采用气体引射器的气动汽车动力系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种采用气体引射器的气动汽车动力系统，所述采用引射器的气动汽车发动机动力系统包括高压空气瓶（1）、空气预热器（2）、气体引射器（3）和气动发动机（4），其特征在于：装有高压空气的高压空气瓶（1）出口通过气体管道连接至所述气体引射器（3）的入口，所述气体引射器（3）的出口与气动发动机（4）的输入端相连；所述空气预热器（2）设置在高压空气瓶（1）出口与所述气体引射器（3）的入口之间。气体引射器包括单级引射方式和多级引射方式，多级引射系统结构又分为串联形式、并联形式和混联形式等，布置方式灵活多样。由于本系统所具备的特点，因此将该项实用新型专利技术应用于气动汽车发动机系统具有很大的优势。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于高新技术汽车动力领域，具体涉及一种新型的气动发动机动力系统。
技术介绍
面临目前资源有限和环境污染的两大难题，人们对新能源汽车产生越来越大的关注。从20世纪30年代以蓄电池作为动力的EV电动车到现在的HEV复合动力电动汽车及代用燃料汽车，汽车用能源的研究与开发从未间断，其中以电动车的推广最为成熟，电动汽车行驶中无污染排放、噪声低、能量转换效率高。但电池驱动的电动汽车受制于车载电池，在比功率、循环寿命、充放电性能、造价和安全性等方面一时难以达到实用的程度，同时，电池本身也存在严重的二次污染。于是，人们期待着一种没有污染、用之不竭的新型汽车动力能源的出现，压缩空气能源正好满足了这种需求。压缩空气动力汽车采用压缩空气作为动力能源，排放尾气不产生任何污染，是一种真正的“绿色汽车”，法、英、美、韩、中等国均开展了相关的研究，其中，法国MDI公司的研究成果最为显著，设计了多种款型的气动汽车形式，并初步实现了小规模产业化应用，而其它各家研究机构则都处于实验科研阶段。由于气瓶存储的压缩空气能量密度较低，且汽车空间所能存储的空气质量有限，气动汽车存在着续航里程有限的缺陷，不适于长距离行驶，因此，提高续航里程成为了气动汽车技术发展的重要研究方向。气动汽车的高压储气瓶在放气的过程中需要进行降压控制，目前所有气动汽车动力系统中采用的均为节流减压阀技术，而节流过程中存在着几乎高达一半的能量损失，造成了能量的严重浪费，也进一步限制了续航里程。本技术提出了一种新型的采用引射器减压的方式。引射器是一种利用高压工作流体来引射低压流体而获得中间压力流体的设备，其基本特点是可提高流体压力而不直接消耗机械能，比采用其它机械增压设备简单而可靠，与其它设备相连接时，系统比较简单，同时制造也不复杂。目前引射器在动力、石油化工、制冷、供暖等
得到了越来越多的应用，尤其是在真空蒸馏、真空结晶和真空干燥等方面前途广大。但引射器尚未在气动汽车的减压过程中得到应用。本技术提出将气体引射器应用于气动汽车动力系统中，以工作中的高压空气来引射外界低压气体，最终得到适合发动机工作的中间压力气体来进行膨胀做功。不仅能够代替节流减压阀起到减压作用，减少能量损失，还由于从外界引入了新的气体，使系统可利用的气体总质量有所增力口，益于提高系统的动力输出。作为一种新的技术方案和研究思路，对提高气动汽车续航里程提供了 一条新的技术途径。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种采用气体引射器的气动汽车动力系统，改善由于节流减压产生大量能量损失而导致的系统能量利用率低的缺点。本技术具体采用以下技术方案:—种采用气体引射器的气动汽车动力系统,所述采用引射器的气动汽车发动机动力系统包括高压空气瓶1、空气预热器2、气体引射器3和气动发动机4，其特征在于:装有高压空气的高压空气瓶I出口通过气体管道连接至所述气体引射器3的入口，所述气体引射器3的出口与气动发动机4的输入端相连；所述空气预热器2设置在高压空气瓶I出口与所述气体引射器3的入口之间。优选地，气体引射器3采用单级引射或多级引射的方式，多级引射方式又包括串联、并联和混联几种结构方式。优选地，所述气动发动机4包括往复活塞式、回转容积式等各种气动发动机型式，发动机系统可以是单级型式也可以为多级型式。优选地，所述启动汽车动力系统还包括引射排气回路系统，所述引射气体回路系统的一端连接至发动机排气管，另一端连接至气体引射器3的引射口。优选地，所述气体引射器包括吸入室8、与吸入室8相连通的混合室9、与混合室9相连通的扩散室10 ;所述吸入室8包括一预热后的高压工作流体6进气口、设置在吸入室内部的工作喷管11、以及一设置在吸入室的外周位置用于吸入外界低压引射流体5的进气□。进一步优选地，高压工作流体6进气口模块与工作喷管11相连，工作喷管的喷嘴与混合室9的入口相对。本技术设计的采用气体引射器3的气动发动机动力系统，由于气瓶出口气体的变温工况，需采用空气预热器2对压缩空气温度首先预热至稳定的环境温度附近，为了进一步增加系统输出功，也可设置高温换热器来进一步提高压缩空气温度，获得更高的总输出功。由于气瓶出口气体的变压工况，为了获得气动发动机所需的工质压力和流量，气体引射器3需根据实际运行需要采用单级引射或多级引射的方式，其中多级弓I射方式又包括串联、并联和混联三种结构。本技术设计的采用气体引射器的气动发动机动力系统，由于只是减压结构发生了变化，且引射减压的结构简单，连接也容易，气动发动机4可以选择包括往复活塞式、回转容积式等在内的各种结构类型。且根据功率的不同需求，气动发动机4还可以分为单级膨胀和多级膨胀型式，多级气动发动机还分为串联、并联和混联结构。本技术设计的采用气体引射器的气动发动机动力系统，气体引射器3起到减压和增加做功工质总质量的双重作用。但根据动力系统的工况特征，引射器可以单独使用，也可以与节流减压或其它减压方式同时并用，起到维持工况稳定和增加工质质量作用。本技术具有以下技术效果:采用气体引射器作为气瓶出口高压空气的减压器，结构简单，既减少了能量损失，又由于引射进了低压的外界气体，使得通过气动发动机做功的有效压缩空气总质量有所增加，有利于提高系统总动力输出，进一步提高续航里程。附图说明图1，采用气体引射器的气动发动机动力系统工作流程图；图2，气体引射器结构简图；图3，采用直接引射环境大气的新型气动发动机动力系统示意图；图4，采用引射发动机排气尾气的新型气动发动机动力系统示意图；图5，采用高温加热与引射并用的新型气动发动机动力系统示意图。附图中标号说明如下:I一高压空气瓶组；2—空气预热器；3—气体引射器；4 一气动发动机；5-低压引射流体；6-工作流体；7—混合流体；8—吸入室；9—混合室；10—扩散室；11-工作喷管；12-环境大气；13-发动机排放尾气；14-高温加热器。具体实施方式下面根据说明书附图并结合优选实施例对本技术的技术方案进一步详细说明。本技术公开的采用气体引射器的气动发动机动力系统，基本工作流程如图1所示。具体实施方式为:车载碳纤维高压空气瓶I作为动力源，气瓶I出口处设置空气预热器2，利用环境空气对气瓶I出口低温的压缩空气进行初步加热，使温度基本稳定至环境温度附近，之后作为高压工作流体流入气体引射器3的入口，引射外界的低压引射流体5，进而在引射器出口得到具有一定中间压力和一定流量的混合流体7。这里的引射流体5可以为环境大气，也可以为其它系统可利用的低压气体，除空气预热器外还可设置其它高温换热器来获得更高的压缩空气温度。通过引射外界低压气体5使气瓶出口的高压空气降至所需要的压力，一方面 减少了采用节流减压阀时产生的大量能量损失，另一方面又引射进多余的气体，使系统的总输出功增加，最后由引射器出口获得带有一定压力和流量的混合流体，进入气动发动机4进行膨胀做功，实现机械轴功输出。本技术采用气体引射器3代替传统气动汽车中的节流减压阀，气体引射器的结构简图如图2所示，所述气体引射器包括吸入室8、吸入室内部设置的工作喷管11，与吸入室8相连通的混合室9、与混合室9相连通的扩散室10，其中所述吸入室8包括一预热后的高压工作流体6进气口，进气口末端与工作喷管11相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用气体引射器的气动汽车动力系统，所述采用引射器的气动汽车发动机动力系统包括高压空气瓶（1）、空气预热器（2）、气体引射器（3）和气动发动机（4），其特征在于：装有高压空气的高压空气瓶（1）出口通过气体管道连接至所述气体引射器（3）的入口，所述气体引射器（3）的出口与气动发动机（4）的输入端相连；所述空气预热器（2）设置在高压空气瓶（1）出口与所述气体引射器（3）的入口之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马重芳，吴玉庭，何为，
申请(专利权)人：马重芳，
类型：实用新型
国别省市：