CN201972811U - 一种利用发动机余热进行进气增压和发电系统 - Google Patents

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Abstract

一种利用发动机余热实现发动机进气增压和发电(电力驱动)系统，由发动机排气管和水箱散出的废热以及车辆壳体和引擎盖吸收太阳能和辐射能为热源的集热系统、动力转化系统、压力缓冲系统、增压系统、压缩空气储存装置、发动机增压进气系统，压差发电(电力驱动车辆)系统，控制系统和做功工质循环系统九部分组成，整个系统利用车辆排出的多余热量实现发动机进气增压和车辆电力驱动，可操作性强，可以充分利用石化燃料的能量，提高汽车发动机的性能且节能环保；结构简单、便于应用、成本低，有良好的社会和经济效益。

Description

一种利用发动机余热进行进气增压和发电系统
技术领域
本实用新型涉及能源再利用领域，特别是涉及一种利用发动机余热进行增压进气和发电(电力驱动)系统。
背景技术
随着社会的发展，人民生活水平的提高，人们出行对汽车的依赖程度越来越高，随之而来的是汽车的保有量大幅度提高，从而引起对石油能源的需求越来越大，然而现在汽车发动机对石化燃料的利用率只有30％，其余的能量都以废热的形式排到大气中，不仅造成石化燃料的浪费，而且还加重了大气温室效应，。因而回收利用以废热形式排到大气中的这部分能力，提高汽车发动机的性能和充分利用石化燃料，减少浪费，进而缓解石化能源的短缺，有利于国家的能源战略发展。另外，汽车在行驶和露天停放时，由于太阳的暴晒使车内和车体的温度升高，加重了车辆的损伤和空调的使用率，对这部分能量的加以利用对与节能减排也是有很大的意义。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能够利用发动机余热实现发动机增压进气和发电(电力驱动)系统。
为实现上述目的，本实用新型是采用以下方案实现的：一种利用发动机余热进行增压进气和发电系统，由发动机排气管和水箱散出的废热以及车辆壳体和引擎盖吸收太阳能和辐射能为热源的集热系统、动力转化系统、压力缓冲系统、增压系统、压缩空气储存装置、发动机增压进气系统、压差发电(电力驱动车辆)系统、控制系统和做功工质循环系统九部分组成。将发动机排气管和水箱散出的废热以及车辆壳体，引擎盖吸收的太阳能，辐射能为热源。其产生 的热量传递到过动力转化系统后，动力转化系统产生具有一定压力的压缩做功气体，压缩做功气体先进入压力缓冲系统，压力缓冲系统中的压缩做功气体达到一定压力后经空气增压装置把从空气滤清器进来的空气进行增压，高压气体进入压缩空气储存装置储存；在控制系统的控制下，保证发动机增压进气优先条件下压缩空气实现发动机增压进气和进入压差发电(电力驱动车辆)系统驱动压差电机发电。从增压器出来的做功气体经冷却后回到动力转化系统；当压缩空气储存系统中的压力达不到发动机增压供气的要求时，通过控制系统切断增压供气，打开从空气滤清器供气，从而保证了发动机的正常运行。
所述动力转化系统包括储液罐和做功气体发生装置；由发动机排气管和水箱散出的废热以及车辆壳体吸收的太阳能，辐射能为热源的集热管产生的热量对做功气体发生装置中的液体加热后，做功气体发生装置内部的液体就会气化产生具有一定压力的压缩做功气体，压缩做功气体经过管道送入压力缓冲装置，在压缩做功气体送出的同时储液罐中的液体进入做功气体发生装置补充气化消耗的液体；
所述压力缓冲系统由单向阀、压力罐组成；动力转化系统产生的压缩做功气体通过单向阀不断地进入压力罐。
所述增压系统由空气增压器、空气滤清器组成，可以实现使用以压力缓冲装置中的高压气体做动力，把从空气滤清器进来的常压空气增压，增压后的压缩空气进入压缩空气储存装置。
所述做功工质循环系统包括冷却器、泵、单向阀组成。
所述压缩空气储存装置由压力传感器、压缩气体储气罐组成。
所述压缩空气储存装置由压力传感器、压缩气体储气罐组成；
所述发动机增压进气系统由发动机增压进气开关组成；，是使用空气储存罐 的符合压力值的压缩空气进入发动机，从而实现增压进气，提高发动机性能，节省燃料的功能。
所述压差发电(电力驱动车辆)系统由发电系统进气开关、气动马达、发电机、蓄电池、电动机组成，用来把空气储气罐压缩气体的能量转变为电能；压差发系统其结构包括进气口转向开关、气体发动机、发电机和蓄电池四部分组成。从高压储气罐出来的压缩空气使空气发动机启动从而带动发电机运行实现发电。
所述控制系统可以根据隔热水箱的温度控制进入隔热水箱换热管中做功工质的量，从而保证发动机隔热水箱的温度，保证发动机的良好运行。控制系统可以根据各传感器的数据实现发动机的进气方式的控制，从而实现普通进气和增压进气方式的切换。控制系统可以根据发动机的运行情况，在保证发动机良好运行的前提下，实现发动机增压进气和压差发电(电力驱动车辆)系统的发电。控制系统可以根据电力的储存状况，可以告知汽车驾驶员实现汽车油电模式的切换。从而实现充分发挥石化燃料的能量，实现节能减排的目的。
本实用新型的有益效果为：可操作性强，可以充分利用石化燃料的能量，提高汽车发动机的性能。且节能环保；具有结构简单、便于应用、成本低。有良好的社会和经济效益。
附图说明
图1是本实用新型利用发动机余热实现增压进气和发电系统结构示意图；
图2是本实用新型热能传递示意图；
图3是本实用新型动力转化系统结构示意图；
图4是本实用新型增压装置结构示意图；
图5是本实用新型做功工质循环示意图；
图6是本实用新型发动机进气切换系统图
图7是本实用新型压差发电(电力驱动车辆)系统结构示意图；
图8是本实用新型控制系统结构示意图；
具体实施方式
本实用新型在于提供一种充分利用汽车石化燃料的汽车增压进气和发电系统，下面结合附图说明以及具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，发动机废热和车辆壳体产热系统产生的热量传递到动力转化系统后，动力转化系统产生具有一定压力的压缩做功气体，压缩做功气体先进入压力缓冲系统，通过压力缓冲系统实现部分压缩做功气体的储存；压力缓冲系统中的压缩做功气体达到一定压力后经增压装置把从滤清器进来的空气增压，增压后的压缩空气进入压缩空气储存装置；在控制系统的控制下使压缩空气储存装置实现增压进气和压差发电(电力驱动车辆)。做功气体经冷却后回到动力转化系统，完成做功循环。
如图2所示，发动机废热和车辆壳体集热系统中的排气管、隔热水箱、汽车顶盖和引擎盖产生的热量对做功气体发生装置中的排气管中的换热管、隔热水箱中的换热管、汽车顶棚及引擎盖中的换热管中的液体进行加热，做功气体发生装置内部的液体就会气化产生就有一定压力的压缩做功气体。
如图3所示，做功工质储液罐中的工质经过泵和单向阀分别进入排气管中的换热管，隔热水箱中的换热管和汽车顶盖、引擎盖的换热管中加热生产具有一定压力的压缩做功气体。压缩做功气体经过单向阀送入压力缓冲装置缓冲罐中。做功气体送出的同时，储液罐中的液体经过泵和单向阀进入做功气体发生装置补充气化消耗的液体。其中隔热水箱中换热管内的做功工质是在控制系统的控制下，由进液开关实现关停。当水箱温度达不到发动机工作要求时，进液 开关关闭，工质液体不能进入换热管中，从而保证水箱中的温度不受的影响。当水温超过发动机工作要求时，进液开关打开，使用工质液体进入换热管产生压缩做功气体，压缩做功气体进单向阀进入压力缓冲装置(三)中。在开关关闭时隔热水箱中换热管中的压缩做功气体的压力由单向阀来控制，从而实现安全运行。
如图4所示，压力缓冲装置中的压缩气体达到一定值时，压缩气体直接进入空气增压装置中，压缩气体直接推动做功活塞，做功活塞和增压活塞是直接相连的。由于做功活塞和增压活塞存在截面积的不同，从而把从滤清器中进入增压气缸的空气进行压缩。压缩过的空气有单向阀进入压缩空气储存装置中。单向阀实现控制压缩空气倒流到空气滤清器。
如图5所示，从空气增压装置中的气缸出来的做完功的低温低压气体直接进入冷却器中，气体在冷却器中冷却变成工质液体。工质液体经过泵和单向阀进入做功工质液体储存罐中。
如图6所示，在控制系统检测到压力传感器符合压力值时，控制系统直接打开空气储存装置的发动机增压供气开关向发动机高压进气，同时关闭发动机常压进气开关，实现发动机空气增压模式工作。在控制系统检测到压力传感器不符合压力值时，控制系统直接关闭空气储存装置的发动机增压供气开关停止向发动机高压进气，同时打开发动机常压进气开关，实现发动机普通模式工作。
如图7所示，在控制系统检测到压力传感器符合压力值时，控制系统会打开发电系统进气开关，使空气储气装置向气动发动机供气，从而启动气动马达，发动机带动发电机进行发电，发的电量先储存在蓄电池，然后通过电动机驱动车辆行驶。
如图8所示，控制系统根据从动力转化系统，压缩空气储存装置，发动机 进气切换系统，压差发电(电力驱动车辆)系统传来的各种数据进行分析。在保证水箱温度，保证发动机增压进气优先的前提下，控制系统控制各种开关的开闭转换。控制系统可根据车辆电瓶的参数，提醒驾驶员实现汽车油电动力的切换。

Claims (2)

1.一种利用发动机余热进行进气增压和发电系统，其特征在于：整个装置由集热系统、动力转化系统、压力缓冲系统、增压系统、压缩空气储存装置、发动机增压进气系统、电力驱动压差发电系统、控制系统和做功工质循环系统九部分组成。
2.根据权利要求1所述的一种利用发动机余热进行进气增压和发电系统，其特征在于：所述集热系统包括发动机排气管和水箱散出的废热以及车辆壳体和引擎盖吸收太阳能和辐射能为热源；所述动力转化系统包括储液罐和做功气体产生装置；所述压力缓冲系统由单向阀、压力罐组成；所述增压系统由空气增压器、空气滤清器组成；做功工质循环系统包括冷却器、泵、单向阀组成；所述压缩空气储存装置由压力传感器、压缩气体储气罐组成；所述发动机增压进气系统由发动机增压进气开关组成；所述电力驱动车辆压差发电系统由发电系统进气开关、气动马达、发电机、蓄电池、电动机组成。 
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102635524A (zh) * 2012-03-24 2012-08-15 徐江 多能源发动机
CN106593797A (zh) * 2016-10-20 2017-04-26 兰州理工大学 车用余热回收的热力循环系统
CN109263462A (zh) * 2018-10-11 2019-01-25 卢翔峰 一种动能环保汽车

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