发动机废热利用装置制造方法及图纸

发动机废热利用装置包含：朗肯循环，其具有将发动机的废热回收至冷媒中的热交换器、利用从热交换器输出的冷媒产生动力的膨胀机、使从膨胀机流出的冷媒冷凝的冷凝器、和由膨胀机驱动并将从冷凝器输出的冷媒供给至热交换器的冷媒泵；动力传递机构(曲轴带轮(2a)、泵带轮(33)、传动带(34))，其在即使驱动冷媒泵而膨胀机的动力也存在剩余的情况下，将剩余动力传递至发动机中；离合器，其对动力传递机构的动力传递进行接合/断开；以及壳体(96)，其将膨胀机的轴和冷媒泵的轴同轴地配置，将离合器、冷媒泵以及膨胀机按照该顺序一体地进行收容，并且，将膨胀机设置在发动机的高温部(4)附近，以使其与离合器相比成为高温。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发动机废热利用装置
本专利技术涉及一种具有朗肯循环的发动机废热利用装置。
技术介绍
在日本特许厅2005年发行的JP2005 — 030386A的朗肯循环中，冷媒泵及膨胀机收容在一个密闭壳体中。
技术实现思路
然而，在JP2005 - 030386A中，针对将密闭壳体设置在发动机的哪个位置上完全没有记载。本专利技术是着眼于上述的现有问题而提出的。本专利技术的目的在于，提供一种最适于壳体内的各部件的热要求的发动机废热利用装置。本专利技术的一个方式的发动机废热利用装置包含:朗肯循环，其具有将发动机的废热回收至冷媒中的热交换器、利用从热交换器输出的冷媒而产生动力的膨胀机、使膨胀机输出的冷媒冷凝的冷凝器、由膨胀机驱动并将从冷凝器输出的冷媒供给至热交换器的冷媒泵；动力传递机构，其在即使驱动冷媒泵而膨胀机的动力也存在剩余的情况下，将剩余动力传递至发动机中；以及离合器，其将动力传递机构的动力传递接合/断开。并且，具有壳体，其将膨胀机的轴和冷媒泵的轴同轴地配置，将离合器、冷媒泵以及膨胀机按照该顺序一体地进行收容，并且将膨胀机设置在发动机的高温部附近，以使其与离合器相比成为高温。本专利技术的实施方式、本专利技术的优点与添加的附图一起在下面进行详细地说明。【附图说明】图1是表示本专利技术的第I实施方式的朗肯循环的系统整体的概略结构图。图2A是将泵以及膨胀机一体化的膨胀机泵的概略剖面图。图2B是冷媒泵的概略剖面图。图2C是膨胀机的概略剖面图。图3是表示冷媒类阀的功能的概略图。图4是混合动力车辆的概略结构图。图5是发动机的概略斜视图。图6是从下方观察发动机的概略图。图7A是朗肯循环运行区域的特性图。图7B是朗肯循环运行区域的特性图。图8是表示在通过膨胀机扭矩对发动机输出轴的旋转进行辅助的中途，混合动力车辆I进行加速时的状态的时序图。图9是表示朗肯循环从运行停止再次起动的状态的时序图。图10是第I实施方式的一个发动机的概略俯视图。图11是第I实施方式的其它发动机的概略俯视图。图12是第2实施方式的发动机的概略主视图。图13是第3实施方式的发动机的概略俯视图。图14是将与第3实施方式的膨胀机泵以及膨胀机连接的两个冷媒通路提取示出的概略图。【具体实施方式】(第I实施方式)图1示出表示作为本专利技术的前提的朗肯循环的系统整体的概略结构图。图1的朗肯循环31以及制冷循环51共用冷媒以及冷凝器38。下面将组合了朗肯循环31以及制冷循环51的循环表示为组合循环30。组合循环30是指在朗肯循环31及制冷循环51的冷媒进行循环的通路以及在其中途设置的泵、膨胀机、冷凝器等结构要素的基础上，还包含冷却水和排气通路等的系统整体。图4是搭载有组合循环30的混合动力车辆I的概略结构图。在混合动力车辆I中，发动机2、电动发动机81、自动变速器82串联连结。自动变速器82的输出经由传动轴83、差动齿轮84传递至驱动轮85。在发动机2和电动发动机81之间设有第I驱动轴离合器86。另外，在自动变速器82中设置第2驱动轴离合器87。该第2驱动轴离合器87是自动变速器82的摩擦接合要素之一。第I驱动轴离合器86及第2驱动轴离合器87，通过与混合动力车辆的运行条件相对应的发动机控制器71的指令，控制接合/断开(连接状态)。混合动力车辆I如图7B所示在发动机2处于效率差的EV区域时，使发动机2停止，将第I驱动轴离合器86切断，将第2驱动轴离合器87连接，仅利用电动发动机81的驱动力行驶。如果发动机转速提高，转换至朗肯循环运行区域，则发动机2运行，朗肯循环31(后述)运行。如图1所示，发动机2的排气通路3包含排气歧管4、排气管5、旁通排气管6。排气管5与排气歧管4的集合部连接。旁通排气管6从排气管5的中途开始分支并再次合流。在绕过旁通排气管6的区间的排气管5中具有废热回收器22。废热回收器22进行排气和冷却水的热交换。将废热回收器22及旁通排气管6 —体化的单元称为废热回收单元23。如图6所示，废热回收单元23配置在地板催化剂88和辅助消音器89之间。下面，基于图1，对发动机冷却水通路进行说明。发动机冷却水通路包含:通过散热器11的冷却水通路13 ;以及绕过散热器11的旁通冷却水通路14。旁通冷却水通路14包含第I旁通冷却水通路24和第2旁通冷却水通路25。第I旁通冷却水通路24从冷却水通路13开始分支，与后述的热交换器36直接连接。第2旁通冷却水通路25从冷却水通路13开始分支，经过废热回收器22后，与热交换器36连接。下面，基于图1，对发动机冷却水的流路进行说明。流出发动机2的冷却水的温度为80?90°C左右。冷却水分别流经冷却水通路13和旁通冷却水通路14。然后,两条流路在恒温器阀15处再次合流。恒温器阀15确定流经冷却水通路13以及旁通冷却水通路14的冷却水流量的分配。合流后的冷却水经由冷却水泵16返回发动机2。冷却水泵16由发动机2进行驱动。冷却水泵16的转速与发动机转速同步。在冷却水温度较高的情况下，恒温器阀15使冷却水通路13侧的阀开度增大，使通过散热器11的冷却水量相对增大。另外，在冷却水温度低的情况下，恒温器阀15将冷却水通路13侧的阀开度变小，使通过散热器11的冷却水量相对减少。在发动机2暖机前等冷却水温度特别低的情况下，恒温器阀15将冷却水通路13侧全部关闭。其结果，冷却水完全绕过散热器11，冷却水全部流经旁通冷却水通路14。另外，恒温器阀15构成为，不将旁通冷却水通路14侧全部关闭。因此，即使流经散热器11的冷却水流量增多，流经旁通冷却水通路14的冷却水的流路也不会完全停止。下面，对热交换器36进行说明。热交换器36进行朗肯循环31的冷媒和冷却水之间的热交换。热交换器36通过将加热器和过热器组合而成。即，在热交换器36中，将冷却水通路36a及冷却水通路36b大致一列且与朗肯循环31的冷媒通路36c相邻地设置。由于为上述的结构，因此能够进行冷媒和冷却水的热交换。另外，冷却水通路36a、冷却水通路36b以及冷媒通路36c构成为，使朗肯循环31的冷媒和冷却水彼此的流向成为反向。详细地说，对于朗肯循环31的冷媒来说位于上游(图1的左)侧的冷却水通路36a安装在第I旁通冷却水通路24中。从发动机2流出的冷却水导入至由冷却水通路36a以及与冷却水通路36a相邻的冷媒通路部分构成的热交换器左侧部分。该部分是对流经冷媒通路36c的冷媒进行加热的加热器。经过第2旁通冷却水通路25并经由废热回收器22的冷却水，导入对于朗肯循环31的冷媒来说位于下游(图1的右)侧的冷却水通路36b。从发动机2输出且由排气加热后的冷却水，导入至由冷却水通路36b及与该冷却水通路36b邻接的冷媒通路部分构成的热交换器右侧部分(对于朗肯循环31的冷媒来说为下游侧)。该部分是使流经冷媒通路36c的冷媒过热的过热器。废热回收器22的冷却水通路22a与排气管5相邻地设置。从发动机2排出而导入至废热回收器22的冷却水通路22a的冷却水，利用高温的排气，例如被加热至110?115°C左右。另外，冷却水通路22a构成为，使排气和冷却水彼此逆向地流动。在第2旁通冷却水通路25中安装有控制阀26。另外，在发动机2的出口处设置冷却水温度传感器74。如果冷却水温度传感器74的检测温度比规定值大，则使控制阀26的开度减小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机废热利用装置，其包含：朗肯循环，其具有将发动机的废热回收至冷媒中的热交换器、利用从热交换器流出的冷媒产生动力的膨胀机、使从膨胀机流出的冷媒冷凝的冷凝器、和由膨胀机驱动并将从冷凝器流出的冷媒供给至热交换器的冷媒泵；动力传递机构，其在即使驱动冷媒泵而膨胀机的动力也存在剩余的情况下，将剩余动力传递至发动机；离合器，其对动力传递机构的动力传递进行接合/断开；以及壳体，其将膨胀机的轴和冷媒泵的轴同轴地配置，将离合器、冷媒泵以及膨胀机按照该顺序一体地进行收容，并且，将膨胀机设置在发动机的高温部附近，以使其与离合器相比成为高温。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.30 JP 2011-2167381.一种发动机废热利用装置，其包含: 朗肯循环，其具有将发动机的废热回收至冷媒中的热交换器、利用从热交换器流出的冷媒产生动力的膨胀机、使从膨胀机流出的冷媒冷凝的冷凝器、和由膨胀机驱动并将从冷凝器流出的冷媒供给至热交换器的冷媒泵； 动力传递机构，其在即使驱动冷媒泵而膨胀机的动力也存在剩余的情况下，将剩余动力传递至发动机； 离合器，其对动力传递机构的动力传递进行接合/断开；以及壳体，其将膨胀机的轴和冷媒泵的轴同轴地配置，将离合器、冷媒泵以及膨胀机按照该顺序一体地进行收容，并且，将膨胀机设置在发动机的高温部附近，以使其与离合器相比成为高温。2.根据权利要求1所述的发动机废热利用装置，其中， 壳体设置为，使膨胀机的吸入口靠近发动机的高温部。3.根据权利要求1所述的发动机废热利用装置，其中， 发动机是将多个气缸以直线状配置而成的，具有使多个气缸的...

【专利技术属性】
技术研发人员：永井宏幸，石川贵幸，沟口真一朗，岩桥利矢子，中村慎二，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，三电株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP