[發明專利]發動機廢氣渦輪發電系統

無效

• 申請號: 200910144336.4
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101629512A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 范禮;施法佳;黃燦宏
• 申請（專利權）人: 蕪湖杰鋒汽車動力系統有限公司
• 主分類號: F02B41/10
• 分類號: F02B41/10;F01N5/04;H02J7/00;F01D25/18;F01D25/14;F01D25/16
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔣光恩

技術領域

本發明屬于汽車構造的技術領域，涉及汽車發動機的結構，更具體地說，本發明涉及一種發動機廢氣渦輪發電系統。

背景技術

傳統汽油發動機燃料做功部分一般只占燃燒總能量的30％左右，即汽油發動機熱效率在30％左右；柴油發動機熱效率稍高，在40％左右。另外，35％左右的能量通過發動機冷卻系統被帶走，其余大約35％的能量被發動機廢氣帶走。如果能回收這些能量，就可以提高發動機的效率，降低發動機的油耗并降低溫室氣體的排放。對發動機冷卻系統和排氣系統帶走的能量進行回收，已經引起了人們的廣泛注意。

在發動機冷卻系統帶走的能量和發動機廢氣帶走的能量中，發動機廢氣中的能量更可以被充分利用。將發動機廢氣中的熱能和動能轉化為機械能并最終轉化為電能，是充分高效利用發動機廢氣能量的一個重要途徑。

一般來說，質量流量為0.05kg/s、流速在60m/s的800℃氣體提供的能量足夠使渦輪發電機轉速達到8萬至10萬rpm，產生的電能達到5～6KW。如果利用發動機廢氣渦輪回收的能量可以滿足汽車電力系統所需能量，還可以進一步取消發動機中的發電機及其驅動系統，可以進一步提高發動機效率。

傳統的發動機廢氣能量回收系統中，要么結構過于復雜，不能真正用于工程應用；要么結構過于簡單，僅適用于特定系統，沒有普遍推廣價值，且能量回收效率低。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種發動機廢氣渦輪發電系統，其目的是高效回收發動機廢氣能量并充分加以利用，提高發動機效率，降低發動機燃油消耗。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

本發明所提供的這種發動機廢氣渦輪發電系統，包括渦輪殼、渦輪和渦輪軸，所述的渦輪殼上設有渦殼進口和渦殼出口，所述的渦輪軸的伸出端部與發電機的軸通過聯軸器同軸緊固連接；所述的渦殼進口與發動機的排氣歧管連接。

所述的發電機為開關磁阻發電機。

所述的發電機通過整流電路與蓄電池連接。

在所述的渦輪殼與發電機之間，設有中間殼，所述的渦輪軸由中間殼支承，所述的中間殼上，設有潤滑油路和冷卻水套。

所述的冷卻水套設冷卻水進口和冷卻水出口，所述的冷卻水進口和冷卻水出口與發動機的循環水系統連通。

所述的渦輪軸與中間殼之間，設半浮動軸承。

在所述的中間殼的兩端，分別設有活塞環A和活塞環B。

在所述的中間殼中設推力墊片和推力軸承，所述的推力軸承固定安裝在中間殼上，所述的推力軸承和高速旋轉的渦輪軸之間通過襯套過渡銜接。

所述的潤滑油路設潤滑油進口和潤滑油出口。

所述的中間殼內遠離渦殼出口的一端，通過背板密封；所述的背板的中心孔通過推力套與渦輪軸銜接；所述的背板周邊與所述的中間殼之間裝有橡膠密封圈；所述的背板通過四個螺栓連接在中間殼內的螺栓孔上；所述的中間殼和渦輪殼通過卡箍連接在一起。

本發明采用上述技術方案，可以高效回收發動機廢氣能量并確保回收的廢氣被充分合理的利用，不僅可以提高發動機效率，降低發動機燃油消耗，還可以降低溫室氣體排放，有利于環境保護，其帶來的經濟效益、環境效益和社會效益是相當巨大的；本發明的結構簡單，很容易推廣并快速產業化；保證了潤滑效果，又減少了軸與軸承間的摩擦，因此本發明的機械效率高達95％以上；循環冷卻水套可以充分冷卻中間殼內的潤滑油，保證潤滑油不會溫度過高而結焦，因此本發明不僅適用于排氣溫度較高的柴油發動機，而且適用于排氣溫度更高的汽油發動機；使用的高速發電機是開關磁阻發電機；采用開關磁阻發電機，其外形簡單、成本低、易于制造、在高速下運行可靠，這種能量回收系統的功率密度是普通交流發電機的三倍。

附圖說明

下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明：

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中的中間殼結構剖視示意圖。

圖中標記為：

1、渦殼進口，2、渦輪殼，3、渦輪，4、渦殼出口，5、活塞環A，6、擋圈，7、半浮動軸承，8、潤滑油進口，9、推力墊片，10、推力軸承，11、襯套，12、密封圈，13、推力套，14、聯軸器，15、發電機(開關磁阻發電機SRG)，16、整流電路，17、蓄電池，18、活塞環B，19、背板，20、中間殼，21、渦輪軸，22、潤滑油出口，23、卡箍，24、冷卻水套，25、螺栓孔，26、冷卻水進口，27、冷卻水出口。

具體實施方式