CN208578637U - 喷管式排气能量回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种属于内燃机技术领域的喷管式排气能量回收装置，包括喷管、燃气轮机、连通管、发电机、旁通管、缩放管，喷管、旁通管的进气口均与发动机排气管的出气口相连接，喷管进气口的轴线与发动机排气管出气口的轴线重合，缩放管安装在旁通管上，喷管的出气口与燃气轮机的进气口相连接，燃气轮机的出气口与连通管的进气口相连接，连通管的出气口与缩放管下游的旁通管相连接，燃气轮机、发电机之间通过连接轴相连接。在本实用新型中，经过催化包后发动机排气的部分能量，可以通过燃气轮机转换成电能。本实用新型设计合理，结构简单，在实现能量回收的同时，发动机的排气背压也不会有较大的增加。

Description

喷管式排气能量回收装置

技术领域

本实用新型涉及内燃机技术领域，特别是涉及一种喷管式排气能量回收装置。

背景技术

汽油发动机是汽车的核心部件，现在大部分汽车仍旧采用以汽油机作为主要动力源。与电动汽车相比较，采用汽油机作为动力源，可以实现汽车的远距离行驶。但是在现有的技术中，汽油机的最高热效率仅为40％，有30％以上的能量被排气带走。高效回收排气中的能量，是当今汽油机节能技术发展的趋势。若是在排气系统中直接串联燃气发电机，则在大负荷工况下发动机的排气背压会较大，汽油价油耗较高；若是在排气系统中安装热电转换装置，则成本会有较大的上升。在现有技术中，还没有既排气背压和成本都较低的排气能量回收技术。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的喷管式排气能量回收装置，不但可以利用排气的能量来发电，排气背压和成本也都较低。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种喷管式排气能量回收装置，包括发动机进气管、发动机、发动机排气管、空滤、压气机、中冷器、节气门、涡轮和催化包，所述发动机进气管的出气口与发动机的进气道相连接，所述发动机排气管的进气口与发动机的排气道相连接，所述空滤、压气机、中冷器和节气门依次连接在发动机进气管上，所述涡轮和催化包依次连接在发动机排气管上，所述压气机和涡轮之间通过连接轴相连接，其特点在于，还包括喷管、燃气轮机、连通管、发电机、旁通管和缩放管，所述喷管和旁通管的进气口均与发动机排气管的出气口相连接，所述缩放管安装在旁通管上，所述喷管的出气口与燃气轮机的进气口相连接，所述燃气轮机的出气口与连通管的进气口相连接，所述连通管的出气口与缩放管下游的旁通管相连接，所述燃气轮机和发电机之间通过连接轴相连接。

较佳地，所述喷管的进气口的轴线与发动机排气管的出气口的轴线重合。

较佳地，所述连通管、发动机排气管和旁通管的流通面积相同。

较佳地，所述喷管的出气口面积为其进气口面积的60％。

较佳地，所述缩放管的喉口面积为旁通管流通面积的50％。

较佳地，所述缩放管由一个被电子控制单元控制的电磁阀代替。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型设计合理，结构简单，可以充分回收排气能量。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的喷管式排气能量回收装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种喷管式排气能量回收装置，包括发动机进气管1、发动机2、发动机排气管3、空滤4、压气机5、中冷器6、节气门7、涡轮8、催化包9、喷管10、燃气轮机11、连通管12、发电机13、旁通管14、缩放管15，发动机进气管1的出气口与发动机2的进气道相连接，发动机排气管3的进气口与发动机2的排气道相连接，空滤4、压气机5、中冷器6、节气门7依次连接在发动机进气管1上，涡轮8、催化包9依次连接在发动机排气管3上，压气机5、涡轮8之间通过连接轴相连接，喷管10、旁通管14的进气口均与发动机排气管3的出气口相连接，喷管10进气口的轴线与发动机排气管3出气口的轴线重合，缩放管15安装在旁通管14上，喷管10的出气口与燃气轮机11的进气口相连接，燃气轮机11的出气口与连通管12的进气口相连接，连通管12的出气口与缩放管15下游的旁通管14相连接，燃气轮机11、发电机13之间通过连接轴相连接；连通管12、发动机排气管3、旁通管14的流通面积相同，喷管10的出口面积为其进口面积的60％，缩放管15的喉口面积为旁通管14流通面积的50％。

在本实用新型的实施过程中，在发动机2的中等负荷，催化包9后的排气流速较高，排气流经喷管10后速度进一步提高，在燃气轮机11中排气的速度能直接转换成机械能，从而使燃气轮机11带动发电机13旋转发电；在发动机2的大负荷，缩放管15入口处的压力较高，大部分排气可以经过旁通管14、缩放管15流出，从而使发动机2的排气背压增加较小。

在本实用新型的实施过程中，缩放管15也可以用一个由电子控制单元控制的电磁阀代替；当发动机2的排气背压较低时，排气全部经过燃气轮机11；当发动机2的排气背压较高时，电子控制单元可以控制电磁阀部分或全部打开，从而使部分排气流经旁通管14。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种喷管式排气能量回收装置，包括发动机进气管(1)、发动机(2)、发动机排气管(3)、空滤(4)、压气机(5)、中冷器(6)、节气门(7)、涡轮(8)和催化包(9)，所述发动机进气管(1)的出气口与发动机(2)的进气道相连接，所述发动机排气管(3)的进气口与发动机(2)的排气道相连接，所述空滤(4)、压气机(5)、中冷器(6)和节气门(7)依次连接在发动机进气管(1)上，所述涡轮(8)和催化包(9)依次连接在发动机排气管(3)上，所述压气机(5)和涡轮(8)之间通过连接轴相连接，其特征在于，还包括喷管(10)、燃气轮机(11)、连通管(12)、发电机(13)、旁通管(14)和缩放管(15)，所述喷管(10)和旁通管(14)的进气口均与发动机排气管(3)的出气口相连接，所述缩放管(15)安装在旁通管(14)上，所述喷管(10)的出气口与燃气轮机(11)的进气口相连接，所述燃气轮机(11)的出气口与连通管(12)的进气口相连接，所述连通管(12)的出气口与缩放管(15)下游的旁通管(14)相连接，所述燃气轮机(11)和发电机(13)之间通过连接轴相连接。

2.如权利要求1所述的喷管式排气能量回收装置，其特征在于，所述喷管(10)的进气口的轴线与发动机排气管(3)的出气口的轴线重合。

3.如权利要求1所述的喷管式排气能量回收装置，其特征在于，所述连通管(12)、发动机排气管(3)和旁通管(14)的流通面积相同。

4.如权利要求1所述的喷管式排气能量回收装置，其特征在于，所述喷管(10)的出气口面积为其进气口面积的60％。

5.如权利要求1所述的喷管式排气能量回收装置，其特征在于，所述缩放管(15)的喉口面积为旁通管(14)流通面积的50％。

6.如权利要求1所述的喷管式排气能量回收装置，其特征在于，所述缩放管(15)由一个被电子控制单元控制的电磁阀代替。