[發(fā)明專利]一種可利用內(nèi)燃機(jī)廢氣的渦輪發(fā)電裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010796663.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN111923715A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田亞明;陳文;王浩;陳翔;王誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 彩虹無人機(jī)科技有限公司
• 主分類號(hào): B60K6/26
• 分類號(hào): B60K6/26;H02K7/18;H02J7/14
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

1.一種可利用內(nèi)燃機(jī)廢氣的渦輪發(fā)電裝置，其特征在于：包括油箱(1)、內(nèi)燃機(jī)(2)、內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(3)、離合器(4)、車輪(5)、驅(qū)動(dòng)橋(6)、變速箱(7)、電動(dòng)機(jī)(8)、變壓器(9)、蓄電池(10)、穩(wěn)壓器(15)、整流器(17)、電子控制單元(18)、廢氣渦輪轉(zhuǎn)速傳感器(20)、廢氣渦輪(21)、渦輪室(22)、連桿(23)、永磁式圓筒直線發(fā)電機(jī)(24)和旁通閥(26)；其中，油箱(1)、內(nèi)燃機(jī)(2)、離合器(4)、驅(qū)動(dòng)橋(6)依次連通組成燃油動(dòng)力輸出線路；內(nèi)燃機(jī)(2)通過排氣管路與渦輪室(22)連通；旁通閥(26)設(shè)置在排氣管路上；廢氣渦輪(21)設(shè)置在渦輪室(22)內(nèi)；永磁式圓筒直線發(fā)電機(jī)(24)設(shè)置在渦輪室(22)的一側(cè)；連桿(23)的一端與廢氣渦輪(21)側(cè)壁連接；連桿(23)的另一端與永磁式圓筒直線發(fā)電機(jī)(24)連接；永磁式圓筒直線發(fā)電機(jī)(24)的發(fā)電輸出端依次與整流器(17)、穩(wěn)壓器(15)和蓄電池(10)連接組成蓄電池充電線路；蓄電池(10)的輸出端依次與變壓器(9)、電動(dòng)機(jī)(8)、變速箱(7)、驅(qū)動(dòng)橋(6)連接組成蓄電池動(dòng)力輸出線路；車輪(5)對(duì)稱設(shè)置在驅(qū)動(dòng)橋(6)的兩側(cè)，通過控制驅(qū)動(dòng)橋(6)實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪(5)的驅(qū)動(dòng)；廢氣渦輪轉(zhuǎn)速傳感器(20)設(shè)置在廢氣渦輪(21)的側(cè)壁上；廢氣渦輪轉(zhuǎn)速傳感器(20)的輸出端與電子控制單元(18)的輸入端連接；內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(3)設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)(2)的側(cè)壁處，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(3)的輸出端與電子控制單元(18)的輸入端連接；電子控制單元(18)的輸出端分別與旁通閥(26)和蓄電池(10)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可利用內(nèi)燃機(jī)廢氣的渦輪發(fā)電裝置，其特征在于：所述油箱(1)、內(nèi)燃機(jī)(2)、離合器(4)、驅(qū)動(dòng)橋(6)依次連通組成燃油動(dòng)力輸出線路的工作過程為：

油箱(1)向內(nèi)燃機(jī)(2)內(nèi)提供燃油；內(nèi)燃機(jī)(2)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力，通過離合器(4)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋(6)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)車輪(5)運(yùn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可利用內(nèi)燃機(jī)廢氣的渦輪發(fā)電裝置，其特征在于：當(dāng)燃油動(dòng)力輸出線路工作時(shí)，內(nèi)燃機(jī)(2)燃燒燃油產(chǎn)生的高溫廢氣通過排氣管路進(jìn)入渦輪室(22)；高溫廢氣在渦輪室(22)內(nèi)沖刷廢氣渦輪(21)，帶動(dòng)廢氣渦輪(21)旋轉(zhuǎn)；廢氣渦輪(21)通過連桿(23)帶動(dòng)永磁式圓筒直線發(fā)電機(jī)(24)的動(dòng)子運(yùn)動(dòng)，永磁式圓筒直線發(fā)電機(jī)(24)生成交流電。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可利用內(nèi)燃機(jī)廢氣的渦輪發(fā)電裝置，其特征在于：所述連桿(23)將廢氣渦輪(21)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)永磁式圓筒直線發(fā)電機(jī)(24)動(dòng)子的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，切割磁感線，產(chǎn)生交流電。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可利用內(nèi)燃機(jī)廢氣的渦輪發(fā)電裝置，其特征在于：蓄電池充電線路的工作過程為：

整流器(17)接收永磁式圓筒直線發(fā)電機(jī)(24)傳來的交流電，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并將直流電輸出至穩(wěn)壓器(15)；穩(wěn)壓器(15)將直流電調(diào)整至穩(wěn)定電壓后輸出至蓄電池(10)，蓄電池(10)進(jìn)行充電。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可利用內(nèi)燃機(jī)廢氣的渦輪發(fā)電裝置，其特征在于：由燃油動(dòng)力輸出線路轉(zhuǎn)換至蓄電池動(dòng)力輸出線路工作的過程為：

電子控制單元(18)實(shí)時(shí)對(duì)蓄電池(10)的電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)；當(dāng)蓄電池(10)電量充滿時(shí)，燃油動(dòng)力輸出線路停止工作，由蓄電池(10)輸出電流，電流經(jīng)變壓器(9)轉(zhuǎn)換成合適電壓后輸出至電動(dòng)機(jī)(8)；電動(dòng)機(jī)(8)通過變速箱驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋(6)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)車輪(5)運(yùn)動(dòng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的一種可利用內(nèi)燃機(jī)廢氣的渦輪發(fā)電裝置，其特征在于：初始狀態(tài)，旁通閥(26)處于閉合狀態(tài)；內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(3)實(shí)時(shí)對(duì)內(nèi)燃機(jī)(2)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將內(nèi)燃機(jī)(2)的轉(zhuǎn)速發(fā)送至電子控制單元(18)；當(dāng)監(jiān)測(cè)到內(nèi)燃機(jī)(2)的轉(zhuǎn)速超過閾值時(shí)，電子控制單元(18)控制旁通閥(26)打開，將部分高溫廢氣通過旁通閥(26)派出至外部。