30；支撑轴29位于支撑防浪带10上方，在支撑轴29上对称安装着可转动的扇齿轮柄杆7，且扇齿轮柄杆7的右端固定着主动扇齿轮4，扇齿轮柄杆7左端连接下端固定在油箱3底部的回力弹簧11的上端；主动扇齿轮4与安装在支撑架31左端的从动齿轮6高副啮合，从动齿轮6安装在齿轮轴30上，且齿轮轴30两端位于油箱3两侧壁开设的内槽内，齿轮轴30可以沿着内槽向下运动，且齿轮轴30下端被弹性元件9支撑；所述滚动轮8有两个，两个滚动轮8分别安装在两个支撑架31的内槽里，且两个滚动轮8之间通过杆件相连，该杆件与一端固定在油箱3内壁上的弹性元件9连接；支撑防浪带10安装在油箱3的底部，支撑防浪带10上部有长孔，孔内安装着支撑轴29，在支撑防浪带10下部等间距开设四个形状相同的“n”型槽；所述发电机26共有四个，其中两个安装在涡轮轴28的两端，另外两个安装在齿轮轴30的两端；所述涡轮27共有四个，四个涡轮27分别安装在四个“n”型槽的垂直下方，且涡轮27安装在涡轮轴28上；所述涡轮轴28位于支撑轴29的垂直下方，涡轮轴28左、右两端的支撑部位轴的外表面与油箱内孔的内表面相配合。

所述加热装置由中间油管15、供油管17、加热箱20、加热电阻丝21、远程接收器22、电子开关23、蓄能装置24和中间变换电路25组成；中间油管15左端连接油箱3底部的油液出口电磁阀13，右端连接加热箱20上的加热箱出口电磁阀18；供油管17有两个入口，两个入口分别连接中间油管15上的中间油管出口电磁阀16和加热箱20上的加热箱出口电磁阀18；加热箱20呈圆柱状，加热箱20圆周壁内留有圆环空腔，空腔内安装有加热电阻丝21，且加热箱20右端接线端子与蓄能装置24的负极相连接。

所述控制部分由手机APP1、控制单元12、油液出口电磁阀13、加热箱入口电磁阀14、中间油管出口电磁阀16、加热箱出口电磁阀18和加热箱温度传感器19组成；手机APP1用来向远程接收器22发出无线信号，并控制电子开关23的开启和关闭动作；控制单元12与加热箱温度传感器19、曲轴温度传感器以及车外温度传感器连接，控制单元12接收三个温度传感器传来的温度信号，并对油液出口电磁阀13、加热箱入口电磁阀14、中间油管出口电磁阀16和加热箱出口电磁阀18进行控制。

所述远程接收器22位于电子开关23和蓄能装置24的中间，远程接收器22右端接口与蓄能装置24相连，左端接口与电子开关23相连，远程接收器22能量由蓄能装置24提供。远程接收器22来接受手机APP1发出的远程无线信号，用于控制电子开关23的连接和断开。

所述电子开关23左端端子与加热电阻丝21的左端接口相连，右端端子与蓄能装置24的下方接口端子相连，此连接用来切断连接蓄能装置24与加热电阻丝21的电路。

所述中间变换电路25上端接口与四个发电机26输出端子的交汇处相连，中间变换电路25左端输出端子与蓄能装置24相连。中间变换电路25用来把四个发电机26发出的交流电转换为直流电，并传导到蓄能装置24里。

一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置，其具体工作过程如下。

发电过程：

油液5随着汽车的运动在油箱3中来回晃动，尤其是在典型工况下，如制动工况，油液5晃动的幅度会很大。油液5在惯性力的作用下，沿着扇齿轮柄杆7向右上方运动，晃动的动能转为重力势能。在油液5的重力势能的作用下，扇齿轮柄杆7以支撑轴29的轴心为中心进行旋转，同时主动扇齿轮4在扇齿轮柄杆7的带动下向下运动，运动的主动扇轮齿4与从动齿轮6啮合。由于主动扇齿轮4在运动的过程中齿轮轴30的横向位移有变化，所以在油箱3内壁的左右两侧安装支撑架31，支撑架31的内部安装有滚动轮8和弹性元件9，可以使从动齿轮6沿着支撑架31的里槽运行。同时油箱3的两侧壁开设与支撑架31相同轨迹的内槽，使齿轮轴30可以沿着油箱3侧壁的内槽运动。齿轮轴30的转动带动两端的发电机26旋转，旋转的发电机26进行发电，并把发出的电经过中间变换电路25后储存到蓄能装置24内。由于一部分的油液5向油箱3的右端运动，导致油箱3的左端空间很大，油液5不断向油箱3左端进行回流，回流的油液5经过支撑防浪带10垂直下方的“n”型槽，同时推动槽里的涡轮27进行旋转，旋转的涡轮27带动涡轮轴28进行圆周运动，同时涡轮轴28带动两端的发电机26旋转，旋转的发电机26开始发电，发出的电经过中间变换电路25后储存到蓄能装置24内。

油液加温过程：

当外界温度传感器把外界温度的数值发送给控制单元12，如果温度小于设定值，控制单元12先后分别向油液出口电磁阀13和加热箱入口电磁阀14发出开启指令，开启时间超过设定值后，加热箱入口电磁阀14和油液出口电磁阀13分别关闭。汽车在寒冷的天气需要启动时，首先通过手机APP1提前几分钟对远程接收器22发出开启指令，接收到信号的远程接收器22向电子开关23发出连通电路的指令，接通电路后，加热电阻丝21开始进行加热，同时热量向加热箱20内的油液进行传导，当加热箱20内的加热箱温度传感器19检测出加热箱20内的温度达到设定的温度后，向控制单元12发送温度数据，同时手机APP1显示加热箱20内油液的温度，通过手机APP1可以向远程接收器22发出关闭指令，接着远程接收器22指令关闭电子开关23，切断回路，加热电阻丝21停止加热。当控制单元12接收到曲柄位置传感器发出的信号后，控制单元12分别向油液出口电磁阀13和中间油管出口电磁阀16发出开启指令，保证油液的正常运行。

本发明的有益效果在于充分利用油液晃动产生的机械能，并将这些能量转化为可以直接利用的电能；产生的电能可以对油液加热，降低了发动机低温下启动时的燃油消耗率，节约成本；同时提高了燃料在发动机内完全燃烧的程度，降低了发动机尾气对外界环境的污染。另外，油箱内安装的发电装置可以降低油液在油箱中的晃动幅度，减小油液对油箱壁面的冲击应力，提高油箱使用的寿命；

同时，减少了油液与油箱内空气接触的概率，降低了油液产生油气的挥发量，减小了碳罐吸附油气的压力。

所述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置，包括：发电装置、加热装置和控制部分，所述发电装置将产生的电能存储起来，并为加热装置提供电能；加热装置接受控制部分的控制；

所述发电装置由油气回收管、油箱、主动扇齿轮、油液、从动齿轮、扇齿轮柄杆、滚动轮、弹性元件、支撑防浪带、回力弹簧、发电机、涡轮、涡轮轴、支撑轴、齿轮轴和支撑架组成；油气回收管安装在油箱的左顶部，油气回收管的末端安装着汽车翻车安全阀和ORVR阀；油箱内盛装油液，在油箱的右侧壁固定着内有弹性元件的支撑架，且油箱用于支撑防浪带、支撑轴和齿轮轴；支撑轴位于支撑防浪带上方，在支撑轴上对称安装着可转动的扇齿轮柄杆，且扇齿轮柄杆的右端固定着主动扇齿轮，扇齿轮柄杆左端连接下端固定在油箱底部的回力弹簧的上端；主动扇齿轮与安装在支撑架左端的从动齿轮高副啮合，从动齿轮安装在齿轮轴上，且齿轮轴两端位于油箱两侧壁开设的内槽内，齿轮轴可以沿着内槽向下运动，且齿轮轴下端被弹性元件支撑；所述滚动轮有两个，两个滚动轮分别安装在两个支撑架的内槽里，且两个滚动轮之间通过杆件相连，该杆件与一端固定在油箱内壁上的弹性元件连接；支撑防浪带安装在油箱的底部，支撑防浪带上部有长孔，孔内安装着支撑轴，在支撑防浪带下部等间距开设四个形状相同的“n”型槽；所述发电机共有四个，其中两个安装在涡轮轴的两端，另外两个安装在齿轮轴的两端；所述涡轮共有四个，四个涡轮分别安装在四个“n”型槽的垂直下方，且涡轮安装在涡轮轴上；所述涡轮轴位于支撑轴的垂直下方，涡轮轴左、右两端的支撑部位轴的外表面与油箱内孔的内表面相配合；

所述加热装置由中间油管、供油管、加热箱、加热电阻丝、远程接收器、电子开关、蓄能装置和中间变换电路组成；中间油管左端连接油箱底部的油液出口电磁阀，右端连接加热箱上的加热箱出口电磁阀；供油管有两个入口，两个入口分别连接中间油管上的中间油管出口电磁阀和加热箱上的加热箱出口电磁阀；加热箱呈圆柱状，加热箱圆周壁内留有圆环空腔，空腔内安装有加热电阻丝，且加热箱右端接线端子与蓄能装置的负极相连接；

所述控制部分由手机APP、控制单元、油液出口电磁阀、加热箱入口电磁阀、中间油管出口电磁阀、加热箱出口电磁阀和加热箱温度传感器组成；手机APP用来向远程接收器发出无线信号，并控制电子开关的开启和关闭动作；控制单元与加热箱温度传感器、曲轴温度传感器以及车外温度传感器连接，控制单元接收三个温度传感器传来的温度信号，并对油液出口电磁阀、加热箱入口电磁阀、中间油管出口电磁阀和加热箱出口电磁阀进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置，其特征是：所述远程接收器位于电子开关和蓄能装置的中间，远程接收器右端接口与蓄能装置相连，左端接口与电子开关相连，远程接收器能量由蓄能装置提供，远程接收器来接受手机APP发出的远程无线信号，用于控制电子开关的连接和断开。

3.根据权利要求1所述的一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置，其特征是：所述电子开关左端端子与加热电阻丝的左端接口相连，右端端子与蓄能装置的下方接口端子相连，此连接用来切断连接蓄能装置与加热电阻丝的电路。

4.根据权利要求1所述的一种利用回收车载油箱中油液晃动能量的节油装置，其特征是：所述中间变换电路上端接口与四个发电机输出端子的交汇处相连，中间变换电路左端输出端子与蓄能装置相连，中间变换电路用来把四个发电机发出的交流电转换为直流电，并传导到蓄能装置里。

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