[實用新型]發動機動力渦輪能量回收裝置

有效

• 申請號: 201320009499.3
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN203098006U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 林鐵堅;楊劍;葉雙超
• 申請（專利權）人: 廣西玉柴機器股份有限公司
• 主分類號: F01N5/04
• 分類號: F01N5/04;F02B37/00
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 王正茂;彭曉玲

本實用新型涉及發動機領域，特別涉及一種發動機動力渦輪能量回收裝置。

現有發動機動力渦輪能量回收裝置主要包括動力渦輪和離合器機構，動力渦輪將發動機廢氣能量轉化為機械功通過離合器機構來驅動外部負載的葉輪機械。動力渦輪安裝在渦輪增壓器后部，與渦輪增壓器串聯。發動機廢氣首先經過渦輪增壓器，部分廢棄能量被渦輪增壓器回收利用，余下的廢氣能量則進入動力渦輪的渦輪端，推動渦輪旋轉，渦輪的旋轉帶動一個與曲軸齒輪接合的離合器機構工作，推動曲軸旋轉并輸出功率。

但當廢氣能量利用效率低時，離合器機構保持分離狀態，導致動力渦輪不能將發動機廢氣能量轉化為曲軸的輸出功；只有廢氣能量利用效率高時，該離合器才接合，動力渦輪才能將發動機廢氣能量轉化為曲軸的輸出功，因此，發動機動力渦輪能量回收裝置只在部分工況才工作并且摩擦損失大，導致廢氣能量利用效率低，且該發動機動力渦輪能量回收裝置結構復雜，部件多，成本高，此外由于離合器機構重量大，不利于發動機的輕量化。

本實用新型是為了克服上述現有技術中缺陷，提供了一種結構簡單合理，廢氣能量利用效率高，成本低，且利于發動機輕量化的發動機動力渦輪能量回收裝置。

為達到上述目的，根據本實用新型提供了一種發動機動力渦輪能量回收裝置，包括：第一渦輪和發電機，第一渦輪串聯在渦輪增壓器后部，并與發電機驅動連接，發電機與發動機蓄電池或電路系統相連供電。

上述技術方案中，渦輪增壓器包括：第二渦輪和壓氣機。

上述技術方案中，壓氣機增壓后的進氣空氣經過中冷器冷卻后進入發動機燃燒系統與燃料混合燃燒。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：該發動機動力渦輪能量回收裝置采用帶發電機的動力渦輪，動力渦輪直接帶動發電機發電，發電機發出的電能可以儲存在蓄電池中，也可以直接用于發動機或整車上的電路系統，省略了復雜的離合器機構，使得該發動機動力渦輪能量回收裝置結構簡單合理，廢氣能量利用效率高，成本低，且利于發動機輕量化。

圖1是本實用新型的發動機動力渦輪能量回收裝置的示意圖；

圖1是本實用新型的發動機動力渦輪能量回收裝置的示意圖；

附圖標記說明：

1?渦輪，2?發電機，3?發動機，4?渦輪，5?壓氣機，6?中冷器。

下面結合附圖，對本實用新型的一個具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本實用新型的保護范圍并不受具體實施方式的限制。需要理解的是，本實用新型的以下實施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各圖所示的方向為基準，這些用來限制方向的詞語僅僅是為了便于說明，并不代表對本實用新型具體技術方案的限制。

本實用新型的發動機動力渦輪能量回收裝置采用帶發電機的動力渦輪，動力渦輪直接帶動發電機發電，發電機發出的電能可以儲存在蓄電池中，也可以直接用于發動機或整車上的電路系統，省略了復雜的離合器機構，使得該發動機動力渦輪能量回收裝置結構簡單合理，廢氣能量利用效率高，成本低，且利于發動機輕量化。

如圖1所示，該發動機動力渦輪能量回收裝置的具體結構包括：渦輪1和發電機2，渦輪1與發電機2驅動連接，發動機3的廢氣能量進入渦輪1的渦輪端，推動渦輪旋轉，渦輪再帶動發電機2發電。

渦輪1安裝在發動機渦輪增壓器后部，與渦輪增壓器串聯。渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量，主要包括：渦輪4和壓氣機5。它是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪4，再帶動壓氣機5壓縮發動機的進氣空氣，使之增壓后通過中冷器6冷卻后進入發動機燃燒系統與燃料混合燃燒。當發動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，壓氣機5就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整發動機的轉速，就可以增加發動機的輸出功率了。

發動機3廢氣經過渦輪增壓器的渦輪4后，部分廢氣能量被渦輪增壓器回收利用，余下的廢氣能量則進入渦輪1的渦輪端，推動渦輪旋轉，渦輪的旋轉帶動發電機2發電，發電機2與動力渦輪的渦輪連接并與蓄電池或發動機及整車上的電路系統相連，發電機2發出的電能可以儲存在蓄電池中，也可以直接用于發動機或整車上的電路系統。由于采用一個發電機代替原有復雜的離合器機構，該發動機動力渦輪能量回收裝置結構簡單，部件少，成本低。只要柴油機運行，發電機就可工作，現代發電機把機械能轉換為電能的效率高達99%以上，相比離合器的只有高轉速工況工作并且機械損失不少于10%的缺點，廢氣能量利用效率更高；發電機比離合器結構輕，使用帶發電機的動力渦輪能量回收裝置更符合輕量化的需求。