集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气能量综合利用方法及系统技术方案

技术编号:15323794 阅读:250 留言:0更新日期:2017-05-16 07:31
本发明专利技术请求保护一种集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气综合利用方法及系统,涉及汽车电子领域。系统包括电子涡轮、废气涡轮、朗肯循环、差速器和发电机。当发动机工作时,进气系统由电子涡轮进行增压,废气不再驱动增压涡轮,而是驱动与差速器相连的发电涡轮,废气利用自身动能驱动发电涡轮转动;经过发电涡轮的高温废气流入朗肯循环,朗肯循环的输出轴同样与差速器相连作为差速器的另外一个输入,差速器的输出带动发电机进行发电,发电机发出的电能存储在蓄电池中供电子涡轮、朗肯循环的压缩机以及车载电子设备使用。

Electronic turbine, gas turbine and Rankine cycle engine exhaust gas energy comprehensive utilization method and system

The invention provides a set of electronic turbine, gas turbine and Rankine cycle engine exhaust gas comprehensive utilization method and system, relates to the field of automotive electronics. The electronic system comprises a turbine, gas turbine, Rankine cycle, differential and generator. When the engine works, the intake system of electronic waste gas turbine booster by, no longer driven turbocharger, but drive turbines and differential connected, using their own gas turbines driven by rotational kinetic energy; high temperature exhaust gas turbines into the Rankine cycle, Rankine cycle with the same output shaft connected to the differential as another input differential, differential output drives the generator to generate electricity, electric compressor can be stored in batteries for electronic turbine, Rankine cycle and vehicle electronic equipment using the generator.

【技术实现步骤摘要】
集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气能量综合利用方法及系统
本专利技术涉及汽车电子控制领域,具体是一种集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气综合利用技术。
技术介绍
发动机依靠燃烧化石燃料将化学能转化为热能继而转化为机械能,但是所有的发动机的热效率都不高,即使是燃烧低热值较大的柴油发动机,其热效率最高也只有40%左右。燃料燃烧产生的能量大部分被用于克服摩擦或被废气带走,其中废气带走的能量占总能量的30%左右。为了提高发动机的能量利用率,现在通用的方法是利用废气涡轮增压技术,废气涡轮增压技术可将发动机的扭矩输出提高40%左右,即使这样,发动机的很大一部分能量还是被高温的废气带走。另外,废气涡轮增压的缺点是,当发动机转速较低时,废气涡轮无法被废气推动,导致发动机无法增压,废气的能量不能充分得到利用。为此宝马公司提出采用电子涡轮对发动机进行增压,而让废气驱动涡轮带动发电机发电。这样做的好处是无论发动机的转速是多少,电子涡轮都可以灵活地根据增压要求调节进气压力,但即使这样,高温的废气还是带走了很多能量,能量仍没有得到充分利用。
技术实现思路
本专利技术提出一种集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气能量综合利用方法及系统,其在宝马发动机增压技术的基础上再增加一套朗肯循环,朗肯循环和废气涡轮通过差速器共同驱动发动机进行发电,这样既可以利用发动机废气的动能又可以利用发动机废气的热能,提高废气能量的利用率。本专利技术的技术方案如下:本专利技术提出的集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气综合利用方法为:发动机安装由电机驱动的电子涡轮为发动机的进气系统提供增压,发动机排除的高速废气驱动废气涡轮作为发电机的一个输入,流经废气涡轮的废气进一步流入朗肯循环系统,朗肯循环系统的输出作为发电机的另外一个输入,废气涡轮和朗肯循环的输出作为差速器的输入,共同带动差速器转动,耦合为一个输出,该输出带动发电机进行发电,产生的电能存储在蓄电池中,为朗肯循环系统的压缩机、电子涡轮和车载电子设备供电。本专利技术采用可以以下系统实现发动机废气综合利用,系统包括:发动机气缸、发电机、差速器、废气涡轮、空气滤清器、电子涡轮和朗肯循环。所述空气滤清器输入端与大气相通,输出端与电子涡轮的压缩机进气口相连;电子涡轮的压缩机排气口接发动机气缸的进气管道;发动机气缸的排气歧管接废气涡轮的废气入口;废气涡轮的废气排气管道与朗肯循环的热交换器相接触,废气排气管道出口与大气相通;废气涡轮的叶片轴与朗肯循环的汽轮机通过差速器输入端相连接;差速器的输出轴端与发电机的输入轴端连接;发电机的电能输出端接蓄电池输入端;蓄电池的输出端与朗肯循环系统的压缩机供电端、电子涡轮供电端以及其他车载电子设备供电端相连接。本专利技术通过在现有技术基础上其增加一套朗肯循环,朗肯循环和废气涡轮通过差速器共同驱动发动机进行发电,这样充分利用发动机废气的动能和热能,进一步提高了废气能量的利用率。附图说明图1是集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气能量综合利用系统的示意图;图中:1.发电机2.差速器3.废气涡轮4.发动机气缸5.空气滤清器6.电子涡轮7.朗肯循环。具体实施方式以下结合附图进行一步说明本专利技术:参见图1,一种集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气综合利用系统包括:发电机1、差速器2、废气涡轮3、发动机气缸4、空气滤清器5、电子涡轮6和朗肯循环7。当发动机工作时,进气系统由电子涡轮进行增压,废气不再驱动增压涡轮,而是驱动与差速器相连的发电涡轮,废气利用自身动能驱动发电涡轮转动;经过发电涡轮的高温废气流入朗肯循环,朗肯循环的输出轴同样与差速器相连作为差速器的另外一个输入,差速器的输出带动发电机进行发电,发电机发出的电能存储在蓄电池中供电子涡轮、朗肯循环的压缩机以及车载电子设备使用。系统各部分的连接关系如下:空气滤清器5输入端与大气相通,输出端与电子涡轮6的压缩机进气口相连。电子涡轮6的压缩机排气口接发动机气缸4的进气管道。发动机气缸4的排气歧管接废气涡轮3的废气入口。废气涡轮3的废气排气管道与朗肯循环7的热交换器相接触,废气排气管道的出口与大气相通。废气涡轮3的叶片轴与朗肯循环的汽轮机输出轴通过差速器2的输入端相连接,差速器2的输出轴端与发电机1的输入轴端连接,发电机1的电能输出端接蓄电池输入端,蓄电池输出端与电子涡轮6的供电端以及其他车载电子设备供电端相连接。当汽车启动时,空气通过空气滤清器5进入电子涡轮6压缩机进气口,此时由蓄电池供电的电子涡轮6的压缩机对空气进行压缩并将空气送入发动机气缸4进行工作,发动机气缸4工作后排出的高热能、高动能的废气由排气歧管运输到废气涡轮3的叶片涡轮机进行动能——机械能的转换,废气的动能冲击涡轮机叶片带动轴旋转,这时完成了废气动能的利用;通过废气涡轮3的叶片的作用之后,高热能的废气进入朗肯循环7,与朗肯循环中的热交换器进行热能转换,转换后的热能带动水蒸气冲击朗肯循环的汽轮机,带动汽轮机轴进行旋转,这时完成了废气热能的利用。废气涡轮3的叶片轴与朗肯循环的汽轮机轴通过差速器2相结合,差速器2输出旋转轴带动发电机1发电,产生的电能通过电线输送到蓄电池当中存储起来,用来供给电子涡轮和其他车载电子设备,此时完成了废气热能、动能的综合利用循环。本文档来自技高网...
集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气能量综合利用方法及系统

【技术保护点】
一种集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气综合利用方法,其特征在于,发动机安装由电机驱动的电子涡轮为发动机的进气系统提供增压,发动机排除的废气驱动废气涡轮作为发电机的一个输入,流经废气涡轮的废气进一步流入朗肯循环系统,朗肯循环系统的输出作为发电机的另外一个输入,废气涡轮和朗肯循环的输出通过差速器,耦合为一个输出,该输出带动发电机进行发电,产生的电能存储在蓄电池中,为电子涡轮的压缩机和车载电子设备供电。

【技术特征摘要】
1.一种集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气综合利用方法,其特征在于,发动机安装由电机驱动的电子涡轮为发动机的进气系统提供增压,发动机排除的废气驱动废气涡轮作为发电机的一个输入,流经废气涡轮的废气进一步流入朗肯循环系统,朗肯循环系统的输出作为发电机的另外一个输入,废气涡轮和朗肯循环的输出通过差速器,耦合为一个输出,该输出带动发电机进行发电,产生的电能存储在蓄电池中,为电子涡轮的压缩机和车载电子设备供电。2.一种集电子涡轮、废气涡轮和朗肯循环的发动机废气综合利用系统,包括:发电机(1)、差速器(2)、废气涡轮(3)、发动机气缸(4)、空气滤清器(5)、电子涡轮(6)和朗肯循环(7);所述空气滤清器(5)输入端与大气相...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑太雄张芹杨新琴侯晓康
申请(专利权)人:重庆邮电大学
类型:发明
国别省市:重庆,50

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