專利名稱：基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)下，石油能源供需矛盾日益突出，汽車作為當(dāng)今社會(huì)最為普遍的能源消耗源之一，由于受到內(nèi)燃機(jī)效率的制約，能量的利用率很低，僅為百分之三十到四十左右，燃油燃燒的能量大部分以余熱的形式白白散發(fā)出去，同時(shí)由于開發(fā)新能源汽車需要大量的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)投入，因此通過各種方式直接或間接地來提高燃油能量的利用率是應(yīng)對(duì)當(dāng)今社會(huì)能源危機(jī)最為直接有效的途徑。液壓傳動(dòng)作為一種效率高、較為節(jié)能的傳動(dòng)方式，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力大、液壓馬達(dá)易實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速和過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。在汽車領(lǐng)域中，蓄能器普遍應(yīng)用于液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)中。針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱回收利用的研究在國內(nèi)剛開展不久，國內(nèi)目前回收汽車尾氣余熱的技術(shù)集中在余熱取暖、制冷和發(fā)電等方面，而在汽車上利用皮囊式蓄能器的熱膨脹性來回收汽車尾氣余熱能，將其轉(zhuǎn)化為液壓能用于汽車啟動(dòng)與制動(dòng)的余熱能回收方式，經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)和技術(shù)文件檢索，目前國內(nèi)還沒有相關(guān)的技術(shù)和專利報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供解決汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油利用率低和現(xiàn)有汽車尾氣余熱回收與利用方式的單一化和局限性等問題的基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、增壓器、汽車抱間制動(dòng)功能單元、液壓油箱、進(jìn)氣閥、排氣閥，其特征是還包括雙循環(huán)特殊蓄能器、恒壓蓄能器；增壓器、進(jìn)氣閥、雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器、排氣閥、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管組成氣動(dòng)循環(huán)，雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器分別連接增壓器的渦輪和壓氣機(jī)，在雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器與渦輪之間安裝排氣閥，在雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器與壓氣機(jī)之間安裝進(jìn)氣閥，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管穿過雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器；液壓油箱、雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器、恒壓儲(chǔ)能器、發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車抱間制動(dòng)功能單元、 液壓馬達(dá)組成液壓循環(huán)，雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器連接恒壓儲(chǔ)能器，恒壓儲(chǔ)能器連接汽車抱閘制動(dòng)功能單元，液壓油箱分別連接發(fā)動(dòng)機(jī)、雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器、恒壓儲(chǔ)能器，液壓馬達(dá)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)、恒壓儲(chǔ)能器、液壓油箱之間。本發(fā)明還可以包括1、所述的雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器包括雙循環(huán)特殊蓄能器耐壓外殼、雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊、溫包排氣閥、溫包進(jìn)氣閥，雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊安裝在雙循環(huán)特殊蓄能器耐壓外殼里，雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊與雙循環(huán)特殊蓄能器耐壓外殼構(gòu)成雙循環(huán)特蓄能器油腔，雙循環(huán)特殊蓄能器耐壓外殼上開有雙循環(huán)特殊蓄能器進(jìn)油口、雙循環(huán)特殊蓄能器出油口，雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊分別與增壓器壓氣機(jī)、渦輪相連并在相連的管路上分別安裝溫包進(jìn)氣閥和溫包排氣閥，雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊、溫包進(jìn)氣閥、溫包排氣閥構(gòu)成溫包。2、所述的恒壓蓄能器包括恒壓蓄能器殼外彈性皮囊、恒壓蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊、 恒壓蓄能器耐壓外殼，恒壓蓄能器殼外彈性皮囊安裝在恒壓蓄能器耐壓外殼外，恒壓蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊安裝在恒壓蓄能器耐壓外殼里，恒壓蓄能器殼外彈性皮囊和恒壓蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊相連，恒壓蓄能器耐壓外殼與恒壓蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊構(gòu)成恒壓蓄能器的儲(chǔ)油腔，恒壓蓄能器耐壓外殼上開有恒壓蓄能器出油口、恒壓蓄能器進(jìn)油口，恒壓蓄能器進(jìn)油口連接雙循環(huán)特殊蓄能器出油口，恒壓蓄能器出油口連接汽車抱間制動(dòng)功能單元。3、還包括兩位三通電磁閥、單向閥、三通閥，發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車抱閘制動(dòng)功能單元之間安裝兩位三通電磁閥；雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器與恒壓儲(chǔ)能器之間安裝單向閥；恒壓儲(chǔ)能器、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)之間安裝三通閥。4、所述的雙循環(huán)特殊蓄能器與恒壓蓄能器之間的液壓油管路、恒壓蓄能器和三通閥之間的液壓油管路、三通閥與汽車抱閘制動(dòng)功能單元之間的液壓油管路上分別旁接一個(gè)安裝有安全閥的流回油箱的液壓油路。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有汽車尾氣余熱回收方式的局限性和單一性， 提出了一種全新的能量回收與利用方式，將熱能直接轉(zhuǎn)化為利用具有能量密度和功率密度較大等優(yōu)點(diǎn)的液壓油儲(chǔ)存的液壓能，更適合于汽車尾氣余熱的回收與利用，很好地實(shí)現(xiàn)了低品位能源的二次利用，使汽車尾氣余熱的回收與利用方式更加多元化。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的雙循環(huán)特殊蓄能器結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的恒壓蓄能器結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1 3，圖1中長劃線“____”代表氣動(dòng)循環(huán)管路組件4 ；實(shí)線“_代
表液壓循環(huán)管路組件10 ；方點(diǎn)線“........”表示動(dòng)力關(guān)聯(lián)。圖中1空氣增壓器、2進(jìn)氣閥、3排
氣閥、5雙循環(huán)特殊蓄能器、6單向閥、7恒壓蓄能器、8三通閥、9液壓閥門、11汽車啟動(dòng)功能單元、12兩位三通電磁閥、13汽車抱閘制動(dòng)功能單元、14安全閥、15液壓馬達(dá)、16油箱、17 熱力渦輪、18雙循環(huán)特殊蓄能器出油口、19雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊、20雙循環(huán)特蓄能器油腔、21汽車尾氣排氣管、22雙循環(huán)特殊蓄能器進(jìn)油口、23溫包排氣閥、對(duì)溫飽進(jìn)氣閥、25雙循環(huán)特殊蓄能器耐壓外殼J6恒壓蓄能器殼外彈性皮囊、27恒壓蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊、觀恒壓蓄能器儲(chǔ)油腔、29恒壓蓄能器耐壓外殼、30恒壓蓄能器出油口、31恒壓蓄能器進(jìn)油口。如圖1所示，本實(shí)施例包括氣動(dòng)循環(huán)和液壓循環(huán)，氣動(dòng)回為系統(tǒng)的能量回收與轉(zhuǎn)化回路，液壓回路為轉(zhuǎn)化后能量的儲(chǔ)存與利用回路；其中，氣動(dòng)循環(huán)和液壓循環(huán)以雙循環(huán)特殊蓄能器5來進(jìn)行兩回路的耦合聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)熱能到液壓能的轉(zhuǎn)化；液壓回路中的恒壓蓄能器7用來儲(chǔ)存回收轉(zhuǎn)化的液壓能。
如圖2所示，雙循環(huán)特殊蓄能器5分為溫包和油腔20。溫包是由雙循環(huán)特殊蓄能器5殼內(nèi)的彈性皮囊19和進(jìn)氣閥2、排氣閥3構(gòu)成的密閉容積，溫包內(nèi)可充入高壓空氣；彈性皮囊19與雙循環(huán)特殊蓄能器耐壓外殼25構(gòu)成雙循環(huán)特殊蓄能器的油腔20。如圖3所示，恒壓蓄能器包括殼外彈性皮囊沈、殼內(nèi)彈性皮囊27、耐壓外殼四以及出油口 30和進(jìn)油口 31，其中，殼外彈性皮囊沈和殼內(nèi)彈性皮囊27之間用氣動(dòng)管路組件 4連通；耐壓外殼四與殼內(nèi)彈性皮囊27之間的容積為恒壓蓄能器的儲(chǔ)油腔觀。恒壓蓄能器7的殼外彈性皮囊沈和殼內(nèi)彈性皮囊27中是根據(jù)汽車自身液壓油路穩(wěn)定工作時(shí)的壓力值充入相同壓力值的高壓空氣。如圖1和2所示，氣動(dòng)循環(huán)包括空氣增壓器1、進(jìn)氣閥2、雙循環(huán)特殊蓄能器5、排氣閥3、熱力渦輪17以及氣動(dòng)管路組件4 ；橫穿溫包的汽車尾氣排氣管21為溫包的熱源；溫包內(nèi)的高溫高壓氣體通過溫包排氣管路組件4對(duì)熱力渦輪17做功，熱力渦輪17再帶動(dòng)空氣增壓器1對(duì)大氣空氣增壓后充入溫包，以提高氣體的做功能力?？諝庠鰤浩?可根據(jù)汽車自身液壓油路壓力的需要設(shè)定空氣增壓器的增壓比。如圖1、2和3所示，液壓循環(huán)包括油箱16、雙循環(huán)特殊蓄能器5、單向閥6、恒壓蓄能器7、三通閥8、液壓閥門9、汽車啟動(dòng)功能單元11、兩位三通電磁閥12、汽車抱閘制動(dòng)功能單元13、安全閥14、液壓馬達(dá)15以及液壓油管路組件10 ；在系統(tǒng)工作時(shí)，溫包膨脹對(duì)雙循環(huán)特殊蓄能器液壓油腔20中的液壓油做功，使其壓力升高，當(dāng)液壓油壓力到達(dá)一定值時(shí)， 雙循環(huán)特殊蓄能器5與恒壓蓄能器7之間液壓油路上的單向閥6開啟，液壓油通過雙循環(huán)特殊蓄能器的出油口 18、液壓管路組件10與恒壓蓄能器的進(jìn)油口 31進(jìn)入恒壓蓄能器的儲(chǔ)油腔觀，從而實(shí)現(xiàn)液壓的儲(chǔ)存；在系統(tǒng)工作時(shí)，雙循環(huán)特殊蓄能器的溫包膨脹到最大值時(shí)， 溫包排氣閥23打開，溫包內(nèi)的高溫高壓空氣排入熱力渦輪17對(duì)其做功，同時(shí)溫包內(nèi)的壓力值急劇下降，溫包彈性皮囊19收縮，致使雙循環(huán)特殊蓄能器的油腔20中形成負(fù)壓，則油箱 16中的液壓油在大氣壓力下通過液壓油管路組件10和雙循環(huán)特殊蓄能器的進(jìn)油口 22進(jìn)入雙循環(huán)特殊蓄能器的油腔20進(jìn)行補(bǔ)油；當(dāng)汽車需要啟動(dòng)時(shí)，汽車啟動(dòng)功能單元工作，此時(shí)恒壓蓄能器儲(chǔ)油腔觀中的液壓油通過液壓油管路組件10、三通閥8和液壓閥對(duì)液壓馬達(dá)15穩(wěn)定做功，帶動(dòng)液壓馬達(dá)工作，實(shí)現(xiàn)汽車的啟動(dòng)，同時(shí)通過液壓馬達(dá)15的低壓液壓油回流回油箱16 ；汽車需要制動(dòng)時(shí)，恒壓蓄能器儲(chǔ)油腔觀中液壓油通過液壓油管路組件10、 三通閥8、液壓閥門9和兩位三通閥12讓汽車抱閘制動(dòng)功能單元13工作，實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)。如圖1所示，汽車抱閘制動(dòng)功能單元需實(shí)現(xiàn)制動(dòng)時(shí)，兩位三通閥12處于右位通，汽車抱閘制動(dòng)功能單元需實(shí)現(xiàn)放閘時(shí)，兩位三通閥12處于左位通，抱閘制動(dòng)功能單元的液壓油回流回油箱16。如圖1所示，安全閥14的功能是當(dāng)液壓油路中的液壓油壓力出現(xiàn)大幅波動(dòng)升高時(shí)，液壓油直接通過它回流回油箱16，實(shí)現(xiàn)液壓油路元件的保護(hù)。安全閥14的安全值閾可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。本發(fā)明的工作原理如下系統(tǒng)工作原理分為工作和閑時(shí)兩個(gè)階段。(一 )工作階段工作階段可分為能量回收轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存和能量再利用兩個(gè)過程。1.能量回收轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存
汽車啟動(dòng)后，尾氣排氣管壁溫度逐漸升高，對(duì)溫包內(nèi)的高壓空氣加熱，到達(dá)一定壓力時(shí)，溫包膨脹對(duì)外做功，使充滿在溫包與耐壓外殼之間的液壓油壓力升高，當(dāng)液壓油壓力增大到滿足單向閥開啟值時(shí)，液壓油通過回收能量油路流向恒壓蓄能器，實(shí)現(xiàn)能量回收轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存。而后，溫包排氣閥打開，溫包內(nèi)高溫氣體膨脹對(duì)熱氣渦輪做功，熱氣渦輪帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)工作，進(jìn)氣閥打開，常溫空氣經(jīng)空壓機(jī)等溫增壓后進(jìn)入溫包，為下一個(gè)氣動(dòng)工作循環(huán)做準(zhǔn)備。這樣溫包、高溫排氣管(熱源)、空壓機(jī)、熱氣渦輪共同構(gòu)成一個(gè)余熱回收與轉(zhuǎn)化的子系統(tǒng)，連續(xù)不間斷的工作，進(jìn)行能量回收與轉(zhuǎn)化。溫包內(nèi)的壓力在氣體經(jīng)排氣閥排出對(duì)熱氣渦輪做功時(shí)突然降低，雙循環(huán)特殊蓄能器中的液壓油壓力也隨著突然下降形成負(fù)壓，此時(shí)油箱中的液壓油則進(jìn)入雙循環(huán)特殊蓄能器中進(jìn)行液壓油的補(bǔ)充，為液壓回路的下一個(gè)循環(huán)做準(zhǔn)備。2.能量再利用系統(tǒng)中的能量儲(chǔ)存采用恒壓蓄能器，用它蓄積液壓能具有恒壓蓄能、輸出壓力平穩(wěn)的特點(diǎn)[5]。當(dāng)某工作單元需要工作時(shí)，恒壓蓄能器中的高壓液壓油通過設(shè)計(jì)的對(duì)應(yīng)液壓傳動(dòng)回路平穩(wěn)地對(duì)其輸出高壓油，向其做功，實(shí)現(xiàn)能量的再利用。系統(tǒng)中能量的再利用有兩個(gè)去處一是汽車啟動(dòng)，二是汽車制動(dòng)。(二)閑時(shí)階段系統(tǒng)閑時(shí)即車輛停車時(shí)，沒有能量的回收。在能量消耗方面，此時(shí)車輛制動(dòng)系統(tǒng)不需要工作，因此只有當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，才有能量消耗，這部分能量來源于恒壓蓄能器中儲(chǔ)存的能量°本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有汽車尾氣余熱回收方式的局限性和單一性，提出了一種全新的能量回收與利用方式，將熱能直接轉(zhuǎn)化為利用具有能量密度和功率密度較大等優(yōu)點(diǎn)的液壓油儲(chǔ)存的液壓能，更適合于汽車尾氣余熱的回收與利用，很好地實(shí)現(xiàn)了低品位能源的二次利用，使汽車尾氣余熱的回收與利用方式更加多元化。本發(fā)明針對(duì)作為陸路交通主力軍的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱白白浪費(fèi)和現(xiàn)有汽車尾氣余熱回收與利用方式存在單一化和局限性的現(xiàn)象，研究開發(fā)一套基于蓄能器原理的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱回收存儲(chǔ)與利用系統(tǒng)。利用設(shè)計(jì)的雙循環(huán)特殊蓄能器對(duì)汽車運(yùn)行過程中尾氣排放管道壁產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收，將其轉(zhuǎn)化為液壓能儲(chǔ)存在恒壓蓄能器中，并設(shè)計(jì)一套與之相配的液壓傳動(dòng)回路，利用回收的液壓能作為車輛啟動(dòng)和制動(dòng)的動(dòng)力源，解決了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油利用率低和現(xiàn)有汽車尾氣余熱回收與利用方式的單一化和局限性等問題，提高了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)了其節(jié)能的目的。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括氣動(dòng)回路、液壓回路和兩回路的耦合部件雙循環(huán)特殊蓄能器。所述的氣動(dòng)回路包括空氣壓縮機(jī)、雙循環(huán)特殊蓄能器(溫包)、熱氣渦輪、溫包進(jìn)氣閥門、溫包排氣閥以及連接氣動(dòng)回路各部件的氣動(dòng)管路?？諝鈮嚎s機(jī)出氣口通過溫包進(jìn)氣閥用管路與雙循環(huán)特殊蓄能器內(nèi)的彈性皮囊內(nèi)容積(溫包)相連通，空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣口直接與大氣相通；熱氣渦輪進(jìn)氣口通過溫包出氣閥用管路與雙循環(huán)特殊蓄能器內(nèi)的彈性皮囊內(nèi)容積(溫包)相連通，熱氣渦輪出氣口直接與大氣相通。這樣，空氣壓縮機(jī)、溫包進(jìn)氣閥、雙循環(huán)特殊蓄能器(溫包)、溫包排氣閥、熱氣渦輪與整個(gè)大氣構(gòu)成氣動(dòng)回路循環(huán)。所述的液壓回路包括油箱、單向閥、雙循環(huán)特殊蓄能器(油腔)、安全閥、恒壓蓄
7能器、三通閥、液壓馬達(dá)、汽車啟動(dòng)單元、汽車制動(dòng)單元以連接液壓回路各部件的液壓管路。 雙循環(huán)特殊蓄能器(油腔)進(jìn)油口通過單向閥與油箱相通，油箱只能單向向雙循環(huán)特殊蓄能器油腔補(bǔ)油；雙循環(huán)特殊蓄能器(油腔)出油口通過單向閥與恒壓蓄能器進(jìn)油口相連通， 雙循環(huán)特殊蓄能器油腔只能單向向恒壓蓄能器蓄積高壓液壓油；恒壓蓄能器通過三通閥一路與液壓馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)汽車啟動(dòng)單元)相連，另一路與汽車制動(dòng)單元相連，各油路上安裝有液壓閥，以控制該油路的通斷。所述的雙循環(huán)特殊蓄能器為聯(lián)結(jié)兩回路的耦合部件，在工作時(shí)起到將氣動(dòng)回路回收的汽車尾氣余熱轉(zhuǎn)化為液壓能，包括彈性皮囊、耐壓外殼。彈性皮囊在工作時(shí)是包裹在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排管道壁外面的，彈性皮囊與排氣管道壁連接處采用耐高溫高壓的墊圈密封，這樣彈性皮囊與尾氣排氣管道壁形成密閉空間，稱之為溫包，同時(shí)彈性皮囊上開有進(jìn)氣孔和排氣孔，稱之為溫包進(jìn)排氣孔；耐壓外殼包裹著彈性皮囊，其上開有兩對(duì)孔，一對(duì)為溫包進(jìn)排氣孔(也即是彈性皮囊上的進(jìn)排氣孔)，另一對(duì)為液壓油進(jìn)出孔；彈性皮囊與耐壓外殼之間形成的空間稱之為油腔。在工作時(shí)，尾氣排氣管穿過雙循環(huán)特殊蓄能器的彈性皮囊和耐壓外殼，其中，穿過處均用密封墊圈密封。所述的溫包在工作時(shí)靠其內(nèi)高壓空氣受熱膨脹對(duì)外做功。所述的油腔在工作時(shí)靠溫包膨脹而使油腔空間體積減小從而充滿其內(nèi)的液壓油壓力隨著增高，當(dāng)油腔內(nèi)液壓油壓力增大到一定值時(shí)，連接雙循環(huán)特殊蓄能器與恒壓蓄能器之間的單向閥開啟，液壓油通過液壓油路流向恒壓蓄能器。所述的恒壓蓄能器具有恒壓蓄能的功能，包括耐壓外殼、殼內(nèi)彈性皮囊、殼外彈性皮囊以及儲(chǔ)油腔；其中，殼內(nèi)彈性皮囊位于耐壓外殼內(nèi)，殼外彈性皮囊位于耐壓外殼外， 殼內(nèi)彈性皮囊與殼外彈性皮囊之間用管路連通，形成密閉容積空間，儲(chǔ)油腔用于回收液壓油的儲(chǔ)存。本發(fā)明利用氣體的熱力性質(zhì)來回收汽車尾氣排氣管道壁的高溫?zé)崃?。本能量回收系統(tǒng)可根據(jù)情況汽車尾氣排氣管道系統(tǒng)的空間大小，按需要可以在尾氣管道壁外多布置幾個(gè)，可以更利于尾氣余熱的回收。本發(fā)明一種基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，包括氣動(dòng)循環(huán)和液壓循環(huán)兩個(gè)循環(huán)回路，其中氣動(dòng)循環(huán)回路與液壓循環(huán)回路靠雙循環(huán)特殊蓄能器來耦合聯(lián)接。所述的雙循環(huán)特殊蓄能器包括耐壓外殼、殼內(nèi)皮囊、橫向貫穿耐壓外殼和殼內(nèi)彈性皮囊的汽車尾氣排氣管、進(jìn)氣口、排氣口、進(jìn)油口以及出油口，其中，殼內(nèi)彈性皮囊與耐壓外殼之間形成雙循環(huán)特殊蓄能器的油腔，進(jìn)排氣口和進(jìn)出油口都開在耐壓外殼上。所述的氣動(dòng)循環(huán)回路包括空氣增壓器、進(jìn)氣閥、雙循環(huán)特殊蓄能器、排氣閥、熱力渦輪以及氣動(dòng)管路組件，其中空氣增壓器排氣口與雙循環(huán)特殊蓄能器的進(jìn)氣口通過氣動(dòng)管路連接，進(jìn)氣閥安裝于該氣動(dòng)管路上空氣增壓器的進(jìn)氣口直接與大氣相通；雙循環(huán)特殊蓄能器的排氣口通過氣動(dòng)管路與熱力渦輪的進(jìn)氣口相連，排氣閥安裝于該氣動(dòng)管路上，熱力渦輪的排氣口直接與大氣相通，熱力渦輪的輸出功用于直接驅(qū)動(dòng)空氣增壓器。所述的液壓循環(huán)回路包括油箱、雙循環(huán)特殊蓄能器、單向閥、恒壓蓄能器、三通閥、液壓閥門、汽車啟動(dòng)功能單元、兩位三通電磁閥、汽車抱閘制動(dòng)功能單元、安全閥、液壓馬達(dá)以及液壓油管路組件，其中雙循環(huán)特殊蓄能器進(jìn)油口與油箱通過液壓油管路連接，該油路上安裝有單向閥，雙循環(huán)特殊蓄能器的出油口通過液壓管路與恒壓蓄能器的進(jìn)油口相連接，該油路上也安裝有單向閥；三通閥的進(jìn)油口通過液壓管路與恒壓蓄能器的出油口相連接，三通閥的兩個(gè)出油口，一個(gè)出油口通過液壓油管路與液壓馬達(dá)進(jìn)油口相連接，該液壓管路上安裝有控制開閉的液壓閥門，另一個(gè)出油口通過液壓管路與汽車的抱間制動(dòng)功能單元相連接，該液壓油管路上安裝有一個(gè)控制油路開閉的液壓閥門和一個(gè)兩位三通電磁閥。所述的兩位三通閥在右位通時(shí)為汽車抱閘制動(dòng)功能單元的制動(dòng)的功能，左位通時(shí)，為汽車抱閘制動(dòng)系統(tǒng)功能單元的放閘功能。所述的雙循環(huán)特殊蓄能器與恒壓蓄能器之間的液壓油管路、恒壓蓄能器和三通閥之間的液壓油管路、三通閥與汽車抱閘制動(dòng)功能單元之間的液壓油管路上均旁接了一個(gè)安裝有安全閥的流回油箱的液壓油路。所述的恒壓蓄能器包括殼外彈性皮囊、殼內(nèi)彈性皮囊、耐壓外殼以及出油口和進(jìn)油口，其中，在耐壓殼外的彈性皮囊與耐壓殼內(nèi)的皮囊之間用氣動(dòng)管路連通， 形成一個(gè)密閉容積，耐壓殼內(nèi)的彈性皮囊與耐壓殼之間的容積為恒壓蓄能器儲(chǔ)油腔。所述的氣動(dòng)管路的連接均采用高溫密封方式連接。所述的液壓管路的連接采用組合密封的方式連接。
權(quán)利要求
1.基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、增壓器、汽車抱間制動(dòng)功能單元、液壓油箱、進(jìn)氣閥、排氣閥，其特征是還包括雙循環(huán)特殊蓄能器、恒壓蓄能器；增壓器、進(jìn)氣閥、雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器、排氣閥、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管組成氣動(dòng)循環(huán)，雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器分別連接增壓器的渦輪和壓氣機(jī)，在雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器與渦輪之間安裝排氣閥，在雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器與壓氣機(jī)之間安裝進(jìn)氣閥，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管穿過雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器；液壓油箱、雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器、恒壓儲(chǔ)能器、發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車抱間制動(dòng)功能單元、液壓馬達(dá)組成液壓循環(huán)，雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器連接恒壓儲(chǔ)能器，恒壓儲(chǔ)能器連接汽車抱間制動(dòng)功能單元，液壓油箱分別連接發(fā)動(dòng)機(jī)、雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器、恒壓儲(chǔ)能器，液壓馬達(dá)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)、恒壓儲(chǔ)能器、液壓油箱之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器包括雙循環(huán)特殊蓄能器耐壓外殼、雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊、 溫包排氣閥、溫包進(jìn)氣閥，雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊安裝在雙循環(huán)特殊蓄能器耐壓外殼里，雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊與雙循環(huán)特殊蓄能器耐壓外殼構(gòu)成雙循環(huán)特蓄能器油腔，雙循環(huán)特殊蓄能器耐壓外殼上開有雙循環(huán)特殊蓄能器進(jìn)油口、雙循環(huán)特殊蓄能器出油口，雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊分別與增壓器壓氣機(jī)、渦輪相連并在相連的管路上分別安裝溫包進(jìn)氣閥和溫包排氣閥，雙循環(huán)特殊蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊、溫包進(jìn)氣閥、溫包排氣閥構(gòu)成溫包。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征是 所述的恒壓蓄能器包括恒壓蓄能器殼外彈性皮囊、恒壓蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊、恒壓蓄能器耐壓外殼，恒壓蓄能器殼外彈性皮囊安裝在恒壓蓄能器耐壓外殼外，恒壓蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊安裝在恒壓蓄能器耐壓外殼里，恒壓蓄能器殼外彈性皮囊和恒壓蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊相連，恒壓蓄能器耐壓外殼與恒壓蓄能器殼內(nèi)彈性皮囊構(gòu)成恒壓蓄能器的儲(chǔ)油腔，恒壓蓄能器耐壓外殼上開有恒壓蓄能器出油口、恒壓蓄能器進(jìn)油口，恒壓蓄能器進(jìn)油口連接雙循環(huán)特殊蓄能器出油口，恒壓蓄能器出油口連接汽車抱閘制動(dòng)功能單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征是 還包括兩位三通電磁閥、單向閥、三通閥，發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車抱間制動(dòng)功能單元之間安裝兩位三通電磁閥；雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器與恒壓儲(chǔ)能器之間安裝單向閥；恒壓儲(chǔ)能器、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)之間安裝三通閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征是還包括兩位三通電磁閥、單向閥、三通閥，發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車抱間制動(dòng)功能單元之間安裝兩位三通電磁閥；雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器與恒壓儲(chǔ)能器之間安裝單向閥；恒壓儲(chǔ)能器、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)之間安裝三通閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征是 所述的雙循環(huán)特殊蓄能器與恒壓蓄能器之間的液壓油管路、恒壓蓄能器和三通閥之間的液壓油管路、三通閥與汽車抱間制動(dòng)功能單元之間的液壓油管路上分別旁接一個(gè)安裝有安全閥的流回油箱的液壓油路。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的雙循環(huán)特殊蓄能器與恒壓蓄能器之間的液壓油管路、恒壓蓄能器和三通閥之間的液壓油管路、三通閥與汽車抱閘制動(dòng)功能單元之間的液壓油管路上分別旁接一個(gè)安裝有安全閥的流回油箱的液壓油路。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的雙循環(huán)特殊蓄能器與恒壓蓄能器之間的液壓油管路、恒壓蓄能器和三通閥之間的液壓油管路、三通閥與汽車抱閘制動(dòng)功能單元之間的液壓油管路上分別旁接一個(gè)安裝有安全閥的流回油箱的液壓油路。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的雙循環(huán)特殊蓄能器與恒壓蓄能器之間的液壓油管路、恒壓蓄能器和三通閥之間的液壓油管路、三通閥與汽車抱閘制動(dòng)功能單元之間的液壓油管路上分別旁接一個(gè)安裝有安全閥的流回油箱的液壓油路。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供基于蓄能器原理的汽車尾氣余熱利用系統(tǒng)，包括雙循環(huán)特殊蓄能器、恒壓蓄能器；雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器分別連接增壓器的渦輪和壓氣機(jī)，在雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器與渦輪之間安裝排氣閥，在雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器與壓氣機(jī)之間安裝進(jìn)氣閥，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管穿過雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器；雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器連接恒壓儲(chǔ)能器，恒壓儲(chǔ)能器連接汽車抱閘制動(dòng)功能單元，液壓油箱分別連接發(fā)動(dòng)機(jī)、雙循環(huán)特殊儲(chǔ)能器、恒壓儲(chǔ)能器，液壓馬達(dá)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)、恒壓儲(chǔ)能器、液壓油箱之間。本發(fā)明將熱能直接轉(zhuǎn)化為利用具有能量密度和功率密度較大等優(yōu)點(diǎn)的液壓油儲(chǔ)存的液壓能，使汽車尾氣余熱的回收與利用方式更加多元化。
文檔編號(hào)F01N5/02GK102400746SQ20111033132
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者劉揚(yáng), 楊亮, 楊星, 譚春來, 路勇, 閆昱全, 韓春旭 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)