CN205714414U - 一种车辆尾气能量回收利用装置 - Google Patents

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刘建敏
刘艳斌
乔新勇
张小明
韩立军
董意
顾程
何盼攀
高腾腾
陈路明
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Abstract

本实用新型涉及一种车辆尾气能量回收利用装置，包括原柴油机增压器、原柴油机的涡轮和气缸，其特征在于：还包括压气机，涡轮，中冷器，和空气瓶。压气机、涡轮同轴；压气机的进口连通大气，压气机的出口连着中冷器的进口；中冷器连通空气瓶；原柴油机的涡轮的出口连通涡轮的进口。本实用新型通过在排气管出口处串联废气涡轮增压装置，利用尾气中携带的能量压缩外界空气并贮存在高压空气罐中，一方面给高压空气起动提供高压气体，另一方面可以在怠速工况及时给缸内补充新鲜空气，还可以利用高压空气快速膨胀需要吸收大量热量的原理调节作战车辆内部的温度。

Description

一种车辆尾气能量回收利用装置
技术领域
本实用新型涉及一种车辆尾气能量回收利用装置。
背景技术
根据相关研究，我国重型车辆柴油机的热效率平均不到40％，约40％的热量随尾气排放到大气环境中，柴油机的大致能量分配如图1所示。
根据前期调研，发现目前我国重型柴油机及作战车辆存在以下几个问题：
1、文献资料显示：未装备废气涡轮增压装置的柴油机其排气温度在600℃以上，装备废气涡轮增压装置的柴油机其排气温度也在400以上，回收利用空间很大。
2、高温废气带走了大量的燃烧热，这不仅降低了柴油机的热效率，而且对作战车辆的红外隐身性能也构成了巨大挑战。
3、我军作战车辆在高原地区工作或者怠速工况下工作时，易出现进气量不足、燃烧状况恶化、功率下降等问题。
4、我军作战车辆为提高启动系统可靠度，能保证任何情况下都能及时有效的启动，一般为车辆配备电启动和高压空气起动两种装置。在使用过程中，需要柴油机输出轴驱动压气机为高压空气瓶压缩空气，这不仅占用了车辆内部的空间，而且消耗了一部分输出扭矩，一定程度上降低了发动机的功率。
5、由于空间狭小，蓄电池压力较低，车辆行驶阶段振动、颠簸等因素的影响，普通家用空调安装在作战车辆上几乎不可能实现。但在工作过程中，较为封闭的作战空间夏天温度高达40多度，而冬天的温度在零度以下，恶劣的工作环境必然导致驾驶操作人员不能很好的发挥正常水平，进而影响作战计划。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决大功率柴油机热效率不高的问题，提供一种车辆尾气能量回收利用装置。
本实用新型提出了一种车辆尾气能量回收利用装置，包括废气涡轮增压装置、高压空气瓶、阀门等部件。通过在排气管出口处串联废气涡轮增压装置，利用尾气中携带的能量压缩外界空气并贮存在高压空气罐中，一方面给高压空气起动提供高压气体，另一方面可以在怠速工况及时给缸内补充新鲜空气，还可以利用高压空气快速膨胀需要吸收大量热量的原理调节作战车辆内部的温度。
一种车辆尾气能量回收利用装置，包括原柴油机增压器、原柴油机的涡轮和气缸，其特征在于：还包括压气机，涡轮，中冷器，和空气瓶。压气机、涡轮同轴；压气机的进口连通大气，压气机的出口连着中冷器的进口；中冷器连通空气瓶；原柴油机的涡轮的出口连通涡轮的进口。
正常情况下新鲜空气经柴油机增压器1压缩后进入气缸与柴油燃烧放热，尾气经原柴油机的涡轮2排放到大气中，尾气中的一部门能量转化为原柴油机的涡轮2的动能经轴传递到柴油机增压器1处，提供压气机工作的动力。加装能量回收利用装置后，原柴油机工作模式和状态不变，尾气经原柴油机的涡轮2排出后再引流到涡轮5中，再次将其携带的能量转化为涡轮5的动能从而带动压气机4工作。外界空气经压气机4压缩后变成高温高压气体，经中冷器6冷却后贮存在空气瓶7内。
本实用新型的优点包括：
(1)利用废气中携带的能量给高压空气起动提供高压气体。
(2)在怠速工况或高原地区工作时及时给缸内补充新鲜空气，改善缸内燃烧状况，提高柴油机热效率和输出轴扭矩，进而提高车辆的机动性。
(3)利用废气中的能量调节车辆内部的温度状况。
(4)降低了车辆排气的红外辐射，提高了隐身性能。
附图说明
图1为尾气能量回收利用装置的示意图。
具体实施方式
尾气回收利用装置的工作示意图如图1所示。其中，1为原柴油机增压器，2为原柴油机的涡轮，3为气缸，4为加装的压气机，5为加装的涡轮，6为中冷器，7为贮存高压空气的空气瓶。
一种车辆尾气能量回收利用装置，包括原柴油机增压器、原柴油机的涡轮和气缸，其特征在于：还包括压气机，涡轮，中冷器，和空气瓶。压气机、涡轮同轴；压气机的进口连通大气，压气机的出口连着中冷器的进口；中冷器连通空气瓶；原柴油机的涡轮的出口连通涡轮的进口。
正常情况下新鲜空气经柴油机增压器1压缩后进入气缸与柴油燃烧放热，尾气经原柴油机的涡轮2排放到大气中，尾气中的一部门能量转化为原柴油机的涡轮2的动能经轴传递到柴油机增压器1处，提供压气机工作的动力。加装能量回收利用装置后，原柴油机工作模式和状态不变，尾气经原柴油机的涡轮2排出后再引流到涡轮5中，再次将其携带的能量转化为涡轮5的动能从而带动压气机4工作。外界空气经压气机4压缩后变成高温高压气体，经中冷器6冷却后贮存在空气瓶7内。
高压空气的利用
高压空气的利用主要分为几部分：用于柴油机的启动、用于在高原环境或怠速工况下新鲜冲量的补充以及用于调节作战车辆内部的温度。
1、柴油机的启动
在原车上就配有用于高压空气起动的传动装置、压气机、管道以及用于存放气体的高压空气瓶，但这套装置不仅要消耗柴油机功率，而且占用了较大体积。若改为利用此装置进行高压空气起动后，不仅其热效率得到了提高，而且省去了之前高压空气起动装置的体积，使战斗车辆内部的空间更加宽裕，操作驾驶等更加方便。
2、补充新鲜冲量
军用车辆在高原地区使用时，由于空气稀薄导致空燃比降低，燃烧状况恶化，动力性能下降。此时将高压空气瓶中的气体经减压后通过高压空气起动管路及时补充到燃烧室内，可以有效缓解由于空气稀薄导致的各种问题。
3、温度调节装置
温度调节装置利用高压气体突然膨胀需要吸收大量热的原理来调节车辆内部的温度。

Claims (1)

1.一种车辆尾气能量回收利用装置，包括原柴油机增压器、原柴油机的涡轮和气缸，其特征在于：还包括压气机，涡轮，中冷器，和空气瓶；压气机、涡轮同轴；压气机的进口连通大气，压气机的出口连着中冷器的进口；中冷器连通空气瓶；原柴油机的涡轮的出口连通涡轮的进口。
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