[實用新型]非對稱雙流道渦輪增壓發動機的能量回收系統

有效

• 申請號: 201721458543.3
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN207420711U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 馬義;史艷彬;宋濤;胡志林;王磊;董大陸;董顏;陳海娥;崔曉娟;侯福建
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F02B41/10
• 分類號: F02B41/10;F02B41/00
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本實用新型涉及一種非對稱雙流道渦輪增壓發動機的能量回收系統，包括非對稱雙流道渦輪增壓器、動力渦輪系統和排氣余熱發電裝置；非對稱雙流道渦輪增壓器布置在發動機排氣歧管出口；動力渦輪系中的動力渦輪與非對稱雙流道渦輪增壓器的渦輪機出口連接，動力耦合器與發動機的曲軸連接；排氣余熱發電裝置基于有機朗肯循環，并與動力渦輪出口連接。與現有技術相比，可以增加發動機有效功，排氣余熱發電裝置可推動膨脹機做功，推動發電機發電，采用本非對稱雙流道渦輪增壓發動機的能量回收系統可以將發動機的熱效率最高提升3％～6％。

技術領域

本實用新型屬于內燃機技術領域,涉及一種非對稱雙流道渦輪增壓發動機的能量回收系統。

背景技術

目前發動機壓縮比主要范圍為10～18，發動機熱效率一般為35％～45％，燃料噴射進入氣缸進行壓縮燃燒，膨脹做功后排入大氣，排氣能量占總燃料能量20％～30％，這部分能量并沒有很好進行利用。隨著能源和環境問題日趨嚴重，發動機節能減排的需求不斷提高，排氣能量回收利用系統受到了越來越廣泛的關注。發動機能量回收技術主要包括動力渦輪技術和排氣余熱發電技術，動力渦輪技術是將發動機排氣能量經過動力渦輪轉化為機械能，傳遞給曲軸做功或者帶動發電機發電，排氣余熱發電技術是利用排氣與大氣的溫差進行發電或者基于布雷頓循環、有機朗肯循環的發電技術。現有的發動機排氣能量回收系統采用主要裝置是基于動力渦輪或者朗肯循環的單一的發動機排氣能量回收系統，布置在渦輪增壓器的出口端，能量回收利用率較低，發動機熱效率僅能提升2％～3％，無法對發動機排氣能量進行充分利用。另外，上述都是匹配對稱雙流道渦輪增壓發動機的能量回收系統，如現有技術專利文獻1(CN204476552U)、專利文獻2(CN102661194A)、專利文獻3(CN101566113)公開的發動機均匹配的是普通的渦輪增壓器，三個專利文獻所涉及的發動機排氣能量回收系統采用主要裝置是基于動力渦輪或者朗肯循環，為單一的發動機排氣能量回收系統，能量回收利用率較低。專利文獻2的系統采用了兩個同軸兩連的渦輪，分別為第一渦輪和第二渦輪，在發動機工作過程中，從第一渦輪流出的發動機排氣在換熱器中把流經第二渦輪的流動介質加熱，系統可靠性風險較大。

目前針對非對稱雙流道渦輪增壓發動機的能量回收系統尚未見報道。

實用新型內容

針對上述現有技術狀況，本實用新型的目的在于對非對稱雙流道渦輪增壓發動機提供一種發動機能量回收系統，有效回收和利用發動機排氣能量，提高整個發動機的工作效率。

本實用新型解決技術問題采用如下技術方案：一種非對稱雙流道渦輪增壓發動機的能量回收系統，其包括非對稱雙流道渦輪增壓器、動力渦輪系統和排氣余熱發電裝置；

所述的非對稱雙流道渦輪增壓器布置在發動機排氣歧管出口；所述的動力渦輪系統中的動力渦輪與非對稱雙流道渦輪增壓器的渦輪機出口連接，動力耦合器與發動機的曲軸連接；所述的排氣余熱發電裝置基于有機朗肯循環，并與動力渦輪出口連接。

可選的，所述的非對稱雙流道渦輪增壓器包括渦輪機和壓氣機；渦輪機與壓氣機同軸。

可選的，所述的動力渦輪系統還包括傳動軸、離合器、齒輪減速器和動力耦合器；動力渦輪系統的動力渦輪與非對稱雙流道渦輪增壓器的渦輪機的出口連接；動力渦輪依次連接傳動軸、離合器、齒輪減速器和動力耦合器。

可選的，所述的排氣余熱發電裝置包括蒸發器、膨脹機、永磁發電機、回熱器、冷凝器、儲液罐和工質泵；

所述蒸發器的熱流體管路的進口連接于所述動力渦輪系統的動力蝸輪的出氣口，所述蒸發器的熱流體管路的出口連接于大氣；所述蒸發器的冷流體管路的出口連接于膨脹機的進口，所述膨脹機的出口連接于所述回熱器的熱流體管路的進口，而且所述膨脹機與所述永磁發電機傳動連接；