[發明專利]回收利用發動機廢氣能量的裝置及方法

無效

• 申請號: 201210550091.7
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103032203A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 李勇;李龍澤
• 申請（專利權）人: 李勇
• 主分類號: F02G5/02
• 分類號: F02G5/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

技術領域

本發明涉及發動機技術領域，具體是一種可以回收利用發動機廢氣能量的裝置及方法。

背景技術

理想狀態下，如果燃油燃燒的產生的能量全部轉化為對外做的功即效率100%，則發動機作功行程結束時氣體的壓強、溫度應該與吸氣沖程末的壓強、溫度相同,即發動機排出的廢氣溫度、壓力應與進入的空氣溫度、壓力相同，空氣只起到了工作介質的作用，燃油燃燒的產生的能量全部對外做功了，沒有轉變為其他形式，這是理想發動機模型，在實際中是無法實現的。

四沖程發動機在活塞行程內完成進氣、壓縮、作功和排氣四個過程，即在一個活塞行程內只進行一個過程。

對于汽油機氣缸壓力、溫度變化情況如下：

進氣終了時刻：氣缸壓力p：0.08-0.09MPa<大氣壓；氣缸溫度T：320-380K壓縮終了時刻：氣缸壓縮壓力p：0.8-1.5MPa；氣缸溫度T：600-750K作功行程中：燃氣最大壓力p：3.0-6.5MPa；最高溫度T：2200-2800K作功行程結束時：氣缸壓力p：0.35-0.5MPa；氣缸溫度T：1200-1500K排氣終了時：氣缸壓力p：0.105-0.12MPa；氣缸溫度T：900-1100K

由于只有膨脹行程對外做功，那么在氣缸壓力、溫度最大值（燃氣燃燒時）一定的情況下，作功行程結束時氣缸壓力、氣缸溫度越低說明轉化為動能的能量越多，發動機效率越高。反之也是這樣。

現有的渦輪增壓技術在提高了氣缸壓力、溫度最大值的同時也提高了作功行程結束時氣缸壓力、氣缸溫度，所以并不能改善發動機的效率，僅能改善功率。

從目前汽車所用發動機的熱平衡來看，用于動力輸出的功率一般只占燃油燃燒總熱量的30％一45％(柴油機)或20％一30％(汽油機)。以廢熱形式排出車外的能量占燃燒總能量的55％一70％(柴油機)或80一70％(汽油機)，主要包括循環冷卻水帶走的熱量和尾氣帶走的熱量。

從表l中可以看出汽車廢熱利用有較大的空間，其有效利用自然受到人們越來越多的關注。

表1：內燃機的熱平衡

熱平衡各分項％汽油機高速柴油機中速柴油機轉變為有效功的熱量20～3030～4035～45冷卻介質帶走的熱量25～3020～2510～20廢氣帶走的熱量40～4535～4030～40其它熱量損失5～105～1010～15

根據熱力學第一定律即能量守恒定律,要想提高發動機的效率就要盡量減少冷卻介質帶走的能量和廢氣帶走的能量。

發明內容