CN203098006U - 发动机动力涡轮能量回收装置 - Google Patents

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林铁坚
杨剑
叶双超
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Abstract

本实用新型公开了一种发动机动力涡轮能量回收装置。该发动机动力涡轮能量回收装置包括：第一涡轮和发电机，第一涡轮串联在涡轮增压器后部，并与发电机驱动连接，发电机与发动机蓄电池或电路系统相连供电。该发动机动力涡轮能量回收装置采用带发电机的动力涡轮，动力涡轮直接带动发电机发电，发电机发出的电能可以储存在蓄电池中，也可以直接用于发动机或整车上的电路系统，省略了复杂的离合器机构，使得该发动机动力涡轮能量回收装置结构简单合理，废气能量利用效率高，成本低，且利于发动机轻量化。

Description

发动机动力涡轮能量回收装置
技术领域
本实用新型涉及发动机领域，特别涉及一种发动机动力涡轮能量回收装置。
背景技术
现有发动机动力涡轮能量回收装置主要包括动力涡轮和离合器机构，动力涡轮将发动机废气能量转化为机械功通过离合器机构来驱动外部负载的叶轮机械。动力涡轮安装在涡轮增压器后部，与涡轮增压器串联。发动机废气首先经过涡轮增压器，部分废弃能量被涡轮增压器回收利用，余下的废气能量则进入动力涡轮的涡轮端，推动涡轮旋转，涡轮的旋转带动一个与曲轴齿轮接合的离合器机构工作，推动曲轴旋转并输出功率。
但当废气能量利用效率低时，离合器机构保持分离状态，导致动力涡轮不能将发动机废气能量转化为曲轴的输出功；只有废气能量利用效率高时，该离合器才接合，动力涡轮才能将发动机废气能量转化为曲轴的输出功，因此，发动机动力涡轮能量回收装置只在部分工况才工作并且摩擦损失大，导致废气能量利用效率低，且该发动机动力涡轮能量回收装置结构复杂，部件多，成本高，此外由于离合器机构重量大，不利于发动机的轻量化。
实用新型内容
本实用新型是为了克服上述现有技术中缺陷，提供了一种结构简单合理，废气能量利用效率高，成本低，且利于发动机轻量化的发动机动力涡轮能量回收装置。
为达到上述目的，根据本实用新型提供了一种发动机动力涡轮能量回收装置，包括：第一涡轮和发电机，第一涡轮串联在涡轮增压器后部，并与发电机驱动连接，发电机与发动机蓄电池或电路系统相连供电。
上述技术方案中，涡轮增压器包括：第二涡轮和压气机。
上述技术方案中，压气机增压后的进气空气经过中冷器冷却后进入发动机燃烧系统与燃料混合燃烧。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：该发动机动力涡轮能量回收装置采用带发电机的动力涡轮，动力涡轮直接带动发电机发电，发电机发出的电能可以储存在蓄电池中，也可以直接用于发动机或整车上的电路系统，省略了复杂的离合器机构，使得该发动机动力涡轮能量回收装置结构简单合理，废气能量利用效率高，成本低，且利于发动机轻量化。
附图说明
图1是本实用新型的发动机动力涡轮能量回收装置的示意图；
附图标记说明：
1-涡轮，2-发电机，3-发动机，4-涡轮，5-压气机，6-中冷器。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。需要理解的是，本实用新型的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各图所示的方向为基准，这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本实用新型具体技术方案的限制。
本实用新型的发动机动力涡轮能量回收装置采用带发电机的动力涡轮，动力涡轮直接带动发电机发电，发电机发出的电能可以储存在蓄电池中，也可以直接用于发动机或整车上的电路系统，省略了复杂的离合器机构，使得该发动机动力涡轮能量回收装置结构简单合理，废气能量利用效率高，成本低，且利于发动机轻量化。
如图1所示，该发动机动力涡轮能量回收装置的具体结构包括：涡轮1和发电机2，涡轮1与发电机2驱动连接，发动机3的废气能量进入涡轮1的涡轮端，推动涡轮旋转，涡轮再带动发电机2发电。
涡轮1安装在发动机涡轮增压器后部，与涡轮增压器串联。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量，主要包括：涡轮4和压气机5。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮4，再带动压气机5压缩发动机的进气空气，使之增压后通过中冷器6冷却后进入发动机燃烧系统与燃料混合燃烧。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，压气机5就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。
发动机3废气经过涡轮增压器的涡轮4后，部分废气能量被涡轮增压器回收利用，余下的废气能量则进入涡轮1的涡轮端，推动涡轮旋转，涡轮的旋转带动发电机2发电，发电机2与动力涡轮的涡轮连接并与蓄电池或发动机及整车上的电路系统相连，发电机2发出的电能可以储存在蓄电池中，也可以直接用于发动机或整车上的电路系统。由于采用一个发电机代替原有复杂的离合器机构，该发动机动力涡轮能量回收装置结构简单，部件少，成本低。只要柴油机运行，发电机就可工作，现代发电机把机械能转换为电能的效率高达99%以上，相比离合器的只有高转速工况工作并且机械损失不少于10%的缺点，废气能量利用效率更高；发电机比离合器结构轻，使用带发电机的动力涡轮能量回收装置更符合轻量化的需求。
综上，该发动机动力涡轮能量回收装置采用带发电机的动力涡轮，动力涡轮直接带动发电机发电，发电机发出的电能可以储存在蓄电池中，也可以直接用于发动机或整车上的电路系统，省略了复杂的离合器机构，使得该发动机动力涡轮能量回收装置结构简单合理，废气能量利用效率高，成本低，且利于发动机轻量化。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种发动机动力涡轮能量回收装置，其特征在于，包括：第一涡轮和发电机，所述第一涡轮串联在涡轮增压器后部，并与所述发电机驱动连接，所述发电机与发动机蓄电池或电路系统相连供电。
2.根据权利要求1所述的发动机动力涡轮能量回收装置，其特征在于：所述涡轮增压器包括：第二涡轮和压气机。
3.根据权利要求2所述的发动机动力涡轮能量回收装置，其特征在于：所述压气机增压后的进气空气经过中冷器冷却后进入发动机燃烧系统与燃料混合燃烧。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103912349A (zh) * 2013-01-09 2014-07-09 广西玉柴机器股份有限公司 发动机动力涡轮能量回收装置
CN103982312A (zh) * 2014-04-30 2014-08-13 天津大学 基于动力涡轮能量回馈的发动机主动热管理系统及方法
CN110042791A (zh) * 2019-05-30 2019-07-23 吉林大学 一种垃圾清扫车能量回收系统及控制方法

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